Глава 11 дешифрирование аэрофотоснимков

§ 64. Дешифровочные признаки

Дешифрирование снимков — процесс выявления, распо­знавания и определения характеристик объектов, изобразив­шихся на снимке местности.

Дешифрирование снимков — один из самых важных и слож­ных процессов создания карт и от того, насколько технически грамотно он будет выполнен, зависит качество составленной карты. Процесс дешифрирования проводится в несколько этапов: изучение района дешифрирования по имеющимся картографиче­ским материалам и подготовка к полевому обследованию; поле­вое обследование (рекогносцировка); составление проекта мар­шрутов или сплошного полевого дешифрирования; полевое, ка­меральное, аэровизуальное или комбинированное дешифрирование и вычерчивание на снимках; самокорректура и дообследование; сдача готовой продукции.

Дешифрирование снимков зависит от знания закономерностей фотографического воспроизведения ее оптических и геометриче­ских свойств с учетом пространственного размещения объектов на местности.

Отдешифрировать объект местности — это значит обнаружить, распознать, классифицировать и интерпретировать выявленный объект.

Обнаружение — это раздельное восприятие элементов (объектов) изображения на снимке без выявления их сущности.

Распознавание — это получение целостного обособлен­ного образа и разделение его на элементы с установлением их качественных и количественных характеристик с оценкой полу­ченного образа.

Классификация — это выявление сущности общих при­знаков индивидуальных объектов, переход от индивидуальной к обобщенной характеристике, присвоение объекту принятого условного знака.

Интерпретация — на основе выявленных сведений об объ­екте делают прогноз динамики развития явления или изменения объекта.

Все работы по дешифрированию снимков выполняются по пря­мым и косвенным демаскирующим и дешифровочным признакам с привлечением дополнительных материалов картографического значения, а также с учетом параметров бортовой аппаратуры, условий съемки и состояния объектов.

Прямые демаскирующие признаки — это характери­стика объекта в натуре: форма, размер, цвет (отражательная способность или коэффициент яркости), текстура и структура объекта, тени.

Косвенные демаскирующие признаки — это отно­сительное расположение, следы деятельности, приуроченность, взаимосвязь и взаимообусловленность.

Прямые дешифровочные признаки — это свойства объектов, которые передаются непосредственно и воспринима­ются дешифровщиком на снимках: форма, размер, тон (цвет на спектрозональных и цветных снимках), структура (рисунок), тек­стура и тень изображения объектов.

Форма изображения — это основной дешифровочный признак, по которому устанавливается наличие объекта и его свойства. Дешифрируя снимок, в первую очередь выделяют именно очертания предметов, их форму.

Объекты местности на плановом аэрофотоснимке изобража­ются с сохранением подобия контуров натуры с учетом масштаба снимка. При этом в центре снимка плановость сохраняется пол­ностью, тогда как высокие предметы на краях (фабричные трубы, деревья и т. д.) изображаются как бы наклоненными к центру снимка.

Форма бывает геометрически определенная и неопределенная. Определенная форма является надежным дешифровочным при­знаком, к ним относятся искусственные сооружения. Неопреде­ленная форма характерна для природных объектов площадного типа (луга, леса и пр.) и не может быть надежным дешифровоч­ным признаком.

Различают объекты с постоянной и непостоянной формой. К объектам с постоянной формой относятся те, которые не ме­няют свои контуры в течение длительного времени (год и более). Объекты с непостоянной формой меняют свои контуры в зависи­мости от сезона или с течением времени.

В зависимости от протяженности объекта различают: ком­пактную, линейную (прямую), извилистую, веерообразную и пло­щадную формы. Линейная и извилистая формы распознаются на снимках более мелкого масштаба, чем компактные.

Рельеф местности (пространственное положение) создает плоские, выпуклые и вогнутые формы. Наблюдая снимки под стереоскопом, отличают плоскую форму от выпуклой (горы, зда­ния и т. д.) и вогнутой (рвы, ямы и т. д.). Пространственная форма объектов повышает достоверность их распознавания, являясь хорошим дешифровочным признаком.

Кроме того, важным дешифровочным признаком является форма проекции объектов в плане. В зависимости от типа объек­тов различают следующие формы проекции в плане: стенка, угол, треугольник, трапеция, прямоугольник, квадрат, многоугольник, ступенька, цилиндр, эллипс, круг, купол, неправильная, узорча­тая, сложная.

Размер изображения — менее определенный, чем форма, дешифровочный признак. Действительные размеры объекта вы­числяют, зная масштаб снимка, или путем сравнения размера изображения известного объекта и определяемого.

Для выявления типа линейного объекта по его размерам не­обходимо определить: длину, ширину (диаметр), высоту, отноше­ние длины к ширине. Полученные величины необходимо сравнить с реальными размерами предполагаемого объекта.

Для выявления типа площадного (компактного) объекта оп­ределяют: площадь, периметр, отношение площади к периметру, отношение площади к квадрату периметра. Вычисленные вели­чины также сравнивают с аналогичными величинами предпола­гаемого объекта.

