Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий. Реферат фотограмметрия и дистанционное зондирование


Фотограмметрия и дистанционное зондирование



Сергей Владимирович Богомазов

    Фотограмметрия – наука, изучающая способы определения форм, размеров, пространственного положения и степени изменения во времени различных объектов по результатам измерений их фотографических изображений.    Термин «фотограмметрия» происходит от греческих слов: photos – свет, gramma – запись, metreo – измерение. Следовательно, его дословный перевод – «измерение светозаписи».    Предметы изучения фотограмметрии – это геометрические и физические свойства снимков, способы их получения и использования для определения количественных и качественных характеристик сфотографированных объектов, а также приборы и программные продукты, применяемые в процессе обработки.    Характеристики объекта могут изучаться по его изображению на одиночном снимке или по паре перекрывающихся снимков, полученных и различных точек пространства.    Если при изучении объекта используются свойства одиночного снимка, то такой метод получения необходимой информации называют фотограмметрическим. Если же он изучается по паре перекрывающихся снимков, то метод называют стереофотограмметрическим.    В настоящее время в фотограмметрии выделяют три направления исследований. В первом изучаются и развиваются методы картографирования земной поверхности по снимкам. Второе связано с решением прикладных задач в различных областях науки и техники. В третьем развиваются технологии получения информации об объектах Земли, Луны и планет солнечной системы с помощью аппаратуры, установленной на космических летательных аппаратах. Задачи и методы последнего из указанных направлений существенно отличаются от первых двух и далее детально не рассматриваются.    Основными достоинствами фотограмметрического и стереофотограмметрического методов являются:    – высокая точность результатов, так как снимки объектов получают прецизионными фотокамерами, а их обработку выполняют, как правило, строгими методами;    – высокая производительность, достигаемая благодаря тому, что измеряют не сами объекты, а их изображения. Это позволяет обеспечить автоматизацию процесса измерений и последующих вычислений;    – объективность и достоверность информации, возможность при необходимости повторения измерений;    – возможность получения в короткий срок информации о состоянии как всего объекта, так и отдельных его частей;    – безопасность ведения работ, так как съемка объекта выполняется неконтактным (дистанционным) методом. Это имеет особое значение, когда объект недоступен или пребывание в его зоне опасно для здоровья человека;    – возможность изучения движущихся объектов и быстро протекающих процессов.    Наряду с отмеченными достоинствами рассматриваемые методы имеют и недостатки. К ним следует отнести зависимость фотографических съемок от метеоусловий и необходимость выполнения полевых геодезических работ с целью контроля всех технологических процессов. Поэтому только разумное их сочетание с другими методами получения информации может обеспечить решение поставленной задачи с минимальными затратами труда и средств.    При разработке методических указаний использован опыт ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», ГОУ ВПО «Пензенский ГУАС» по организации проведения лабораторных занятий по дисциплине «Фотограмметрия и дистанционное зондирование».

