книги из ГПНТБ / Инженерное дешифрирование аэроснимков при изысканиях полевых аэродромов

Сельскохозяйственные посевы хорошо выделяются на аэросним­ ках прямолинейными границами землепользования (в виде глубо­ ких борозд, канав, дорог, изгородей, обсадок и т. д.) и более свет­ лым тоном изображения.

Однако определение разновидностей посевов сельскохозяй­ ственных культур, их состояния и качества сйязано с известными трудностями и требует всестороннего использования различных дешифровочных признаков.

Основные разновидности посевов сельскохозяйственных куль­ тур могут быть определеныпо следующим дешифровочным при­ знакам:

—зональному и внутризональному местоположению;

—характеру текстуры 1 изображения;

—тону (цвету) контура;

—стереометрическим характеристикам (высоте травостоя и

характеру пространственного полога);

— следам деятельности сельскохозяйственных машин. Распространение различных по своим агробиологическим свой­

ствам сельскохозяйственных культур зависит от географических условий данной территории. Из этих условий и следует исходить при дешифрировании аэроснимков. Для аффективного дешифри­ рования сельскохозяйственных объектов целесообразно использо­ вание геоботанических и специальных сельскохозяйственных карт с нанесенными на них границами и основными ареалами распро­ странения сельскохозяйственных культур, а также справочной ли­ тературы и материалов местных сельскохозяйственных организа­ ций.

Важным дешифровочным признаком сельскохозяйственных по­ севов является текстура их изображения. Текстура изображения посевов зависит от способа посева, который определяет простран­ ственное расположение отдельных кустов растений, применяемых способов ухода за посевами (культивация междурядий, букети­ ровка, окучивание и т. д.), внешних морфологических .признаков самих растений и их фенологической фазы.

, В зависимости от влияния этих факторов могут быть выделены следующие основные текстуры изображения сельскохозяйственных посевов:

— аморфно-зернистая, типичная для смешанных посевов мно­ голетних трав;

—нитевидно-зернистая и нитевидная, характерная для посевов многолетних трав и большинства зерновых культур, посеянных сплошным рядовым или узкорядным способами;

—полосчатая, типичная для пропашных культур,' посеянных широкорядным способом при густом расположении растений в

1 Под текстурой понимается сравнительно правильная однообразная струк­ тура изображения.

— сетчатая, характерная для пропашных культур, посеянных широкорядным способом при редком расположении растений в рядках;

— квадратная, свойственная культурам, посеянным квадратногнездовым или перекрестным способами.

Следует иметь в виду, что текстурные признаки сельскохозяй­ ственных посевов изменяются в ходе вегетационного развития. В частности, текстурные признаки, связанные со способами посева культур и ухода за ними, наиболее отчетливо проявляются на пер­ вом этапе развития растений, исключая начальную фазу всходов, до того момента, когда происходит смыкание растений смежных рядков: примерно до конца фазы колошения или выметывания у злаковых и до конца фазы образования соцветий у большинства других растений. В средних широтах этот этап охватывает июнь и начало июля. В дальнейшем эти признаки проявляются слабее, хотя во многих случаях и в это время воспринимается чередование рядков и междурядий у пропашных культур вследствие затенен­ ности пониженных участков верхнего полога посева в местах меж­ дурядий. После уборки, урожая (август — первая половина сентяб­ ря в средних широтах) текстурные признаки, обусловленные спо­ собом посева, у ряда культур в известной мере проявляются до со­ хранения стерни.

Динамика изменения текстурных признаков по мере вегетаци­ онного развития должна учитываться в процессе дешифрирования сельскохозяйственных посевов по аэроснимкам.

Оптимальными масштабами для выявления межтекстурных от­ личий сельскохозяйственных угодий и для распознавания основных элементов текстуры изображения большинства сельскохозяйствен­ ных посевов являются масштабы ~ 1 : 4000-— 1:5000.

