19. Фонд сканерных изображений (ресурсные спутники)

Начало – 70-е гг., США – Landsat (десятки млн снимков) на солнечно-синхронных орбитах высотой около 900 и 700 км. Основной массив снимков получен MSS (изображение полосы шириной 185 км в 4 спектральных зонах, разрешение 59х79 м)

Landsat-7 – с 1999 г. ETM+ (7 каналов+панхроматический)

До поступления снимков потребителю выполняется их предварительная обработка, предусмотрено несколько ее уровней. Обработка снимков направлена на их распространение в электронном виде. MSS в 1983 г. охватывал всю поверхность Земли, фонд – десятки млн снимков. По снимкам составляют фотокарты обширных территорий, издаются атласы. Снимки Landsat – самые распространенные в мире материалы космической съемки, по ним составляются карты земных покровов и использования земель, определяются площади посевов основных с/х культур и прогнозируется урожайность. Тематическое картографирование. Непригодны для точного топографического картографирования.

Россия: 1974-1980 гг. – Метеор-Природа, высота – 650 км. На них работала система МСУ-М (условия работы аналогичные MSS). Снимки МСУ-М и МСУ-С использовались в геологических, гидрологических, гляциологических, лесохозяйственных исследованиях. Их оперативность нашла применение в изучении динамики ледового и снежного покрова, мониторинга наводнений и пожаров. Прогноз урожайности стал возможен благодаря Метеору-30 с аппаратурой «Фрагмент» (разр.=85 м, охват = 90 км).

Ресурс-О – первый эксплуатационный ресурсный спутник (сер.80-х). Более детальные снимки – МСУ-Э, 3 канала с разрешением 35х45 м, шириной полосы обзора 45 км.

Снимки МСУ-СК и МСУ-Э стали основными при формировании фонда снимков с ресурсных спутников. Продолжается с Метеор-3М, распространяются и архивируются НПО «Планета». Океан-О – океанологический спутник.

20. ПЗС-съемка: SPOT, IRS, Ikonos, Ресурс-ДК и др.

Снимки, получаемые с помощью многоэлементных линейных приемников излучения на основе приборов с зарядовой связью, характеризуются высоким разрешением при оперативной передаче изображений в цифровой форме по радиоканалам. С 80-х гг. – основной метод получения снимков очень высокого разрешения. Впервые получены в 1980 г. с МСУ-Э на Метеоре-30, с 1988 г. – с Ресурса-О.

1986 г. – SPOT (Франция), высота 800 км – с помощью системы HRV, 10-20 м, 60 км – ширина, Vegetation – 1,15 км и охват 2200 км.

1988 г. – IRS (Индия), высота 900 км, 10 м, 40 км, камеры PAN – разр. 5,8 м, охват 70 км.

1999 г. – Ikonos (США), субметровое разрешение 0,8-4 м, охват 11 км.

Ресурс-ДК – 2 м, Монитор-Э – 8 м.

ADEOS (Япония), CBERS (Китай-Бразилия), ALOS (Япония), Carlosat (Индия).

21. Параметры орбит ИСЗ.

Z – ось вращения Земли, Х – в плоскости экватора. Большая полуось, эксцентриситет, наклонение (экваториальное, полярное – наклонное, прямое, обратное), аргумент перицентра, долгота восходящего угла, средняя аномалия. Высота: 100-500 км, 500-2000 км (ресурсные – 600-900, метеорологические – 900-1400), 36000 км. Средняя аномалия ИСЗ - произведение его среднего движения и интервала времени после прохождения перицентра.

22. Геостационарные и геосинхронные орбиты.

Геосинхронная орбита – орбита вокруг Земли, для которой период обращения ИСЗ равен звездному периоду вращения Земли. Если такая орбита круговая и лежит в плоскости экватора, то спутник в небе почти неподвижен, и она называется геостационарной. Проходит на высоте 35786 км. Угловая скорость ИСЗ при этом равна угловой скорости вращения Земли вокруг своей оси.

23. Солнечносинхронные орбиты.

При съемке солнечная освещенность Земли остается практически неизменной в течение сезона. Поскольку плоскость орбиты немного разворачивается под влиянием несферичности, то можно, подбирая соотношение высоты и наклонения орбиты, добиться, чтобы величина этого разворота была равна суточному повороту Земли вокруг Солнца. Наклонение всегда обратное. Высота 1000 км, наклонение 99 градусов.

24. Сущность алгоритмов ортогональных и аффинных преобразований сканерных изображений.

Аффинные преобразования: x_нов = a₁x_стар+a₂y_стар+a₃³

y_нов = a₄+a₅y_стар+a₆, a – коэффициент преобразования.

Позволяет совмещать изображения по 3 спорным точкам. Можно восстановить изображение после сдвига, поворота, масштабирования. Параллельность прямых сохраняется.

25. Стереопара аэро- и космических снимков. Виды стереоэффекта.

Два снимка одного и того же участка, полученные с разных точек, имеют по сравнению с одним снимком принципиально новое качество: они позволяют получить объемную модель местности. По паре снимков можно определять не только плановые размеры объектов, но также их высоты и превышение точек. Иначе говоря, стереоскопическая пара снимков дает трехмерную характеристику местности. Измерительные стереопары снимков получают в результате стереофотограмметрических съемок, выполняемых непосредственно в поле, с самолета или со спутника.

Схема стереоскопической пары снимков:

Условные обозначения:

1,2 – точки ( т.1 (Хл,Yл); т.2 (Xп, Yп);

b – базис снимка;

– параллакс 1: - = ;

– параллакс 2: - = ;

= ;

Различают прямой, обратный и нулевой С. Прямой С. соответствует действительному пространственному положению точек объекта и возникает, если левое и правое изображения рассматриваются соответственно левым и правым глазом. Перемена изображений местами приводит к обратному С., а поворот их на 90^о — к нулевому С. (плоскому восприятию).

26. Определение превышений по стереопаре аэрофотоснимков.

Для определения превышения по данным аэрофотосъёмки была использована стереопара с продольным перекрытием 60%. При размещении левого и правого снимков руководствуются следующим: оси x (горизонтальные) обоих снимков должны быть параллельны между собой и с линией глазного базиса, по оси y не должно быть сдвига. Базисом b стереопары называют расстояние между центрами левого и правого снимков. Продольным параллаксом p называют разность координат между одинаковыми точками на левом и правом снимках. Разность параллаксов даёт превышение, знак её определяет знак превышения.

На снимках выбираются 2 точки, между которыми измеряется превышение. Это делается при помощи стереомарки. На оба снимка помещается параллаксометр, состоящий из двух соединённых стеклянных пластинок и шкалы. На стеклянные пластины нанесены марки. Необходимо «совместить» обе марки над одним и тем же объектом на обоих снимках. Создаётся ощущение совпадения по высоте марки и объекта. После этого можно брать отсчёт. Измерения параллакса на каждой точке для достижения точности проводятся трижды. Затем берётся отсчёт по второй точке. Разница параллаксов p позволяет вычислить превышение при известных высоте фотографирования H и базисе снимков b по формуле: h=Hp/b