    Цель работы: изучить устройство аэрофотоаппарата.    Основным средством, позволяющим получить аэрофотоснимки, является аэрофотоаппарат (АФА) – сложный высокоточный оптико-механический и электронный прибор. АФА не имеет приспособлений для наводки на резкость, поскольку высота фотографирования всегда больше гиперфокального расстояния.    Типы и конструкции современных АФА различны, но все они в своей основе имеют единую принципиальную схему, а основными их узлами является корпус, конус, кассета и командный прибор (рис. 1:6). Корпус АФА (1) служит для размещения механизмов, обеспечивающих работу всех частей фотокамеры – счетчика кадров, часов, уровня, числового индекса фокусного расстояния и др. В верхней части корпуса размещена прикладная рамка, плоскость которой совпадаете главной фокальной плоскостью объектива.      Рисунок 1 – Устройство аэрофотоаппарата      Конус АФА (2) крепится к нижней части корпуса и содержит оптическую систему, в которую входит объектив, светофильтры, компенсатор сдвига изображения и др.    Кассета (3) служит для размещения фотопленки и приведения ее светочувствительного слоя при экспонировании в соприкосновение с плоскостью прикладной рамки. В промежутке между экспозициями фотопленка перематывается с подающей катушки на принимающую. Перематываемый участок пленки соответствует формату кадра с учетом промежутка между кадрами. Выравнивание пленки в плоскость выполняется механическим прижимом к плоскому стеклу или путем откачивания воздуха из промежутка между пленкой и прикладной рамкой.    Командный прибор (4) предназначен для дистанционного управления всеми механизмами аэрофотоаппарата – измерения времени между экспозициями и их продолжительности, подачи команд на срабатывание затвора АФА, перемотки фотопленки, отсос воздуха между фотопленкой и прикладной рамкой и т. п. В современных аэрофотоаппаратах командный прибор управляет одновременно двумя – тремя съемочными камерами.    Аэрофотоустановка (5) служит для крепления аэрофотоаппарата на борту носителя, ориентирования его в пространстве и предохранения от толчков и вибрации.      Рисунок 2 – Прикладная рамка аэрофотокамеры      В плоскости прикладной рамки размещены четыре механические координатные метки (рис. 1.7), изображающиеся на каждом снимке. Прямые, соединяющие противоположные метки, должны быть взаимно перпендикулярны, а точка их пересечения О – совпадать с главной точкой снимка О'.    Современные АФА имеют в плоскости прикладной рамки 4-8 оптических координатных меток, размещенных по углам кадра, или равномерно распределенную по полю сетку крестов с шагом 1-2 см. Причем оптические координатные метки имеют специальные признаки, что допускает автоматическое определение их номеров и распознавание точки, к которой отнесены координаты. Современные аэрофотоаппараты имеют формат кадра 18×18, 23×23 или 30×30 см и оснащены специальными устройствами, обеспечивающими: аэрофотосъемку с заданным перекрытием;    впечатывание в кадр сенситометрического клина и навигационных данных; автоматическое регулирование экспозиции; измерение контрастности изображения и компенсацию его сдвига; смену светофильтров; индикацию снимаемого ландшафта на мониторе и т. п.    Основные технические характеристики некоторых современных аэрофотоаппаратов приведены в таблице.      Таблица 6 – Характеристики АФА      В конце XX века начали появляться цифровые съемочные системы, основанные на использовании приборов с постоянной зарядовой связью в виде матриц или линеек, помещаемых в плоскости прикладной рамки.
Контрольные вопросы
