- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Глава 1. ОСНОВЫ АЭРО- и КОСМИЧЕСКОЙ ФОТОСЪЕМКИ
- •1.3. Фотографический объектив и его характеристики
- •1.4. Светочувствительные слои и их основные показатели
- •1.6. Основные технические требования к топографической аэрофотосъемке
- •1.7. Специальное традиционное аэросъемочное оборудование
- •1.8. Аэрофотосъемочные работы
- •1.10. Космическая съёмка
- •Глава 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОТОГРАММЕТРИИ
- •2.1. Понятие о центральной проекции
- •2.2. Элементы центральной проекции
- •2.3. Перспектива точки и прямой предметной плоскости
- •2.4. Теорема Шаля. Эпюры
- •2.5. Перспектива отвесной прямой
- •2.6. Перспектива сетки квадратов
- •Глава 3. ТЕОРИЯ ОДИНОЧНОГО СНИМКА
- •3.2. Системы координат объекта. Элементы внешнего ориентирования снимка
- •3.3. Формулы связи координат соответственных точек снимка и местности
- •3.9. Искажение изображения площади
- •3.10. Физические источники искажения изображения
- •4.5. Определение элементов взаимного ориентирования
- •4.6. Построение фотограмметрической модели
- •4.9.Точность определения координат точек объекта по стереопаре снимков
- •Глава 5. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ФОТОТРИАНГУЛЯЦИЯ
- •5.1. Назначение и классификация методов пространственной фототриангуляции
- •5.4. Построение и уравнивание маршрутной и блочной сети фототриангуляции по методу связок с самокалибровкой
- •5.5. Технология построения сетей фототриангуляции
- •5.6. Линеаризация условных уравнений
- •5.7. Решение линеаризованных уравнений с оценкой точности
- •5.8. Требования к опорным точкам
- •Глава 6. СПОСОБЫ НАБЛЮДЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ СТЕРЕОМОДЕЛИ
- •6.1. Глаз – оптическая и физиологическая система
- •6.3. Стереоскопическое зрение
- •6.5. Способы измерения снимков и стереомодели
- •6.6. Стереокомпараторы
- •6.7. Точность измерений
- •Глава 7. ТРАДИЦИОННОЕ ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ СНИМКОВ
- •7.1. Понятие о трансформировании
- •7.2. Понятие о традиционном фотомеханическом трансформировании
- •7.3. Фототрансформаторы
- •7.4. Трансформирование снимков на фототрансформаторе
- •7.5. Учет рельефа при фототрансформировании
- •7.6. Понятие о фотопланах и фотосхемах
- •7.7. Изготовление фотосхем
- •Глава 8. ДЕШИФРИРОВАНИЕ СНИМКОВ
- •8.2. Дешифровочные признаки
- •8.3. Содержание дешифрирования
- •8.5. Особенности дешифрирования космических цифровых изображений
- •8.5.2. Особенности дешифрирования цифровых изображений
Глава 8. ДЕШИФРИРОВАНИЕ СНИМКОВ 8.1. Понятие о дешифрировании
Все элементы местности при одинаковой их освещенности обладают различной спектральной отражательной способностью, благодаря чему их изображения на аэрофотоснимках различаются по фототону, структуре рисунка и др. Кроме того, на снимках в известной степени сохраняется подобие и соотношение размеров объектов, неизменность их взаимного расположения и т. п. Фотоизображение местности, таким образом, обладает ценными изобразительными свойствами, выделяющими данный объект среди других.
Распознавание по фотоизображению объектов местности, необ-
ходимых для составления плана или других целей, и выявление со- |
|
держания с обозначением их на снимках (ортофотопланах) в услов- |
|
ных знаках с учётом качественных и количественных характеристик |
|
называется дешифрированием. |
И |
Возможность распознавания изображения объекта определяется |
|
наличием граничных линий со смежными объектами, тоновой и цве- |
товой контраст которых лежит в пределах зрительного восприятия. |
|||
Увеличение такого контраста является обязательным условием аэро- |
|||
фотографирования. |
Д |
||
|
|
б |
|
В общем комплексе ра от по созданию топографической основы |
|||
риа |
|
||
дешифрирование занимает важное место и является весьма ответст- |
|||
венным и трудоемким процессом. От точности определения по фото- |
|||
зображен ю положен я оАъектов местности, достоверности и пол- |
|||
ноты |
х характер ст к в значительной степени зависит и качество из- |
||
готавл |
ваемого плана. |
|
|
С |
|
|
|
В зав с мости от назначения дешифрирование подразде- |
|||
ляют на топографическое специальное. Причем к последнему отно- |
|||
сят распознаван е объектов по их фотоизображениям в интересах |
|||
сельского хозяйства, геологии, гидрологии и т. п. Универсальность |
|||
мате |
лов аэрофотосъемки позволяет в каждом случае дешифриро- |
вания выявлять те особенности и детали местности, которые требуются для решения соответствующих научных, инженерных, хозяйственных и иных задач.