Большое значение для выделения и дешифрирования сельско­ хозяйственных контуров имеет тон изображения, особенно при ра­ боте с аэроснимками мелких масштабов. Тон различных сельско­ хозяйственных посевов на черно-белых аэроснимках в течение ве­ гетационного периода значительно изменяется, причем у различ­ ных посевов по-разному. В начале вегетационного сезона тон паш­ ни в значительной мере определяется цветом просматриваемой почвы. По мере роста травостоя (с 0,2 м) засеянные пашни приоб­ ретают собственный серый тон различных оттенков. Высокие и гу­ стые посевы имеют более темный тон. Максимум потемнения у большинства культур ранней посадки в средних широтах прихо­ дится на начало июля, у озимых культур — на середину июня, а у культур поздней посадки (кукурузы, картофеля и др.) — на ав­ густ. При переходе к фазе созревания тон посева становится более светлым. Скошенные растения на аэроснимке получаются в виде светлых полос или пятен неправильной формы.

Посевы различных сельскохозяйственных культур заметно от­ личаются друг от друга по цвету на летних спектрозональных и осенних цветных (трехслойных) аэроснимках.

53

54

56

Ъ1

(2,0—2,5 X 2,0—2,5 м). Бахчи хорошо дешифрируются даже на аэроснимках мелкого масштаба.

Залежи на аэроснимках сравнительно легко отличаются от за­ сеянной пашни по отсутствию четких границ, аморфно-пятнистому изображению, неоднородному и более темному общему тону и от­ сутствию четко выраженных следов обработки земли (иногда бы­ вают видны тонкие следы борозд) (фиг. 19). На цветных (трех­ слойных) аэроснимках залежи изображаются более светлым зе­ леным цветом, чем луг. Залесенные залежи могут быть отдешифрированы по обычному расположению деревьев или кустов вдоль направлений борозд прежней распашки.

По -экспериментальным данным вероятность камерального де­ шифрирования основных разновидностей сельскохозяйственных угодий на панхроматических аэроснимках масштаба 1:5000, полу­ ченных в середине лета, примерно равна 75—80%, разумеется, при наличии достаточных навыков у дешифровщика.

Как показывают экспериментальные материалы, для деталь­ ного дешифрирования травяного покрова по крупномасштабным

.аэроснимкам, полученным с малых высот, целесообразно произво­ дить аэрофотосъемку на панхроматическую пленку при возмож ности в сочетании со спектрозональной летом и с цветной (трех­ слойной) осенью.

Оценка травяного покрова и дернины

В процессе дешифрирования травяной растительности особен­ но важно установить характер травостоя и собственно дернины, от которых в значительной степени зависит несущая способность верхнего слоя почвы, а также качество дешифрируемого угодьй в целом.

Степень сомкнутости и густота травостоя определяются на ос­ новании изучения общего рисунка и текстурных особенностей изо­ бражения. Так, например, участки с неоднородным и изреженным травостоем имеют нарушенную текстуру и выделяются пятни­ стостью изображения, неравномерной концентрацией куртин от­ дельных растений, просматриваемостью почвы вследствие умень-

. шения проективного покрытия, что определяет неравномерную то­ нальность изображения, и т. д. Высота травостоя определяется в результате стереоскопического дешифрирования. Эти данные име­ ют большое значение для оценки дернового покрова при изучении участка под аэродром, так как травостой на летном поле должен быть густым, равномерно сомкнутым, высотой не более 0,2—0,3 м.