    1. Назначение аэрофотоаппаратов.    2. Из каких основных узлов состоит аэрофотоаппарат?    3. Какие основные характеристики съемочных камер?    4. Классификация фотографических съемочных систем.    Цель работы: изучить методику составления накидного монтажа и оценить качество аэрофотоснимков маршрута.    Задание 1: составить накидной монтаж и определить величины продольного и поперечного перекрытия (1 час).    Задание 2: определить рабочую площадь снимка (1 час).    Задание 3: определить непрямолинейность маршрута и разворот снимка относительно направления маршрута «Елочка» (1 час).    Задание 4: оценить фотографическое качество аэрофотоснимков (0,5 часа).    Задание 5: определить средний масштаб аэрофотоснимков (0,5 часа).    Исходный материал: маршрутные аэрофотоснимки двух, трех маршрутов; топографическая карта более мелкого масштаба, чем аэрофотоснимки; линейки, измерители, наколки, транспортиры, грузики.    При аэрофототопографической съемке снимки местности получают путем ее фотографирования. Называют этот этап летносъемочным процессом или аэрофотосъемкой (АФС), осуществляют – с самолёта или другого летательного аппарата. Цель: получение не только фотоснимков, удовлетворяющих заранее поставленным требованиям, но и показаний специальных приборов, характеризующих их положение в момент экспонирования. В наземной фототопографической съемке фотографируют фототеодолитом, который устанавливается на штативе.    АФС можно классифицировать по количеству и расположению аэрофотоснимков (одинарная, маршрутная и площадная), положению оптической оси аэрофотоаппарата (плановая и перспективная) и масштабу фотографирования (крупномасштабная – 1: 10000 и крупнее, среднемасштабная и мелкомасштабная – 1: 35000 и мельче).    Одинарная АФС – фотографирование отдельных сравнительно небольших участков земной поверхности, когда аэрофотоснимки не перекрываются.      Рисунок 3 – Маршрутная аэрофотосъемка      Маршрутная АФС – такое фотографирование полосы местности, при котором смежные аэрофотоснимки взаимно связаны заданным продольным перекрытием Р (рисунок 3). Причем величина его достигает 60 и более процентов, поэтому возникают и зоны тройного перекрытия, что очень важно при фотограмметрической обработке снимков. Маршрутная АФС может быть прямолинейной, ломаной и криволинейной. Площадная (многомаршрутная) АФС – фотографирование участка земной поверхности, который не захватить одним маршрутом. В этом случае прокладываются несколько параллельных между собой аэрофотосъёмочных маршрутов (рисунок 4). При этом смежные маршруты перекрываются. Называют общую часть изображений на снимках поперечным перекрытием Q.    Плановой называют аэрофотосъемку, при которой стараются получать горизонтальные снимки, но получают наклонные с отклонением оптической оси АФА от вертикали не более 3°. Перспективной считают АФС при наклоне оптической оси на заданный и сравнительно больший угол.      Рисунок 4 – Аэрофотосъемка нескольких маршрутов      Основным видом аэрофотосъёмки является плановая АФС. Она производится в различных масштабах, которые зависят от высоты фотографирования Н и фокусного расстояния f АФА, в частности:        При получении снимков с поверхности земли в топографических целях местность фотографируют с разных точек пространства, но так, чтобы смежные снимки перекрывали друг друга. Оптические оси фототеодолита устанавливают при этом, как правило, горизонтально.    Накидным монтажом называется приближенное соединение контактных аэрофотоснимков перекрывающимися частями для получения непрерывного изображения местности. Накидной монтаж выполняют способом мельканий. Монтаж начинают с верхнего маршрута справа налево, чтобы были видны номера всех аэрофотоснимков. Для этого прикрепляют к щиту кнопками самый правый аэрофотоснимок. Затем путем быстрого и многократного отгибания верхнего аэрофотоснимка и перемещения его добиваются совмещения общих контуров в средней части перекрытия (рисунок 5).      Рисунок 5 – Составление накидного монтажа      Монтаж второго маршрута также начинают с правого крайнего снимка, укладывая его по общим точкам поперечного перекрытия с аэрофотоснимками предыдущего маршрута.    Продольное перекрытие Рх рассчитывают по формуле:
Рх = (lx ×100 %)/l, (10)
