3. Технология изготовления цифровых ортофотопланов

Ортофотоплан - это фотографическое изображение участка местности, составленное на точном геодезическом обосновании и полученное преобразованием аэрофотоснимков из центральной проекции в ортогональную дифференциальным ортофототрансформированием.

В данной схеме технической базой является автоматизированная система кадастрового картографирования.

Отличительная особенность данной технологии - использование стереоскопической обработки снимков, при которой в полной мере учитывается рельеф местности. Методы цифровой фотограмметрии позволяют организовать процесс изготовления ортофотопланов с требуемой точностью, но с меньшими материальными, трудовыми и временными затратами.

Рассмотрим основные этапы создания ортофотопланов.

Полевая маркировка представляет собой процесс установления на местности искусственных опорных знаков (опознаков).

Маркировку искусственными опознавательными знаками выполняют на местности, где нет естественных контуров, уверенно опознаваемых на снимках. Эту работу проводят до аэрофотосъемки. На местности роют не глубокие канавы, наносят линии известью или используют иные материалы. Форма опознавательного знака может быть различной: крест, квадрат и т. п. Размер знака зависит от масштаба получаемых снимков. Маркировку осуществляют в заранее намеченных зонах, удовлетворяющих требованием фотограмметрической обработки снимков. Для облегчения нанесения границ маркируют сохранившиеся поворотные пункты границ землепользований.

Масштаб аэрофотосъемки, высоту фотографирования рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить необходимую точность определения плановых и высотных координат.

При разреженной привязке снимков опорные точки располагаются в углах и в центре маршрута или блока.

Фотограмметрическая обработка включает: сканирование снимков и создание библиотеки цифровых изображений на магнитных носителях, ввод необходимых данных для обработки снимков, маршрутную или блочную фототриангуляцию, создание цифровой модели местности, ортофототрансформирование, изготовление электронного ортофотоплана. Потребителю ортофотоплан передают в растровой или векторной форме на магнитном или бумажном носителе.

Фототриангуляцией называется камеральное фотограмметрическое сгущениепизготовление электронного ортофотоплана.имков, маршрутную или блочную фототриангуляцию, создание цифровой модели местности орт съемочного геодезического обоснования, производимое по аэрофотосъемкам. В результате такого сгущения получают координаты точек местности, используемых в качестве опоры при создании по аэрофотоснимкам планов и карт этой местности. В зависимости от решаемой задачи применяют пространственную или плановую фототриангуляцию.

4. Дешифрирование

При изготовлении сельскохозяйственных и топографических планов и карт аэрофотогеодезическими методами содержание объектов местности устанавливают с помощью дешифрирования фотоизображения.

Дешифрирование заключается в распознавании на фотоизображении объектов местности, которые подлежат нанесению на план или карту, выявлении их границ, качественных и количественных характеристик и вычерчивании полученных результатов условными знаками.

При дешифрировании должно быть установлено название объектов и населенных пунктов.

Дешифрирование играет важную роль в изучении земной поверхности и происходящих на ней явлений по фотоизображению.

Информационные свойства аэрофотоснимков. Аэрофотоснимок представляет собой световую запись информации об объектах местности, предельно - возможное количество информации будет получено в том случае, если соседние элементы будут отличаться по тону и по цвету (если снимок цветной).

Предельно - возможное количество информации называется информационной емкостью съемочной системы, она характеризует потенциальные возможности съемочной системы. Реальный снимок несет значительно меньшую информацию.

Количество информации на реальном снимке называется объемом информации. Объем информации зависит от отражательной способности объекта, на которую влияет состояние растительного покрова, влажность объекта, рельеф, время дня и года.

Достаточен ли объем информации определяют, используя разрешенную способность аэрофотоснимка.

R=0.5d (11)

где d-наименьшая толщина линии, различаемая на изображении.

На местности значению d соответствует величина

D=dm=(M*Kt)/2R (12)

где m-масштаб негатива, М-масштаб плана, Kt-коэффициент трансформирования.

Классификация и методы дешифрирования. От точности, достоверности и полноты дешифрирования зависит качество изготовляемого плана.

Существуют следующие методы дешифрирования:

1. Визуальный метод - наиболее распространен, при нем исполнитель, рассматривая и логически анализируя изображение, производит дешифрирование.

2. Машинно-визуальное дешифрирование-это дешифрирование с помощью машин, которые преобразуют изображение для облегчения дешифрирования.

3. Автоматизированное дешифрирование - при котором изображение считывается машиной, а затем анализируется исполнителем.

4. Автоматическое - когда весь процесс выполняется машиной.

Визуальный и машинно-визуальный методы в принципе не отличаются друг от друга, но машина получает дешифрированные признаки в цифровом виде и использует при этом количественные показатели, тогда как человек при визуальном дешифрировании использует качественные характеристики, позволяющие произвести дешифрирование более полно, т.к. некоторые дешифрировочные признаки не могут быть представлены в цифровом виде.

Визуальное дешифрирование делится на:

1. Полевое - это дешифрирование, осуществляемое путем сравнения фотоизображения с местностью. Оно наиболее достоверно, но мало производительно и носит сезонный характер. При полевом дешифрировании наносят не отобразившиеся контуры. Они появляются либо из-за малого их размера, или из-за того, что они появились после аэрофотосъемки. Все способы нанесения не изобразившихся контуров основаны на использовании хорошо опознаваемых на снимке элементов ситуации, которые являются опорной для нанесения.

Способы нанесения неизобразившихся элементов местности:

1) Способ линейных засечек

2) Способ промеров

3) Способ вспомогательных точек

2. Камеральное - без выхода в поле, путем анализа изображений с применением дополнительных материалов, несущих информацию о местности. Камеральное дешифрирование недостаточно надежное и полное, особенно для сельскохозяйственных объектов.

3. Комбинированное - это сочетание камерального и полевого.

При дешифрировании на фотоизображении объектов местности используют совокупность прямых и косвенных дешифрировочных признаков.

К прямым относятся: форма, размер, тон и текстура изображения.

Форма - многие объекты, связанные с деятельностью человека имеют правильную геометрическую форму. Криволинейную форму имеют реки, овраги. На аэрофотоснимке они сохраняют свою форму, но форма не определяет содержание. Одновременно с формой используют размер, он зависит от масштаба, который известен хотя бы примерно, что позволяет находить объекты на фотоизображении.

Тон - зависит от отражательной способности объектов местности. В более светлых тонах отображаются на снимке сухие дороги, песчаные отмели, освещенные стороны крыш. В серых тонах - пахотные земли, более темные - лесные массивы, реки, озера.

Текстура - это его рисунок. Массив приусадебных участков имеет мозаичный рисунок, лесные угодья - зернистую структуру.

Вспомогательным признаком является тень, падающие тени отображают форму объекта. Эти свойства используют при дешифрировании изгороди, отдельных столбов, деревьев. Однако падающие тени нередко закрывают смежные объекты, что затрудняет дешифрирование.

Косвенные признаки возникают из закономерности взаимного расположения объектов местности. Например, если дорога соединяет два населенных пункта, ее относят к проселочной, а если обрывается в поле, то к полевой. Дешифрирование производят на аэрофотоснимках, фотосхемах и фотопланах.

Для оценки качества дешифрирования существует два понятия: точность и достоверность.

Достоверность - это погрешность опознавания.

Точность - это с какой погрешностью наколоты точки границ и проведены границы земельных участков.

Точность зависит от масштаба фотоплана, четкости изображения и точности положения вычерченных границ относительно объектов. Точность границ на фотопланах от 0.1 до 0.5 мм.