Фотограмметрия

Нормы отбора устанавливают количество сохраняемых объектов из всех имеющихся. Например, на 1 дм2 лесной площади нужно определять 3—4 характеристики леса; при изображении рек следует подписывать на карте их характеристики и отметки урезов воды через каждые 10—15 см. Однако при неоднородности лесов и рек на разных участках течения число характеристик может быть увеличено.

Цензы и нормативы отбора объектов могут быть дифференцированы в зависимости от географических особенностей территории. Дифференциация частично предусмотрена системой обозначений: для контуров леса при разной степени залесенности, для дорог в районах со слаборазвитой и густой дорожной сетью, для элементов гидрографии в зависимости от соотношения на дешифрируемом участке площади воды и суши. Дополнительно региональные цензы разрабатывает редактор карты, исходя из особенностей конкретного участка.

Отбор объектов, кроме их размеров,обусловлен: частотой, повторяемостью и чередованием объектов; значением объекта для характеристики географического ландшафта и практического использования; тенденцией развития, возрастом (сохранение или даже утрирование деталей развивающихся, растущих, исключение разрушающихся); выделением объектов, связанных с определяющим процессом развития ландшафта (исключение осложняющих деталей, связанных с перерабатывающими и изменяющими процессами).

Показатель динамики как критерий отбора особенно важен при генерализации. Так, в изображении рельефа обязательно сохранение независимо от размера опасных развивающихся форм рельефа (обвалы, оползни и т. д.). При дешифрировании русловых образований важно сохранить даже мелкие пятна отмелей, показывающие направление роста косы или островов.

Одной из основных и наиболее сложных особенностей генерализации при переходе от аэроснимка к карте является переход от показа индивидуальных объектов к их сочетаниям, отображаемым на карте двумя, тремя и более условными знаками. Для полной характеристики ландшафтного комплекса может потребоваться большое количество штриховых условных знаков. Например, для полигонально-валиковой тундры с проходимыми и труднопроходимыми болотами внутри полигонов, с мохово-травянистой, кустарниковой и кустарничковой растительностью требуется восемь условных знаков. На карте же можно оставить три, максимум четыре знака. Они должны определять тип ландшафта. В таких случаях целесообразно рассмотреть комплекс по схеме: 1) относительная значимость объектов комплекса (контура); 2) процентное соотношение объектов в пределах контура; 3) величина площади контура; 4) цвет условного знака. Выбор сочетаний должен основываться на принципе отображения взаимосвязанных по местоположению доминирующих объектов, формирующих типичный облик местности. Этим исключается случайность в применении сочетаний и обеспечивается отображение региональной специфики ландшафтов.

С процессом отбора тесно связано обобщение границ, цель которого заключается в построении изображения, сохраняющего географическое подобие природного рисунка. При дешифрировании фотоснимков сначала проводят границу между соседними объектами. Наносят ее по контрасту фотоизображения, которое может быть четким и неопределенным, расплывчатым. Фотоснимок дает фотографическую картину внешнего облика, позволяет видеть характер переходов, на картах условно показываемых линиями, даже в тех случаях, когда переход постепенный и в натуре не образует линии или полосы.

Основные приемы обобщения заключаются в упрощении (спрямлений) очертаний, объединении мелких контуров или преувеличении их размеров с учетом генетической близости объектов, характера локализации, соотношения площадей смежных контуров. Подобие рисунка достигается сохранением в обобщенном изображении характера кривизны линий, типичных углов и поворотов выклинивания, сохранением типичных, хотя и преувеличенных деталей.