    где lx – размер перекрывающихся частей снимка; l – длина стороны снимка.    Продольное перекрытие снимков вычисляют или задают исходя из технологии фотограмметрической обработки снимков (или иных соображений). Значение его может быть 60, 70, 80, 90 %. Перекрытие между двумя снимками называют двойным. Зона перекрытия на трех снимках – тройное перекрытие и т. д. Для каждого стандартного значения продольного перекрытия определяют минимальные и максимальные пределы. Размер продольного перекрытия обеспечивается частотой (временным интервалом) включения АФА, который зависит от высоты фотографирования и путевой скорости летательного аппарата. Расстояние между соседними точками фотографирования в маршруте называют базисом фотографирования и обозначают Вх.    Поперечное перекрытие Ру – это перекрытие снимков соседних маршрутов, которое обеспечивается расстоянием Ву между ними. Поперечное перекрытие рассчитывают по формуле:
Рy = (ly ×100 %)/l, (11)
    где ly – размер перекрывающейся части снимков двух смежных маршрутов.    Минимальное поперечное перекрытие допускается 20 %.    Продольные и поперечные перекрытия позволяют проводить измерительные действия в центральной части снимка, где его геометрические и фотометрические искажения минимальны. Эту часть снимка называют рабочей площадью снимка. Рабочую площадь снимка, ограничиваемую линиями, проходящими через середины двойных продольных и поперечных перекрытий, называют теоретической (рисунок 6).      Рисунок 6 – Рабочая площадь снимка      Размер ее по оси х и у вычисляют по формулам:
Bx = l (100 % – Px) / 100 %, (12)
By = l (100 % – Py) / 100 %, (13)
    где Рх и Ру – продольные и поперечные перекрытия.    Теоретическую рабочую площадь используют при расчетах.    При выполнении фотограмметрических работ используют практическую рабочую площадь.    Качество материалов съемки оценивают с целью выявления соответствия реально получаемых результатов требованиям технического задания и существующим нормативам, значения которых установлены инструкциями и наставлениями по проведению аэрофотосъемок. Оценивают также фотографическое качество аэрофотоснимков и фотограмметрическое качество материалов аэрофотосъемки.    Фотограмметрическое качество материалов аэрофотосъемки оценивают по следующим критериям:    1. Определение продольных и поперечных перекрытий. Размер перекрытий определяют с помощью специальной линейки для измерения перекрытия в процентах. Если аэрофотосъемка выполнена с продольным перекрытием 60 или 80 %, минимальное значение перекрытия допускается соответственно 56 и 78 %. Минимально допустимое поперечное перекрытие равно 20 %. Обычно определение перекрытий выполняют по накидному монтажу;    2. Непрямолинейность аэрофотосъемочного маршрута. Для ее определения сначала находят главные точки крайних снимков маршрута, за которые принимают пересечение линий, соединяющих противоположные координатные метки. Затем их соединяют прямой линией, измеряют расстояние L между ними (рисунок 7) и уклонение от этой прямой главной точки наиболее удаленного снимка. Это уклонение называют стрелкой прогиба маршрута.      Рисунок 7 – Схема определения непрямолинейности маршрута съемки      Отношение стрелки прогиба к длине маршрута, выраженное в процентах, есть непрямолинейность маршрута:
n = l × 100 % / L. (14)
    Непрямолинейность маршрута не должна превышать 2 % при высоте фотографирования Н>750 м и в масштабе съемки 1:т мельче 1:5000 и не более 3 %, если Н1:т крупнее 1: 5000;      Рисунок 8 – Схема определения разворота снимка относительно направления маршрута съемки («елочки»)      3.  Разворот снимков относительно направления маршрута («елочка»). Определяют его двумя способами. Первый – путем измерения угла между линией хх, соединяющей координатные метки снимка, и осью маршрута (рисунок 8). Второй – измерение угла между перпендикуляром к оси маршрута и поперечной стороной снимка. Допустимые углы «елочки» при фокусных расстояниях 100, 140, 200, 350 и 500 м соответственно равны 5, 7, 10, 12 и 14°;    Данные по оценке аэрофотоснимков необходимо занести в журнал:        4. Фотографическое качество.    