8 Аэрогеодезические и космические съёмки.

8.1 Космическая съемка

Космические снимки имеют ряд отличий от топографических аэрофотоснимков. Космическая фотосъёмка производится с высот, равных сотням и тысячам километров, поэтому они значительно более мелкомасштабны, чем аэрофотоснимки. Высоты фотографирования во время съёмочного сеанса изменяются в больших пределах как за счёт взаимного расположения траектории и планеты, так и за счёт кривизны траектории и поверхности планеты, что приводит к значительной разномасштабности снимков и изменению продольного перекрытия. Поперечное перекрытие достигается за счёт вращения планеты вокруг свей оси. При фотографировании поверхности большой протяжённости имеет место изменение освещённости по трассе полёта из за изменения высоты Солнца. В пределах большой площади, изображённой на мелкомасштабном космическом снимке, поверхность Земли в большинстве случаев нельзя считать плоскостью.

Съёмка из космоса ведётся различной съёмочной аппаратурой в видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом, радио- и рентгеновском диапазоне.

Съёмочную аппаратуру можно разделить на кадровую, щелевую и сканирующую.

Результаты космической съёмки используются специалистами различных профилей. Основное её назначение – картографирование земной поверхности. Она используется для метеорологии, для изучения процессов, происходящих в океанах и морях, для оценки ледовой обстановки, для наблюдений и анализа состояния растительного и почвенного покрова, для оценки состояния лесов, сельскохозяйственных угодий, охраны окружающей среды, для выявления загрязнений земной и водной поверхности, задымлённости атмосферы и многое другое.

8.2 Цифровые модели местности

Цифровая модель местности (ЦММ) содержит множество точек с известными пространственными координатами и цифровыми кодовыми обозначениями объектов местности. По изображению рельефа местности ЦММ делят на регулярные, структурные и нерегулярные. В регулярных ЦММ содержание местности размещено в ячейках сетки определённой формы. Структурные ЦММ строям по точкам, расположенным на характерных переломах структурных линий рельефа. Нерегулярные ЦММ содержат произвольно размещённые точки без какой либо определённой системы, но с заданной густотой и плотностью. Высоты любых точек, находящихся между опорными точками, по которым создана ЦММ, определяют интерполированием от ближайших точек.

ЦММ могут создаваться тремя способами:

-по результатам полевой съёмки местности, например, тахеометрической, фототеодолитной;

-по имеющимся топокартам;

-по результатам аэро- и космической съёмки.

Построение ЦММ по аэрофотоснимкам производится на стереокомпараторах и УСП. На стереокомпараторах снимаются координаты, продольные и поперечные параллаксы точек. Вычислениями на ЭВМ они преобразуются в геодезические координаты точек местности, создающие основу ЦММ. Всё шире применяют высокоточные стереокомпараторы с автоматической регистрацией результатов наблюдений

8.3 Цифровая фотограмметрия

В цифровой фотограмметрии в отличие от традиционной съёмку объектов местности выполняют цифровыми съёмочными системами, а обработку цифровых снимков на ЭВМ. Цифровые съёмочные системы дают растровое изображение с размером растра 10 мкм и менее. ЦСС основаны на использовании ПЗС матриц (приборы с зарядовой связью).

Если съёмку выполняют для составления плана местности, то обработку цифровых снимков ведут на ЭВМ в следующей последовательности.

1. Вводят в ЭВМ цифровые аэроснимки или отсканированные аэрофотоснимки.

2. Наносят на снимки опознаки и выбирают опорные точки для фототриангуляции. Часть точек для фототриангуляции должна находиться в зоне тройного перекрытия снимков. Точки отмечают на всех снимках блока или маршрута.

3. ЭВМ составляет и решает уравнения, составленные по координатам всех точек на всех снимках, и выводит элементы внешнего иногда и внутреннего ориентирования каждого снимка.

4. По вычисленным элементам ЭВМ преобразует геометрию снимка, приводя его к горизонтальному. При этом на каждом снимке будет не менее 4-х точек с известными 3-мя координатами в наземной системе. Если местность равнинная, то такой трансформированный снимок используется для нанесения условных знаков по растру изображения.