Тон изображения — это степень почернения фотомате­риала в соответствующем месте изображения объекта. Степень почернения является логарифмической функцией яркости изобра­жаемого объекта. Тон изображения объекта зависит от:

отражательной способности предмета;

внешнего строения поверхности объекта — более гладкая по­верхность получается более светлой на снимке;

освещенности предмета;

светочувствительности фотографической эмульсии — один и тот же объект имеет различный тон в зависимости от типа фото­пленки;

времени года, когда производилась съемка (летом местность имеет большое разнообразие тонов — снимки получаются пест­рыми, осенью из-за влажности земли — снимки более темных тонов).

На снимке тон изображения в зависимости от обработки мо­жно подразделять на 256 градаций, однако при визуальном де­шифрировании достаточно 7 градаций (белый, почти белый, светло-серый, серый, темно-серый, почти черный, черный), хотя глаз различает до 25 ступеней серого тона.

Цвет изображения объектов является достоверным де­шифровочным признаком. При съемке с натуральной цветопере­дачей цвет объекта местности соответствует цвету того же объ­екта на местности. Различия в фактуре поверхности объектов и изменения условий съемки приводят к изменению фотоизображе­ния не в цветах, а в насыщенности и светлоте.

Цветовая тональность изображения объектов на цветных снимках на 2—3 порядка больше, чем на черно-белых. Однако при визуальном дешифрировании достаточно 15 тонов цветности (красный, красно-оранжевый, оранжевый, оранжево-желтый, желтый, желто-зеленый, зеленый, зелено-голубой, голубой, синий, сине-фиолетовый, фиолетовый, фиолетово-пурпурный, пурпурный, пурпурно-красный), 3 типа насыщенности (сильный, средний, слабый) и 3 типа светлоты (светлый, средний, темный).

Изображение тени объектов — это дешифровочный признак, позволяющий по тени выявить объект и определить его характеристики, но, с другой стороны, тень закрывает объекты или их элементы, являясь отрицательным явлением.

По виду тень подразделяют на собственную и падающую. Собственная тень — это тень, лежащая на самом предмете, т. е. его теневая сторона, не освещенная солнцем. Такая тень подчер­кивает объемность объекта, а четкие границы между освещен­ными и затененными частями говорят о наличии угловатых из­гибов поверхности объекта, тогда как плавные изгибы поверхно­сти передаются постепенными переходами от света к тени.

Падающая тень — это тень, отбрасываемая предметом на землю или на другие предметы. Эта тень передает форму объек­тов в привычном виде. Некоторые объекты имеют настолько чет­кие тени (ретрансляторы, трубы, деревья, геодезические знаки и другие высокие объекты), что достоверно дешифрируются даже на фоне своего цвета (например, деревья на лугу). Однако сле­дует отметить, что падающие тени проектируются косыми лу­чами, поэтому нет абсолютного подобия между формой объекта и формой тени. Длина тени зависит от рельефа (удлиняется или укорачивается в зависимости от направления наклона местно­сти).

Высота объекта по тени может быть определена путем изме­рения по снимку длины тени известного и определяемого объек­тов и последующих простых вычислений.

Для выявления типа объекта по тени необходимо использо­вать связь формы тени (конусовидная, эллипсовидная, шаровид­ная, куполообразная, неправильная, узорчатая, трапециевидная, прямоугольная, круглая, сложная) с самим объектом. Важную роль при этом играет стереоскопическое наблюдение снимков.

Структура, или рисунок, объектов на снимке — это сложный признак, объединяющий все другие прямые признаки компакт­ной группы однородных и разнородных деталей изображения местности на снимке. Кроме того, повторяемость, размещение и количество этих непосредственно распознаваемых деталей при­водят к новым свойствам, повышая достоверность дешифриро­вания.

Структура изображения—это наиболее устойчивый из прямых признаков, почти не зависящий от условий съемки. Важность этого признака повышается с уменьшением масштаба снимка. При дешифрировании выделяют следующие типы структур.

Однородная структура физиономически не выражена, обра­зована однотипной формой микрорельефа (степь, низинные травянистые болота, глинистые пустыни, равнины степной зоны, заснеженные равнины, ледовые образования, морские поверх­ности).

Бесструктурный тип характерен для таких сочетаний форм (площадей, линий) различного тона на снимке, которые не при­водят к четко выраженным закономерностям.

Различные сочетания точек, площадей и узких полос при­водят к созданию следующих точечно-пятнистых структур.

Бородавчатая структура, характерная для арктической тундры, создается за счет вытаивания ледяных жил, скоплением холмов высотой до 10 м при ширине основания до 15 м, а также лишайниковой и моховой растительностью.

Зернистая — характерна для ландшафтов лесной зоны, обра­зована различной растительностью, в том числе и культурной (например, сады). На снимке крупного масштаба четко просмат­риваются чередования светлых и темных (теневых) точек.

Мозаичная —характерна для беспорядочно расположенных участков различного тона, размеров и форм, выявляемых на снимке. Образована различной растительностью, мозаичностью почвенного покрова различной влажности.

Полигональная — характерна для тундровых районов, где имеется слой вечной мерзлоты. Образована формами микрорель­ефа, возникшими при морозобойных трещинах. На снимке про­сматривается сетчатый рисунок — узкие полосы разделяют боль­шие площади.