Фотографическое качество аэроснимков оценивается путем последовательного их просмотра и глазомерного определения степени соответствия тем требованиям, которые к ним действующими инструктивными положениями. Для объективной оценки качества негативов и контактных отпечатков пользуются эталонами и теми придержками, которые приводятся ниже.    1. Нормальный отпечаток. Снимок имеет однородную и достаточную резкость и контрастность всего изображения, полную проработку затененных мест и одинаковый тон изображения однородных объектов. На снимке должны резко выделяться тени крон деревьев, ясно просматриваться переход от затененных к освещенным частям крон, а также хорошо видны полутени, очертания крон и промежутки между ними.    2. Передержанный отпечаток. Общий тон – темный. Неразличимы переходы от затененных частей крон к освещенным (освещенные стороны крон тоже темные, как и затененные). Нет хорошо заметных очертаний крон и промежутков между ними.    3. Недодержанный отпечаток. Общий тон – светло-серый. Тени слабо заметны. Очертания крон неясно различимы.    4. Общая нерезкость изображения. Возникает из-за плохого выравнивания пленки в момент экспонирования.    5. Частичная нерезкость изображения. Наблюдается на некоторых местах снимка из-за неплотного прилегания бумаги к пленки при печатании.    6. Засветка из-за электроразрядов. На снимке видны ветвистые извилистые линии. Причина – проявление экспонированной пленки без двух-трех часовой выдержки ее в спокойном состоянии (не произвелась разрядка электрических зарядов в кассете).    7. Вуаль. Отпечатки сделаны на плохой старой бумаге, или сказалось влияние дымки в момент съемки.    8. Пузырьки на отпечатках. Отдельные участки снимка имеют округлые пятна, напоминающие по своему изображению пузыри. Причина – печатание в растворах разных температур или плохая подкладка под отпечатки при сушке последних.    9. Наличие на отпечатках механических повреждений, срывов эмульсии, склеек и т.д.    10. Желтые пятна или общая желтизна отпечатка. Отпечаток во время фиксирования склеился с другими или же проявился в плохом или холодном проявителе.    11. Темные пятна. На снимке изображены тени от облаков.    12. Светлые пятна. На снимке изображены сами облака.    После тщательного осмотра каждого отпечатка и отнесения его к той или иной категории качества все снимки разносятся по этим категориям. При наличии на снимке двух-трех недостатков его относят к каждой из установленных категорий качества.    Оценка аэроснимков по фотографическому качеству производится исходя из общего распределения снимков по этим 12 категориям. Оценка «отлично» устанавливается, если 90 % всех снимков относится к категории «нормальный отпечаток»; оценка «хорошо» – если имеется 70-80 % нормальных отпечатков; оценка «удовлетворительно» – 50-69 %; оценка «неудовлетворительно» – при наличии менее 50 % нормальных отпечатков.    5. Определяют углы наклона снимков. Если в углах аэрофотоснимков имеется изображение круглого уровня, то по положению пузырька определяют приблизительные значения углов наклона. Цена деления круглого уровня равна 0,5°. Значения углов записывают в журнал;    6. Определяют средний масштаб аэрофотоснимков. В углах накидного монтажа выбирают четыре контурные точки, которые можно опознать на топографической карте. В качестве контурных точек используют изображения углов заборов, пересечения тропинок, канав, дорог и т. п. Измеряют диагонали четырехугольника, образуемого контурными точками, на накидном монтаже l и топографической карте L и записывают в «Журнал определения масштабов аэрофотоснимков» с округлением результата до 1 мм. Вычисляют знаменатели масштабов аэрофотоснимков по формуле m = L × M / l, (15) где М – знаменатель масштаба карты.      Таблица 7 – Журнал определения масштабов аэрофотоснимков      7. Разбирают накидной монтаж, складывают аэрофотоснимки по маршрутам и помещают их в конверт, который необходимо прикрепить в приложения отчета.    После завершения работ по оценке выдают заключение о качестве материалов аэрофотосъемки. В случае несоответствия требованиям аэрофотосъемку (сплошную или выборочную) повторяют.    Общая оценка материалов аэрофотосъемки определяется как среднеарифметическая величина из баллов качественной оценки аэроснимков по всем показателям всех маршрутов.    Аэрофотосъемка признается неудовлетворительной в следующих случаях:    1. Имеются снимки с продольным перекрытием меньше 56 %.    2. Имеются снимки с поперечным перекрытием менее 20 %. 3. При неудовлетворительном фотографическом качестве.    4. Если непрямолинейность маршрутов превышает 3 %.    5. При наличии «ёлочки» с углом 5 °.    6. При разномасштабности, превышающей 3 %.    Во всех случаях необходима новая съемка на всей площади или ее части.