При обобщении и передаче результатов дешифрирования проводится увязка элементов содержания и соблюдается определенная последовательность генерализации; устанавливаются ведущие (структурные) линии, по которым определяют основное положение контуров (русла рек, их повороты, уступы, обрывы, дороги, четкие границы леса и др.). Резкие природные рубежи, часто служащие рубежами качественно разных районов, наносят на снимок (карту) с наибольшей точностью, выдерживая на этих точках и линиях требуемые допуски. Постепенные переходы признаков отделяют условными контурами. При проведении условного контура учитывают влияние факторов, определяющих смену

признаков, выявляют связи с ясно видимыми и четко очерченными на снимке элементами местности, что обеспечивает косвенные данные для положения и характера рисунка условных границ. Только продуманной генерализацией и тщательным размещением знаков в пределах небольших участков разной формы, читающихся на снимках (ровные дренированные междуречья, долинообразные понижения, вытянутые полосы, округлые поверхности), создается наглядная картина действительной смены ландшафтов, их четких и нечетких границ.

Исключение деталей и связанное с этим смещение линий уменьшает точность нанесения границ. Допуски смещения могут быть установлены цензами исключенных деталей (изгибов границ). Четкие границы следует отличать от переходных степенью детализации. Например, при дешифрировании определенной береговой линии она показывается с детальностью, допускаемой аэроснимком и графическими возможностями. Только очень мелкие изгибы могут исключаться для более четкого изображения главных черт побережья, характеризующего его тип.

При дешифрировании на универсальных приборах одновременно с рисовкой рельефа особенности генерализации связаны с обработкой стереомодели при большом увеличении, с небольшим полем зрения прибора и невозможностью видеть одновременно стереомодель и получаемое изображение. Большое увеличение может привести к чрезмерной детальности линий и выделяемых контуров, превышающей информационную емкость карты, к ухудшению ее читаемости. Небольшое поле зрения вынуждает вести обработку стереопары по частям, затрудняет согласование и увязку элементов содержания на соседних участках. Горизонтали, проводимые только как изогипсы высокой точности, изолированно одна от другой, теряют свое второе значение — значение линий, передающих формы рельефа. При комплексной обработке снимков на универсальных приборах особое значение приобретает разработка цензов отбора объектов, обобщение их границ и форм рельефа с учетом указанных особенностей.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ПОНЯТИЕ О ДЕШИФРИРОВАНИИ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ

 

4.1  Свойства  космических снимков

 

Дешифрирование космических снимков (КС) — иногда применяется термин «интерпретация» — выявление, опознавание на снимках земной поверхности, получаемых с космических аппаратов (пилотируемых или беспилотных) — либо отдельных объектов, объектов одного вида (с последующим описанием — графическим, словесным, цифровым), либо картографирование территории — тематическое или комплексное (например — топографическое).

При этом, под картографированием понимается составление специального изображения (построенного по определенным геометрическим моделям) участка, района, региона и т. д. с изображением всего разнообразия объектов земной поверхности.

Дешифрирование КС является в настоящее время подсистемой, включенной в огромное количество программ, проектов, начинающихся с запусков разнообразных искусственных спутников Земли и кончающихся получением как новых данных (в том числе и военных), так и научной и производственной продукции (например, разнообразных карт).

Наиболее универсальной формой представления информации при космических исследованиях является снимок - двумерное изображение, полученное в результате дистанционной регистрации техническими средствами собственного или отраженного излучения и предназначаемое для обнаружения, качественного или количественного изучения объектов, явлений и процессов путем де шифрования, измерения и картографирования. 

Космические снимки имеют большую познавательную ценность по сравнению с аэрофотоснимками, так как имеют большую обзорность, генерализованность изображения, комплексное отображение всех компонентов геосферы, регулярную повторяемость через определенные интервалы времени, оперативность поступления информации, возможность ее получения для объектов, недоступных изучению другими средствами.  

• Обзорность снимков. Космические снимки по сравнению с аэроснимками охватывает существенно большую площадь, т.е. обладает свойствами большой обзорности. При использовании одной и той же фотографирующей системы для аэрофотосъемки с высоты 5 км и космической съемки с высоты 250 км охват при съемки из космоса увеличивается в 50 раз по стороне снимка и в 2500 раз по площади. Один космический снимок перекрывает такую площадь как 10 000 аэрофотоснимков. При этом большие регионы охватываются единовременно при одних и тех же условиях.