Характер собственно дернины, образованной данным траво­ стоем, предположительно определяется в результате дешифриро­ вания разновидностей естественных угодий или посеянных куль­ тур. Наиболее надежное армирование верхнего слоя почвы соз­ дают луговые травы, многолетние посевные травы (особенно смесь, злаковых и бобовых) и типичные зерновые культуры, обладающие

,58

сильно развитой корневой системой в глубину и в стороны. Это хо­ рошо видно по фиг. 20, на которой приведены данные по плотно­ мерным измерениям с помощью плотномера Ревякина дернового покрова, образованного различными посевами (на легких супе­ сях). Наибольшей несущей способностью обладает клеверище. Примерно такой же характер кривой (а иногда и более крутой) имеют и луговые угодья. Пропашные культуры имеют низкую со­

полевые культуры, также определяется косвенным путем в резуль­ тате дешифрирования сельскохозяйственных посевов. Пашни, под­ верженные эрозии, с сильно смытым гумусовым горизонтом де­ шифрируются по их расположению на местности (на участках, имеющих значительные уклоны, вблизи оврагов, балок и т. д.) и более светлому тону изображения.

Зная содержание естественной травяной растительности и сель­ скохозяйственных культур и их требования к почвенным условиям и влаге (табл. 5), можно в результате дешифрирования (методом исключения) предположительно судить о почвенных характеристи­ ках и увлажненности данного участка, используя растительность как индикатор на почву.

§ 15. ДЕШИФРИРОВАНИЕ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

Дешифрирование лесной растительности на приаэродромной территории и в полосе воздушных подходов производится для ре­ шения следующих задач:

—оценки тактических свойств (условий маскировки, проходи­ мости, защитных свойств) лесных массивов;

—определения строительных характеристик леса в интересах аэродромного строительства;

—определения примерного объема работ по вырубке леса, ку­ старника и корчеванию пней;

—оценки косвенным путем почво-грунтов в изучаемом районе. Методика дешифрирования лесной растительности по аэросним­

кам опирается на использование прямых признаков в сочетании с, косвенными, из которых основную роль играет признак местопо­ ложения, а также на использование статистических зависимостей между таксационными элементами леса.

При дешифрировании лесной растительности необходимо исхо­ дить из географического положения изучаемого района, широко используя специальные карты (геоботанические и лесные), военно­ топографические описания и другие материалы.

Дешифрирование лесных массивов следует начинать с опреде­ ления породы леса, поскольку от нее в значительной мере зависят тактические, строительные и некоторые другие лесные характери­ стики. Кроме того, в ряде случаев именно порода леса может слу­ жить индикатором при дешифрировании почво-грунтов.

59

Дешифровочные признаки лесной растительности

Древесная растительность хорошо опознается на аэроснимках по характерной зернистой структуре изображения, образованной сочетанием проекций крон деревьев (в вйде1пятен разной формы и размеров) и промежутков между ними, которые отчетливо вос­ принимаются на аэроснимках масштаба 1: 12000 и крупнее.

Для определения породы леса необходим всесторонний и преж­ де всего структурный анализ изображения на аэроснимке.

Основными дешифровочными признаками для определения по­ роды древесной растительности на аэроснимках являются:

— структура изображения: степень зернистости, характер рас­ пределения крон, размеры диаметров крон, внутриструктурные из­ менения тона;

—форма проекций крон на крупномасштабных аэроснимках;

—общий тон (цвет) изображения;

—стереометрические характеристики древостоя: характер по­ лога, степень разновысотности, просматриваемость древостоя, вы­

сота деревьев;

— характер падающей тени отдельных деревьев и древостоя, вид деревьев в перспективе на краях аэроснимка.

Хвойные леса на черно-белых аэроснимках характеризуются от­ четливо зернистой структурой изображения и более темным тоном, чем лиственные. Чистые хвойные леса довольно уверенно могут быть расчленены по породам в- камеральных условиях. В табл. 6 приведены обобщенные дешифровочные признаки, чистых спелых, еловых-, пихтовых, сосновых, кедровых и лиственничных лесов на летних аэроснимках масштабов 1 : 10000— 1 : 15000. Форма проек­ ций крон в качестве дешифровочного празнака может быть использо­ вана при определении породы леса по аэроснимкам масштаба при­ мерно 1 : 5000 и крупнее. В таблице с известной степенью приближе­ ния указано отношение отдельных пород к почво-грунтам и влаж­ ности.