При топографическом дешифрировании выявляют и показыва-
ют условными знаками все элементы местности, необходимые для создания топографической карты в заданном масштабе: населенные пункты и отдельные постройки; закрепленные на местности опорные
179
геодезические пункты; гидрографическую и дорожную сети, линии связи с характеризующими их данными и относящимися к ним сооружениями; естественный и культурный растительный покров и грунты; рельеф местности и др.
При специальном дешифрировании, выполняемом в интересах соответствующих служб (землеустроительной, архитектурно-градо- строительной, лесной и др.), выявляют в первую очередь интересующие их объекты местности – административно-территориальные или хозяйственные границы, породы леса и др. с характеризующими их данными. При этом другие элементы местности – пути сообщения, элементы гидрографии, леса, болота и т. п. д ешифрируют с обобщением и сокращением их характеристик в части, не имеющей непосредственного отношения к соответствующей службе.
В зависимости от техники исполнения дешифрирование делят на камеральное, полевое, комбинированное и аэровизуальное.
Камеральное дешифрирование основано на использовании изо- |
||||
|
|
|
|
И |
бразительных свойств фотоснимков и изучении различных вспомога- |
||||
тельных материалов. В ряде случаев (в военном деле, при изучении |
||||
небесных тел и др.) камеральное дешифрирование является единст- |
||||
венно возможным. |
|
|
|
|
Полевое дешифрирование, выполняемоеДнепосредственно на ме- |
||||
стности, носит сезонный характер. Оно основано на сличении фото- |
||||
изображения с натурой, чем и о еспечивается требуемая полнота, |
||||
точность и достоверность результатов на момент дешифрирования. |
||||
Комбинированное дешифрирование сочетает достоинства и не- |
||||
достатки полевого |
|
А |
|
|
камерального дешифрирования. Как правило, в |
||||
з мн й пер од выполняют камеральное дешифрирование, а в летний – |
||||
полевую проверку |
уточнение полученных зимой результатов. |
|||
Аэров зуальное деш фрирование производят непосредственно с |
||||
|
б |
|
||
борта летательного аппарата (самолета, вертолета) и применяют для |
||||
ускорен я процесса деш фрирования больших однородных массивов |
||||
с малым |
контуров – лесов, болот, тундры и др. |
|||
числом |
|
|
||
С |
|
8.2. Дешифровочные признаки |
|
|
|
|
|
|
Дешифрированию объектов местности способствуют изобразительные свойства фотоснимков, складывающиеся из прямых и косвенных дешифровочных признаков.
180
Прямые дешифровочные признаки присущи практически всем объектам местности, изображающимся на снимках данного масштаба. Они характеризуют объект непосредственно и включают форму, размер, тон, цвет, тень, структуру и др.
Форма – один из основных дешифровочных признаков, по которому устанавливаются наличие объекта и его основныеИсвойства.
Именно очертания объекта, или его форма, воспринимаются при дешифрировании в первую очередь.
Различают геометрически определенную и неопределенную форму объектов. Определенная, геометрически правильная форма
является важнейшим признаком искусственных сооружений, в то время как неопределенная форма характерна для природных объектов
как площадного характера (луга, леса), так и линейного (ручьи, бровки оврагов и др.). Так, профилированные дороги чаще всего изображаются чередованием прямолинейных участков, сопряженных плавными кривыми. Хозяйственные постройки, теплицы, мосты и др. имеют прямоугольную вытянутую форму.
