ТЕМА 8-1

ТЕМА 8. ГОЛОВНІ АСПЕКТИ ТА ПРИНЦИПИ ДЕШИФРУВАННЯ АЕРОКОСМІЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ

Процес дешифрування об’єктів місцевості уявляє собою тісно взаємопов’язану логічну послідовну структуру: виявлення → розпізнавання → класифікація → прогнозування.

Виявлення – роздільне сприйняття елементів зображення без уточнення їх призначення, інакше – отримання загальної уяви про зображене на знімку. На цьому етапі розрізняють площинні, лінійні об’єкти.

Розпізнавання – отримання цілісного уявлення про об’єкт з встановленням його якісних та кількісних характеристик. Наприклад, площинні і лінійні об’єкти, ідентифіковані на етапі виявлення – це озеро, городи, листяний ліс, ґрунтова дорога, ряд кущів.

Класифікація – перехід від індивідуальної до узагальненої характеристики, зокрема віднесення зображення під певний умовний знак. Ідентифіковані на етапі розпізнавання об’єкти класифікують згідно прийнятих інструктивних матеріалів (умовних знаків певного масштабу).

Прогнозування – передбачення інших об’єктів при наявності додаткової інформації. На цьому етапі ідентифікують об’єкти і їх характеристики, які відразу важко розпізнати на зображенні. Наприклад, рівна смуга землі з однієї сторони озера та зображення шлюзу вказують на наявність дамби і на напрямок течії річки, яка витікає з озера.

Дешифрування знімків – це творчий процес по узагальненню інформації як при її недостатній кількості (невідомі характеристики будівель, покриття доріг, вид рослинності тощо) так і при зайвій кількості (об’єкти, які не відображають, або об’єкти які не відображають при певних масштабах). Тому на результат дешифрування впливає інформаційна ємність знімку, яка поділяється на формальну, ймовірну і оціночну.

Формальна інформація відображає зв’язок об’єму даних знімку з його контрастністю і розрізненням. Тобто об’єм інформації залежить від кількості тонів і кольорів та розміру піксела на місцевості. Так, одна і та ж територія місцевості, сфотографована з космосу буде містити значно менше інформації, як корисної так і зайвої, ніж фотографія, отримана з БПЛА.

Для різних ландшафтів сукупність точок і тонів може бути різною, тому вводять поняття ймовірної інформації, завдяки якій кількість невизначених об’єктів значно зменшується. Приклад – різний тон і структура зображення хвойних і листяних лісів дозволяє встановити межі цих видів рослинності.

Оціночна інформація передбачає виділення необхідних даних про об’єкт (яка інформація є корисною, яка додатковою, а яка зайвою). Наприклад, під час дешифрування гідрографічних об’єктів до корисної інформації відносять річку, до додаткової інформації відносять під’їзди до річки по обидві сторони, що дозволяє отримати іншу корисну інформацію – наявність броду. Транспорт на під’їзді до річки є зайвою інформацію, бо його не зображають на картах.

Для розпізнавання об’єктів на аерокосмічних зображеннях застосовують прямі та непрямі дешифрувальні ознаки. Прямі дешифрувальні ознаки вказують на властивості об’єкту, які відразу можна розпізнати на знімку – це форма, розмір, колір, тон, тінь, структура і рисунок.

Форма – основна інтерпретаційна ознака, за якою встановлюють геометричні властивості об’єкта. Розрізняють: геометрично визначену форму

–ортогональна для будинків, кругла для очисних споруд; невизначену форму

–болота, ліси, вимоїни, річки, яри; компактну форму – склади, квартали міст, городи; лінійну форму – дорожня мережа, меліораційні рови; плоску форму – озера, стадіони, автостоянки; об’ємну форму – баштові споруди, гори, кар’єри, дерева.

Розмір – за допомогою цієї ознаки ідентифікують не тільки окремі об’єкти, але й їх взаємозв’язок. Наприклад, на території населених пунктів більший розмір будівель мають торговельні та виробничі комплекси, за розміром крон дерев і відстані між центрами крон визначають окремі таксаційні характеристики.

Колір – ознака, яка дозволяє розрізнити об’єкти різного забарвлення. Інтегральні зображення містять кольори наближені до тих, які бачить людина, що значно спрощує процес дешифрування. Під час опрацювання спектрозональних і багатоспектральних зображень колір дозволяє швидко дешифрувати окремі об’єкти серед загального фону. Для сприйняття зображень, отриманих поза діапазоном видимого спектру, кожному діапазону присвоюють один з кольорів певного тону, що дає можливість дешифрувати такі зображення візуально.