Контрольные вопросы
    1. Перечислите фотограмметрические показатели определения качества аэрофотосников.    2. Что такое накидной монтаж?    3. По каким фотографическим показателям оценивается качество аэрофотоснимка.    4. В каких случаях аэрофотосъемка считается удовлетворительной?    Цель работы: ознакомится с методикой проведения геометрического анализа аэрофотоснимка.    Исходные материалы и данные: плановый аэрофотоснимок равнинной местности для выполнения задания: 1. фотоплан (трансформированный снимок) этой же местности примерно такого же масштаба; горизонтальный аэрофотоснимок всхолмленной местности для выполнения задания; 2. фотоплан этой же местности примерно того же масштаба с горизонталями.    Задание 1: исследовать влияние наклона снимка равнинной местности на его метрические свойства (1 час).    Задание 1: исследовать влияние рельефа местности на метрические свойства снимка всхолмленной местности (1 час).    Порядок выполнения задания 1. Выбрать в каждом углу снимка (зоне), не приближаясь к его краю менее 10 мм, по два базиса 1-2 и 3-4 длиной 20…30 мм (рисунок, а). Желательно, чтобы каждая пара базисов пересекалась примерно под прямым углом, а точка их пересечения была центром симметрии образовавшихся плеч. Концами базисов должны быть надежно идентифицирующиеся точки снимка и фотоплана. Эти точки одновременно аккуратно накалывают тонкой иглой (наколкой) на снимке и фотоплане. Угловые зоны обозначают римскими цифрами I…IV.    2. Выбрать аналогично и зафиксировать в центральной части снимка наколами концы пары пересекающихся базисов. Точка пересечения их должна возможно ближе располагаться относительно главной точки снимка. Обозначают эту зону цифрой V.    3. Обвести на обороте снимка и фотоплана (если он не на жесткой основе) наколы окружностями и обозначить цифрами. На фотоплане с жесткой основой точки фиксируют на лицевой стороне.    4. Измерить с помощью измерителя и масштабной линейки каждый базис на снимке (li-j) и фотоплане (Li-j). (Можно на оборотной стороне.) Результаты заносят в журнал.      Таблица 8 – Журнал измерения метрических свойств снимка      5. Вычислить значение знаменателя масштаба по каждому из базисов, используя формулу:
mi-j = Ii-j ×M / li-j,
    где M – знаменатель масштаба фотоплана.    Число значащих цифр в mi-j должно соответствовать числу значащих цифр в наиболее грубо определенном аргументе из использованных в вычислении плюс одна запасная цифра.      Рисунок 9 – Правила расположения базисов при определении частных масштабов снимка      6. Определить среднее значение частного масштаба каждой зоны mI.    7. Оценить ожидаемую точность использования среднего масштаба каждой зоны при измерении линий любого направления в этой зоне по формуле:
1/t = (mi-j – mI)/mI. (16)
    Результат выразить аликвотной дробью.    8. Определить знаменатель среднего масштаба снимка по масштабам в четырех угловых зонах, используя формулу:
m¯ =∑mI /4. (17)
    9. Оценить ожидаемую точность использования среднего масштаба снимка при линейных измерениях в любой его части и по любому направлению по формуле:
1/Т=(mI – ¯m)max / ¯m. (18)
    10. На основе теории, можно утверждать, что полученное значение знаменателя масштаба m¯ должно при выполнении определенных условий быть равным среднему значению знаменателя масштаба зоны V. Если равенства нет – обосновать возможное отклонение, а при недопустимом отклонении найти ошибки.    Конец ознакомительного фрагмента. Full version