для дешифрирования плановогоАснимка достаточно знать средний масштаб фотограф рован я. Для выявления типа объекта всегда, часто подсознательно, выполняют оценку его размеров, площади, пери-
Форма, однако, не является решающим дешифровочным признаком: извилистый контур может быть речкой и полевой дорогой, круг-
лый контур может |
изображением бассейна, стога сена и т. п. |
Размер уточняет сведения, которыеДдает его форма. При этом |
|
важно знать масштаб снимка, определяющий размер изображения, |
|
либо иметь некий эталон, позволяющий сравнивать размеры изобра- |
|
жений леса и озера, отдельной постройки и стадиона, и т. п. Обычно |
Ссъемочныхностикамер на краю изображения не менее 30 линий на 1 мм (§ 8, табл. 1.2), а фотоэмульсии – порядка 150–200 линий на 1 мм получим суммарное разрешение около 0,02 мм в масштабе снимка.
метра, отношен е площади к периметру и т. д.
М н мальные размеры изображения объектов на аэроснимке |
|
быть |
|
определяются его разрешающей способностью, зависящей от разре- |
|
шающей способ |
объектива и фотоэмульсии и определяемой |
формулой (1.7, § 6). |
При разрешающей способности современных |
Фототон – это степень почернения фотоматериала в соответствующем месте изображения объекта, зависящая от целого ряда факторов – отражательной способности объекта, его внешнего строения, освещенности, времени съемки, влажности, режима фотопечати и т. п.
181
Так, сухие дороги и каменные заборы изображаются почти белыми линиями. Светло-серыми, почти белыми, изображаются освещенные скаты крыш строений, сухая земля, мосты и пр. Водные пространства, поглощающие свет, изображаются темными тонами, и чем больше глубина, тем чернее. В то же время мутная, вспененная или покрытая рябью вода изображается серым тоном, и тем светлее, чем меньше ее прозрачность. Почва изображается тем темнее, чем больше ее влажность; растительность изображается тем чернее, чем темнее ее окраска в натуре.
Полезно иметь в виду, что если тон изображения разложить на 256 градаций, то глаз человека различает только 25, а для дешифрирования вполне достаточно семи (белый, почти белый, светло-серый, серый, темно-серый, почти черный и черный).
Учитывая нестабильность показателя, при дешифрировании фо-
тотон оценивают только в сочетании с другими дешифровочными |
|||||
признаками (например, структурой). Тем не менее именно фототон |
|||||
|
|
|
|
И |
|
выступает как основной дешифровочный признак, формирующий |
|||||
очертания границ, размеры и структуру изображения объекта. |
|||||
Тень объекта является одним из существенных дешифровочных |
|||||
признаков. Различают тени собственные, образуемые в результате |
|||||
различной освещенности поверхности |
Добъекта в сочетании с ее не- |
||||
Направление |
|
ровностями, |
и тени падающие. Так, раз- |
||
|
личные части кроны дерева, скаты крыши, |
||||
лучей света |
|
||||
|
|
овраги, насыпи, и др. получают различное |
|||
|
|
количество солнечных лучей на единицу |
|||
|
|
А |
|
||
|
|
поверхности, что определяет их плотность |
|||
|
|
структуру. Форма отбрасываемой пред- |
|||
|
|
метом тени и ее размер позволяет судить о |
|||
|
|
||||
|
|
высоте дерева, башни или глубине ямы, ка- |
|||
|
б |
|
|
||
|
|
|
|||
Р с. 8.1. Дл на |
навы, следовательно, и о содержании объ- |
||||
екта. При этом следует иметь в виду, что на |
|||||
объекта рельеф |
размер тени оказывает влияние рельеф ме- |
||||
тени |
|||||
стности (рис. 8.1). |
|
||||
|
|
|
|||
С |
|
|
|
|
Падающие тени отображают вытянутую форму силуэта объекта. Это свойство используют при дешифрировании изгородей, телеграфных столбов, водонапорных и силосных башен, наружных знаков пунктов геодезической сети, отдельных деревьев, а также резко выраженных форм рельефа (обрывов, промоин и пр.).
182
Цвет (и его насыщенность) является наиболее достоверным признаком, так как при съемке с натуральной цветопередачей цвета объектов местности соответствуют цветам фотоизображения. Наилучшие результаты получают при дешифрировании спектрозональных аэроснимков с более высоким цветовым контрастом.
