4.3 Основы аэрофотосъемки

Одним из важнейших применений фотографии является воздушное фотографирование, т. е. получение цифровых или аналоговых снимков земной поверхности с летательных аппаратов — самолетов, вертолетов, искусственных спутников Земли и др.

Аэрофотосъемкой называют совокупность работ по получению изображений местности с целью последующего их использования для создания планов и карт. Термин «аэрофотосъемка» объединяет ряд взаимосвязанных процессов, в которые в общем случае входят:

летно-съемочные работы, включающие разработку технических условий аэрофотосъемки и ее выполнение;

полевые фотолабораторные работы, выполняемые при использовании аналоговых аэрокамер и включающие фотографическую обработку экспонированных аэрофильмов, изготовление по ним отпечатков и иной первичной продукции;

полевые фотограмметрические работы, включающие регистрацию материалов аэрофотосъемки и оценку их качества; при использовании цифровых аэрокамер и систем они дополняются формированием синтезированных (композитных) панхроматических и цветных изображений из снимков меньшего формата.

Результатом перечисленных работ являются аэронегативы, аэроснимки (при аналоговой съемке) или цифровые изображения (в случае использования цифровых камер и съемочных систем), а также зафиксированные в полете показания специальных приборов.

Аэронегативы (аэроснимки)–цифровые или аналоговые изображения местности, покрывающие без разрывов заданный участок земной поверхности – используются для последующего преобразования и создания по ним карт и планов (рисунок 4.6). Для обеспечения последующих работ смежные аэронегативы (аэроснимки) должны иметь перекрытия расчетной величины. Метрические и фотометрические (яркостные) характеристики аэронегативов в значительной степени зависят от выполнения технических условий аэрофотосъемки и выбора параметров применяемых фотографических материалов и оптических систем. Точность и качество аэронегативов, в свою очередь, определяет качество создаваемых по ним карт и планов, сроки фотограмметрической обработки, организацию работ и т. п. Для получения полноценных аэронегативов и их эффективного использования необходимо согласование параметров летно-съемочных работ с организацией всего топографо-геодезического производства.

В соответствии с законами центрального проектирования, по которым строится изображение местности, точки аэронегатива (аэроснимка) получают смещения, величины которых определяются углом наклона оптической оси аэрофотоаппарата и колебанием рельефа местности. Устранение этих смещений осуществляется в процессе их фотограмметрической обработки, и в частности – фотографического или цифрового преобразования, называемоготрансформированием. В связи с этим использование аэроснимков для решения каких-либо задач, связанных с измерениями по ним, без их предварительного трансформирования ограничивается влиянием указанных смещений.

Использование при аэрофотосъемке специального оборудования (рисунок 4.7),обеспечивающего стабилизацию съемочной камеры в полете, компенсацию сдвига изображения, определение угловых и линейных элементов внешнего ориентирования снимков и др., существенно упрощает последующую камеральную обработку снимков и повышают ее точность.

Наличие указанных данных во многом определяет технологию камеральной обработки материалов аэрофотосъемки, существенно влияет на оперативность, точность фотограмметрических построений и объемы полевых работ по их геодезическому обеспечению.

Аэрофотосъемочные работы выполняются на оборудованных летных средствах специализированными подразделениями гражданской авиации или непосредственно топографо-геодезическими (землеустроительными, лесоустроительными и др.) предприятиями.

При аэрофотосъемке можно полагать, что объект находится в бесконечности, т. е. изображение объекта (местности) строится в главной фокальной плоскости. В этой плоскости и помещают светочувствительный материал (фотопленку, датчик), на которой получается изображение фотографируемой местности. Это позволяет применять для определения масштаба горизонтального аэроснимка простую зависимость, вытекающую из подобия треугольников Sab и SAB (рисунок 4.8)

ab/AB = f/H = l/L. (4.1)

Здесь AB = L и ab = l – расстояния между точками на местности и их изображениями на снимке; f – фокусное расстояние объектива съемочной камеры; Н – высота фотографирования.