www.rumvi.com

Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

КАФЕДРА ГОРОДСКОГО КАДАСТРА И ГЕОДЕЗИИ

 

Дисциплина: Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Инвентаризация земель. Технологическая схема изготовления топографического плана масштаба 1: 1000 с использованием материалов аэрофотосъемки»

 

 

Руководитель: к.т.н., доцент Крутов Н.Г.

Исполнитель: ст. гр. ФЭГК-31

Малышева Н.Н.

 

 

 

 

 

 

 

Вологда

2007

 

 

На курсовую работу по дисциплине «Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий» для специальности 120303 «Городской кадастр».

Тема: «Инвентаризация земель. Технологическая схема изготовления топографического плана масштаба 1:1000 с использованием материалов аэрофотосъемки».

Материалы по курсовой работе:

Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

  1. Введение (освещается роль и содержание арогеодезических работ при решении важной государственной задачи по инвентаризации земель).
  2. Создание технологической схемы изготовления фотопродукции согласно назначению в техническом задании. Технологическая схема изготовления фотопродукции должна отражать основные этапы создания; расчет оптимальных параметров аэрофотосъемки; составление проекта с технико-экономическим обоснованием; полевая маркировка опорных точек; планово-высотное сгущение; фототрансформирование; изготовление планов; дешифрирование; создание контурных планов; рисовка рельефа; создание топографических планов.

Намеченную технологию производства топографической продукции согласно техническому заданию разработать детально с учетом полевых и камеральных работ и показать графически последовательность выполнения всех процессов и их взаимосвязь.

Кратко изложить сущность каждого процесса (виды работ, способ обработки, используемые инструменты, приборы, материалы, квалификация исполнителя), а также перечислить требования точности выполнения отдельных процессов и способы контроля. Наметить организацию работ с расчетом кратчайших сроков выпуска готовой продукции.

Обосновать целесообразность разработанной технологической схемы.

  1. Инвентаризация земель.

Произвести инвентаризацию земельных угодий на фрагменте фотоплана (увеличенного фотоснимка), разбив территорию на земельные участки согласно инструкции, определить площади, произвести анализ городских земель согласно классификатору по характеру их использования.

 

Содержание

 
Введение
1.     Создание технологической схемы создания плана

1.1 Государственное геодезическое обеспечение

1.2 Подготовительные работы

1.3 Выбор элементов съемочной системы и основных параметров аэрофотосъемки

1.4 Параметры аэрофотосъемки

1.5 Полевая маркировка

1.6 Технико-экономическое обоснование

1.7 Аэрофотосъемка

1.8 Плановая привязка аэрофотоснимков

1.9 Фототриангуляция

1.10 Трансформирование аэрофотоснимков

1.11 Дешифрирование при стереоскопической съемке

1.12 Изготовление фотопланов

2. Инвентаризация городских земель

Заключение

Список используемых источников

Приложение А. Справочный материал

Приложение Б. Фрагмент фотоплана (увеличенного фотоснимка) масштаба 1:3600

Приложение В. Баланс площадей землепользований

 

Введение

 

В нашей стране в связи с переходом к рыночным формам экономики и введением собственности на землю создание фотопланов и контурных планов для целей кадастра не утратило своей значимости. В современных условиях бурное развитие отраслей народного хозяйства требует создания и обновления большого количества топографических карт, планов и специализированных карт.

Наиболее быстрым и достоверным способом создания и обновления топографических карт и планов является аэрофототопографическая съемка - составление карт фотограмметрическими, стереофотограмметрическими методами по аэрофото- и космическим снимкам.

Целью курсовой работы по теме «Инвентаризация земель. Технологические схемы изготовления топографического плана масштаба 1:1000 с использованием материалов аэросъемки» является закрепление и углубление теоретических знаний, методов и технических средств современной фотограмметрии, приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы при решении специальных кадастровых задач.

В настоящей курсовой работе рассмотрим создание технологической схемы изготовления топографического плана масштаба 1:1000 и проведем инвентаризацию земель.

 
  1. Создание технологической схемы изготовления плана

 

Составление различных планов для нужд городского кадастра может выполняться аэрофотогеодезическими методами.

При выборе технологической схемы следует учитывать три основных фактора:

  1. выпускаемый план по точности должен отвечать требованиям действующих инструкций;
  2. стоимость выпускаемого плана должна быть минимальной;
  3. организация работ должна обеспечивать выпуск планов в кратчайшие сроки.