 

 

 

 

Появляется возможность изучения региональных и зональных закономерностей, глобальные явления, вести исследования в планетарном масштабе. 

• Комплексное отображение компонентов геосферы. Совместное отображение разных компонентов геосферы - литосферы, гидросферы, биосферы и атмосферы - дает возможность изучить их связи, причем набор этих компонентов увеличивается и в высоту и в глубину за счет того, что благодаря большой высоте съемки на космических снимках отображаются облачный покров планеты, а в следствии генерализации изображения на них находят отображения глубинные геологические структуры, которые не выявляются при аэроснимках. Снимки обеспечивают изучение атмосферных процессов, взаимодействия атмосферы и океана, проявлений гидродинамики - течений, фронтальных зон в океане. Совместное отображение многих компонент ландшафта имеет два преимущества - во-первых, взаимосвязи объектов облегчают де шифрование, во-вторых, возможность использования снимков для различных тематических карт при комплексном картографировании. 
• Регулярная повторяемость снимков. Космические методы обеспечивают регулярную повторяемость съемки с интервалом годы, месяцы, дни, недели, часы и минуты, что трудно реализовать при аэросъемке.  
• Снимки как модели действительности. Кроме познавательного значения снимков, они могут использоваться как модель местности, например, ландшафтной структуры территории. Для такого использования важно, что по размерности отображаемых объектов наиболее распространенные снимки из космоса с разрешением 10-100 м оказались адекватные важнейшим рангам объектов географических исследований на земной поверхности. Другое важное достоинство моделей снимков состоит в том, что они представляяют собой пространственно -временные модели, позволяющие на основе пространственных смен изучит временные изменения, используя концепцию пространственно-временных рядов. 

Особенности проекций космических снимков. Существуют обстоятельства затрудняющие работу со снимками, в основном, они связаны с геометрическими свойствами снимков, прежде всего с особенностью проекций космических изображений. 

В этом отношении космические снимки разнообразны в зависимости от технологии их получения. Для фотографических снимков характерна центральна проекция, для сканерных  - особая проекция, близкая к центральной в пределах к каждой строки сканирования (а при малом охвате снимков, т.е. небольших углах сканирования - близкая к ортогональной), которая осложняется неодномоментным получением снимка, поскольку во время сканирования движется носитель аппаратуры и объект съемки (с движением Земли). Геометрия радиолокационных снимков зависит от расстояния от съемочной аппаратуры до объекта съемки. Во всех этих случаях также сказывается кривизна земной поверхности, рельефа поверхности.

 

4.2 Области применения космических снимков

 

Преимуществами дистанционных методов исследования земной поверхности по сравнению с традиционными являются масштабность обзора, возможность получения глобальной и локальной информации о природных объектах, а также контроля динамики процессов в реальном масштабе времени. Являясь самым новейшим и совершенным материалом, космоснимки позволяют в более короткие сроки составлять и обновлять самые различные тематические карты, картографировать слабоизученные и труднодоступные территории. 

Интегрированный анализ данных дистанционного зондирования Земли с материалами наземных и аэрологических исследований позволяет более эффективно решать научные и прикладные задачи в области комплексных исследований природной среды, геологии, гляциологии, океанологии, поиска и освоения полезных ископаемых, сельского и лесного хозяйства. Возможность работы с информацией в реальном масштабе времени обусловило применение дистанционного зондирования при решение задач экологического мониторинга окружающей среды. 

Помимо этого сфера применения космических снимков продолжает расширяться и вполне можно сказать, что снимки полученные из космоса, постепенно входят в наш повседневный быт. 

Далее выделим основные направления, для которых использование космоснимков наиболее важно, эффективно и экономично. 

В картографии космические снимки в основном применяются:

• В качестве картографической основы
• Для обновления карт
• В качестве дополнительных приложений

Сельское хозяйство

Данные космической съемки могут быть использованы как для решения комплексных задач управления сельскохозяйственными территориями, так и в узкоспециализированных направлениях.