Структура изображения – наиболее устойчивый прямой дешифровочный признак, практически не зависящий от условий съемки. Структура представляет собой сложный признак, объединяющий некоторые другие прямые дешифровочные признаки (форму, тон, размер, тень) компактной группы однородных и разнородных деталей изображения местности на снимке. Повторяемость, размещение и количество этих деталей приводят к выявлению новых свойств и способствуют повышению достоверности дешифрирования. Важность этого признака повышается с уменьшением масштаба снимка.
Имеется достаточно большое число структур, образованных |
|||||
|
|
|
|
|
И |
сочетаниями точек, площадей, узких полос различной формы, ши- |
|||||
рины и длины. Некоторые из них рассмотрены ниже. |
|||||
Зернистая структура характерна для изображения лесов. Ри- |
|||||
сунок создается серыми пятнами округлой формы (кронами де- |
|||||
ревьев) |
на |
темном фоне, |
создаваемомДзатененными проме- |
||
жутками |
между деревьями. |
налогичную структуру имеет изо- |
|||
бражение культурной растительности (садов). |
|
||||
Однородная структура о разуется однотипной формой мик- |
|||||
рорельефа и характерна для низинных травянистых болот, степной |
|||||
|
|
|
А |
|
|
равн ны, гл н стой пустыни, водоемов при спокойном состоянии |
|||||
воды. |
|
|
|
|
|
Полосчатая структура характерна для изображений огоро- |
|||||
дов |
распаханных пашен и является следствием параллельного |
||||
|
|
более |
|
|
|
распол жен я борозд. |
|
|
|
||
Мелкозерн стая структура характерна для изображения |
|||||
кустарников различных пород. |
|
|
|||
|
|
структура образуется растительностью или поч- |
|||
Мозаичная |
|
|
|
||
венным покровом неодинаковой влажности и характерна для бес- |
|||||
порядочно расположенных участков различного тона, размеров и |
|||||
С |
|
|
|
|
форм. Аналогичная структура, создаваемая чередованием прямоугольников различного размера и плотности, характерна для изображения приусадебных участков.
Пятнистая структурахарактерна для изображений садов и болот.
183
Квадратная структура характерна для некоторых типов лесных болот и населенных пунктов городского типа. Она образуется сочетанием участков леса, разделенных светлыми полосами болота, и читается как сочетания площадей однородного тона. Такую же струк-
туру создают изображения многоэтажных зданий (относительно И
крупные прямоугольники) и элементов внутриквартальной застройки в населенных пунктах.
Косвенные дешифровочные признаки возникают из зако-
номерностей взаимного расположения объектов местности в силу природных условий, их назначения, хозяйственного использования
и т. д. К косвенным |
признакам отно- |
сятся существующая в натуре и отра- |
|
зившаяся на снимках взаимосвязь, |
|
взаимозависимость |
или взаимообу- |
|
словленность различных объектов и |
А |
|
|
явлений и сопутствующих им харак- |
|
теристик. Например, соединяющая |
|
населенные пункты светлая извили- |
|
стая линия почти наверняка является |
б |
|
|
изображением проселочной дороги; с |
Рис. 8.2. Фрагмент аэроснимка |
той жеДвероятностью теряющиеся в |
лесу или в поле светлые извилистые |
линии – полевые или лесные дороги, постройка вблизи пересечения |
||
жения |
||
светлой извилистой полосы (грунтовой дороги) с железной дорогой – |
||
свидетельствуют о наличии здесь переезда; обрывающаяся на берегу |
||
реки дорога |
|
ее продолжение на другом берегу указывают на на - |
л ч е брода |
ли парома. Логический анализ прямых и косвенных де- |
|
ш фровочных признаков значительно повышает достоверность де- |
||
С |
|
|
ш фр рова . |
|
|
Такой лог ческ й анализ позволяет, в частности, определить |
||
содержан е |
зображенных на рис. 8.2 объектов: к скотным дворам 1 с |
|
северной стороны примыкает дорога 3 для подвоза кормов; высокие |
||
круглые соору |
2 вблизи юго-восточных углов скотных дворов – |
силосные или водонапорные башни; темные прямоугольники 4 между дворами – загоны для скота.
уменьшением масштаба аэроснимка прямые дешифровочные признаки видоизменяются. Так, если по снимкам масштаба 1:5000 непосредственно выявляется большинство дешифрируемых объектов, то на снимках масштаба 1:10 000 и мельче исчезают многие малые
184