Тон – степінь потемніння зображення об’єкта (не залежно від кольору). Ця ознака залежить від багатьох факторів, серед яких: властивість відбивати світло (сніг у 14 раз світліший від чорнозему); зовнішня структура об’єкту (асфальтова дорога світліша від зораного поля); освітленість об’єкту; вологість об’єкту; світлочутливість сенсора; різні пори року. Людське око розрізняє лише 25 ступенів тону не залежно від кольору.

Тінь – ознака, яка полегшує процес дешифрування. Розрізняють власну тінь, яка лежить на самому предметі, тобто сторона предмету, не освітлена сонцем і падаючу тінь – тінь від об’єкта на місцевості. Відсутність тіней на зображенні унеможливлює розпізнавання стовпів ЛЕП низької напруги, дорожніх знаків, огорож, не заважає огляду схилів у гірських районах та територій забудованих висотними спорудами.

Структура і рисунок – складна ознака, яка об’єднує всі попередні, узагальнюючи їх для об’єктів які повторюються, мають певне місце розташування. Ліси – крупнозерниста структура, кущі – дрібнозерниста структура, сади – дрібнозерниста структура з лінійним рисунком, квартали міст – прямокутний рисунок, дельта річок – розгалужений рисунок.

Непрямі дешифрувальні ознаки вказують на наявність або характеристику об’єкта, які не можливо встановити за прямими ознаками тобто відслідковуються певні зв’язки (закономірності) між об’єктами ландшафту. Ці закономірності можна розділити на два основні напрями:

приналежність одних об’єктів до інших – житлові будинки розташовують ближче до вулиць; розрив у дорозі в гірській місцевості вказує на наявність тунелю; навіс над коліями, перони і під’їзди доріг вказують на наявність залізничного вокзалу; ігрові майданчики та скупчення групи людей біля будови вказують, що будинок є школою.

зміна властивості одних об’єктів в результаті впливу на них інших –

гірський рельєф впливає на контури сільськогосподарських угідь, які мають вигляд терас, розташованих на горизонтальних площинах; русло річки впливає на наявність пляжів та обривів з протилежних сторін, на заплавах рослинність нижча.

Для отримання прихованих характеристик об’єктів застосовують індикаційне дешифрування, яке передбачає використання комплексних ознак. При цьому розрізняють: індикатор – ознаку, яку можна визначити на знімку (рослинність, форма рельєфу, гідрографія) та індикату – ознаку, яку важко або неможливо розпізнати на знімку (склад ґрунту, підземні води, підземні комунікації). Наприклад, рельєф, як індикатор, передає внутрішні особливості ландшафту. За видом рельєфу можна визначити такі індикати, як геологічну структуру і тектонічні рухи, напрямок геологічних процесів в сторону їх посилення або затухання.

Щоб отримати кількісні характеристики об’єктів місцевості застосовують метод кореляційних зв’язків – зв’язок прямих дешифрувальних ознак, які чітко можна ідентифікувати на знімку з ознаками, що на знімку не

передаються, але їх параметри необхідні для повного відтворення інформації про об’єкти. Наприклад, на зображеннях чітко можна ідентифікувати ширину колії, або ширину автомобіля, які є стандартними і постійними величинами. Виконавши елементарні виміри і обчислення, отримують кількісні характеристики інших об’єктів. Цей же ж метод використовують для визначення висоти об’єктів за тінями.

В процесі дешифрування необхідно встановити такі кількісні характеристики об’єктів: ширина рік, каналів, мостів, гребель, доріг, просік; довжина мостів, гребель; висота вершин, курганів, насипів, обривів, териконів, дамб, заводських труб, опор ліній електропередач, лісів, прольоту мостів; глибина рік, кар’єрів, ям, ярів; товщина дерев, середня відстань між ними, діаметр крони; швидкість течії річки. Більшість кількісних характеристик об’єктів визначають під час польового дешифрування. Проте деякі кількісні характеристики можна визначити в камеральних умовах користуючись методом кореляційних зв’язків та за допомогою стереофотограмметричних приладів. Ширину і довжину топографічних об’єктів визначають за формулою: ( ) , де – довжина або ширина об’єкта на місцевості, м; – відповідна довжина або ширина об’єкта

– паралактичне зміщення між значеннями паралаксів, отриманими при