Пятнистая — характерна для тундровых районов и пустынной зоны с ячеистыми песками, для карстовых районов лесной зоны и других районов. Образована бугристым микрорельефом с по­нижениями в виде поверхностей, покрытых мхом, травой. На снимке четко видны сочетания малых и больших площадей.

Сочетания полос различной формы, ширины и длины приво­дят к линейно-полосчатой структуре.

Бордюрная структура характерна для районов тундры, когда растительность или отсутствует, или ютится бордюрами по тре­щинам. Образована при выпучивании грубообломочного мате­риала в рыхлых грунтах. На снимках четко просматриваются по­лосы различной ширины и длины.

Веерообразная — характерна для конусов выноса, а также для технических сооружений, например, на снимках четко изо­бражаются полосы треугольной или угловато-вытянутой формы.

Древовидная — характерна для тундровых и горно-тундровых районов и всегда связана с участками многолетней мерзлоты. Образована за счет таяния слоя вечной мерзлоты, увлажнения оттаявшего грунта в пределах водосборной воронки оврага. От­таявший слой (плывун) сползает по узким и неглубоким ложби­нам к тальвегу данной формы рельефа. На снимках видны по­лосы различной ширины и длины, которые направлены как бы к стволу дерева.

Квадратная — характерна для некоторых типов лесных болот таежной зоны севера европейской части СССР, а также для на селенных пунктов городского типа. Образована сочетанием уча­стков леса, разделенных светлыми полосами сфагнового болота. На снимках видны различные сочетания малых и больших пло­щадей, тон внутри которых однородный.

Клиновидная — характерна для районов песчаных пустынь, почти полностью лишенных растительности. Образована за счет систем мелких барханов и других форм незакрепленных песков. На снимках видны полосы различной длины и ширины с тупой формой конуса, темные остроугольные фигуры соответствуют за­тененным склонам этих форм.

Полосчатая структура характерна для изображения некото­рых болот, песчаных пустынь и др. Образована однородной структурой поверхности в сочетании с другими ее типами. На снимках хорошо видны сочетания светлых и светло-серых или темных полос различной длины и ширины.

Перистая — характерна для районов с засушливым климатом в глинистых предгорьях пустынных гор. Образована за счет гу­стой сети элементарных форм рельефа и слаборазвитой расти­тельности. На снимках видны полосы различной длины и ширины с резкими очертаниями.

Струйчатая — характерна для тундровых и горно-таежных районов. Образована за счет таяния и сползания грунта, разви­тия растительности. На снимках видны узкие полосы (светлые и темные), вызванные мерзлотно-солифлюкционными явлениями.

Косвенные дешифрованные признаки позволяют выявить на­личие или характеристику объекта, не изобразившегося на аэро­фотоснимке или не определяемого по прямым признакам. С их помощью можно устранить многозначность или неопределенность прямых признаков. Взаимосвязь объектов местности проявляется по следующим направлениям.

Приуроченность — это важный косвенный дешифровоч-ный признак, который позволяет определить расположение не изобразившихся на снимке объектов по отношению к изобразив­шимся объектам. При этом основную роль играют следующие вы­явленные данные:

расположение дорог, троп, паромов, мостов, судов и т. д. от­носительно гидрографии; домов — относительно дороги; стогов сена и копен на лугу, борозд на пашне; электровозы и поворот­ные круги свидетельствуют о наличии железной дороги; по скла­дам на железной дороге можно судить о характере перевозок; портальные краны и суда свидетельствуют о наличии порта, по характеру складов в порту можно судить о типе порта; полен­ницы дров около лесного массива говорят о лесоразработках;

объекты в разных климатических зонах, изображенные одним тоном, например облака, снег, лед, песок, солончаки и т. д., мо­жно различать исходя из широты местности (на юге нет снега и льда, на севере нет солончаков и т. д.). При этом необходимо использовать данные предыдущих съемок, метеосведения, кар­тографические материалы;

деятельность животных, насекомых приводит к биоген­ным изменениям пастбищ, выгонов, стойбищ, загонов, посевов, растительности и т. д.

Дополнительные сведения относятся как к объекту дешифри­рования, так и к условиям съемки и типу бортовой аэрофотоаппа­ратуры.

Характеристики бортовой аппаратуры — это основные пара­метры для определения масштаба съемки. К ним относятся фо­кусное расстояние объектива и высота фотографирования. Кроме того, необходимо знать размер снимка, угол наклона оптической оси аэрофотоаппарата, базис фотографирования на снимке.

Поверхность (тип) объекта характеризуется следующими па­раметрами:

шероховатостью — гладкой, зеркальной, слабошероховатой, шероховатой, смешанной;

контрастностью — мелкоконтрастной, контрастной, высоко­контрастной;

типом объекта — простым, сложным, стационарным, динамич­ным;

спектральными коэффициентами яркости;

освещенностью — временем съемки, высотой Солнца, широ­той и долготой местности, типом и количеством баллов облач­ности;

влажностью поверхности — сухой, увлажненной, переувлаж­ненной.