5. Если из-за рельефа есть смещения изображения более 0,5 – 0, 7 мм в масштабе создаваемого плана, то делают ещё один этап преобразования геометрии снимка – ортофототрансформирование. Его выполняют обычно одновременно с трансформированием. На этом этапе вводят поправки за рельеф. Это делают двумя способами:

а) Создают цифровую модель рельефа местности (ЦМРМ). ЭВМ интерполирует высоты любой точки между точками модели и по этим высотам смещает каждую точку растра, вводя поправку за рельеф. В результате получают ортофотоснимок.

б) Создают стреомодель на ЭВМ способом миганий или анаглифическим способом. Условные знаки наносят по растру в стереорежиме.

Контрольные вопросы

1. Фотограмметрия и область её применения.

2. Основы чёрно-белой и цветной фотографии.

3. Свойства центральной проекции.

4. Виды съёмок и съёмочных систем.

5. Классификация аэрофотосъёмок.

6. Основные количественные характеристики аэрофотоснимков.

7. Основные качественные характеристики аэрофотоснимков.

8. Элементы внутреннего ориентирования аэроснимков.

9. Элементы внешнего ориентирования аэроснимков

10. Искажение изображения на наклонном снимке.

11. Искажение изображения, вызванное рельефом местности.

12. Условия получения искусственного стереоэффекта.

13. Способы получения искусственного стереоэффекта.

14. Элементы взаимного ориентирования пары снимков.

15. Элементы внешнего ориентирования модели.

16. Привязка снимков.

17. Фототриангуляция.

18. Трансформирование аэрофотоснимков.

19. Теория дешифрирования.

20. Методы и способы дешифрирования снимков.

21. Визуальный метод дешифрирования.

22. Автоматизация процесса дешифрирования.

23. Оформление материалов дешифрирования.

24. Дешифрирование снимков для кадастра.

25. Понятие о космической съемке.

26. Цифровые модели местности.

27. Цифровая фотограмметрия.

Список рекомендуемых источников

1. Обиралов А.И., Лимонов А.Н., Гаврилова Л.А. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.: КолосС, 2006. – 334 с. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

2. Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Ф.Книжников, В.И.Кравцова, О.В. Тутубалина.– М.: Издательский центр "Академия", 2004. – 336 с., [32] с. цв. ил.: ил.

3. Лобанов А.Н., Буров М.И., Краснопевцев В.В. Фотограмметрия. – М.: Недра, 1987 – 309 с.

4. Богомолов Л.А. Дешифрирование аэроснимков. – М.: Недра, 1976.- 144 с.

5. Савиных В.П., Соломатин В.А. Оптико-электронные схемы дистанционного зондирования. Учебник. – М.: Недра, 1995. – 315 с.

6. Кислов В.В. Фотограмметрия.- М.: Недра,1979. – 213 с.

7. Ильинский Н.Д., Обиралов А.И., Фостиков А.А. Фотограмметрия и дешифрирование снимков: Учебник для вузов.- М.: Недра, 1986. – 375 с.

8. Практикум по фотограмметрии и дешифрированию снимков: Учеб. пособие для вузов А.И. Обиралов, Я.И. Гебгарт, Н.Д. Ильинский и др.-М.: Недра, 1990. – 286 с.

9. Руководство по аэрофототопографической съёмке в масштабах 1:1000 и 1:500 застроенных территорий и промышленных объектов при инженерных изысканиях для строительства. М.: Стройиздат, 1977. – 60 с.

10. Основные положения по аэрофотосъёмке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов ГКИНП-09-32-80/ГУГК, Мин-во гражд-ой авиации. М.: Недра, 1982. – 17 с.

11. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании топографических карт и планов. М.: Недра, 1974. – 80 с.

12. Куштин И.Ф., Куштин В.И. Инженерная геодезия. Учебник. Ростов-на-Дону. Изд-во Феникс, 2002. – 416 с.