Лиственные леса характеризуются более светлым тоном и менее четкой'зернистостью структуры изображения, чем у хвойных, так как кроны соседних деревьев часто переплетаются между сббой. В отличие от заостренных крон хвойных деревьев лиственные по­ роды имеют кроны округлой, «кудрявой» формы, что хорошо об­ наруживается по теням. Лиственные леса, особенно широколист­ венные, с трудом расчленяются по породам на черно-белых аэро­ снимках. В летний период участки с различными лиственными по­ родами, заметно, отличающимися друг от друга по спектральной яркости в инфракрасной части спектра, значительно лучше выде­ ляются и отличаются от хвойных и друг от, друга на спектрозо­ нальных аэроснимках, на которых они изображаются оранжевым или пурпурным цветом разной степени насыщенности, а также на инфрахроматических аэроснимках по большому контрасту тонов.

60

Для изображения отдельных лиственных пород характерны не­ которые специфические дешифровочные признаки. В табл. 7 при­ ведены дешифровочные признаки чистых спелых березовых, оси­ новых и дубовых лесов в летний период применительно к аэросним­ кам масштабов 1 : 10000— 1: 15000.

Из мелколиственных пород наиболее уверенно в летний период дешифрируются осиновые леса по току (цвету) изображения и ха­ рактеру полога древостоя. Березовые леса на черно-белых аэро­ снимках обычно дешифрируются с трудом, напоминая* по характе­ ру изображения сосновые леса. На спектрозональных аэросним­ ках они легко отличаются от сосновых лесов. Кроме указанных мелколиственных пород, по аэроснимкам могут быть отдешифрированы ольшанники. Ольха требовательна к плодородию почв и влажности, предпочитая серые торфяные почво-грунты. Ольховые заросли преимущественно развиваются в притеррасной части реч­ ных долин, а также в низинах с избыточным увлажнением. На черно-белых аэроснимках они имеют общий серый тон изображе­ ния и неоднородную мелкозернистую структуру, состоящую из пло­ ских серых и светло-серых проекций крон и обычно темных проме­ жутков между ними. На цветных (трехслойных) аэроснимках оль­ шанники изображаются темновато-зеленым цветом, а на спектро­ зональных аэроснимках, полученных с пленки СН-2, красно-оран­ жевым цветом.

Кроме дубовых лесов, некоторыми специфическими признака­ ми-обладают и другие широколиственные породы. Так, кленовые леса характеризуются почти плоскими кронами, соединяющимися в пологе в четкие обособленные группы слитной структуры. Для изо­ бражения липовых лесов свойственна значительная выпуклость крон.

Смешанные леса характеризуются неоднородной структурой, что объясняется различной формой и величиной проекций крон и нарушением закономерности распределения их в проекции полога, неоднородным тоном (цветом) изображения на аэроснимке, а так­ же значительной разновысотностью древостоя. Примесь в древо­ стое на черно-белых аэроснимках масштаба 1: 15000 обнаружи­ вается обычно, начиная с 20% и выше. Смешанные леса из хвой­ ных и лиственных пород хорошо дешифрируются по цвету на спектрозональных аэроснимках.

Необходимо отметить, что дешифровочные признаки одних и тех Же пород, особенно лиственных, заметно изменяются в зави­ симости от возраста древостоя и фенологической фазы.

С возрастанием увеличиваются размеры проекций крон, нерав­ номерность их распределения, изреженность, разновысотность и высота древостоя в целом. Молодняки, особенно мелколиственных пород, наоборот, имеют слитное мелкозернистое изображение.

Хвойные леса на зимних аэроснимках имеют темный и очень темный'тон изображения на общем светлом фоне. Лиственные ле­ са на зимних и весенних аэроснимках имеют своеобразную штри­ ховую структуру изображения, образованную тенью обнаженных

61