Немаловажную роль играют и такие факторы, как вид конечной продукции, наличие специального оборудования и соответствующих кадров, топографический характер снимаемого объекта и его размеры, технические условия выполнения аэрофотосъемочных работ и др.

Перед производством аэрофототопографических работ разрабатывается технологическая схема, определяющая очередность и взаимосвязь различных видов работ. Особенностью технологической схемы является выбор масштаба, высоты сечения рельефа, физико-географические условия, сроки изготовления, обеспеченность инструментами и приборами, конечная стоимость изготавливаемой продукции. В дальнейшем технологическая схема используется в процессе разработки проектов выполнения отдельных видов работ, при финансировании работ и графиков выполнения работ. Технологическая схема разрабатывается на основе исходных данных, приведенных в таблице 1.

 

Таблица 1. Исходные данные

Наименование

Исходные данные

Площадь участка, кв.км

745,2

Масштаб топографического плана

1:1000

Сечение рельефа, м

1,0

Метод изготовления плана

Контурная съемка

Наименование

Исходные данные

Площадь одной съемочной трапеции, кв.км.

3,73

Число съемочных трапеций на участке съемки

200

Абсолютные высоты местности, м

 

Zmin

200

Zmax

220

Существующие топографо-геодезические материалы:

а) масштаб плана (карты)

б) сечение рельефа в (м)

 

 

1:5000

1,0

Назначение использования материалов аэрофотосъемки

Изготовление топографического плана 1:1000

Фрагмент топографического плана (снимка)

1:3600

 

 

Технологическая схема изготовления топографического плана

 

Рис. 1 - Технологическая схема изготовления топографического плана

 

1.1 Государственное геодезическое обеспечение

 

Для производства аэрофотосъемки необходимо иметь на местности сеть закрепленных точек с известными пространственными координатами. В качестве такой сети (плановое обоснование) могут выступать Государственные геодезические сети триангуляции и полигонометрии 1,2,3,4 классов, а также сети сгущения 1 и 2 разрядов (плановые сети сгущения подразделяют на сети триангуляции и полигонометрии).

В качестве высотного обоснования могут использоваться государственные нивелирные сети I, II, III, IV классов, высотные сети сгущения создаваемые методами геометрического и тригонометрического нивелирования.

 

1.2 Подготовительные работы

 

Подготовительные работы входят в комплекс камеральных работ при стереотопографической съемке. На этом этапе работ осуществляется сбор существующих карт, справочников, географических и метеорологических описаний и других материалов; изучение материалов аэрофотосъемки и полевых топографо-геодезических работ, рабочее проектирование и подготовка исходных данных. На их основе определяются параметры аэрофотосъемки и технология основных видов работ.

До начала полевых работ по аэрофотосъемке составляется проект съемочного обоснования и маркировки опознавательных знаков. Для составления рабочего проекта используют топографические планы масштаба 1:5000, а также материалы аэрофотосъемки прошлых лет.

 

1.3 Выбор элементов съемочной системы и основных параметров аэрофотосъемки

 

Технические условия аэрофотосъемки определяются расчетными величинами параметров аэрофотографирования (высотой, масштабом фотографирования, фокусным расстоянием аэрофотоаппарата) и значениями продольного и поперечного перекрытий. Кроме того, для данного объекта подбирается время аэрофотографирования, тип аэропленки и светофильтров, скорость полета самолета, продолжительность выдержки, выявляется необходимость тех или иных специальных приборов и т.д. По затратам времени и средств удельный вес аэрофотосъемки в общем комплексе аэрофотогеодезических работ небольшой, но правильность выбора технических условий аэрофотосъемки, качество выполнения этого вида работ решающим образом влияют на стоимость и качество конечной продукции.

Основными факторами, определяющими технические условия аэрофотосъемки, являются вид окончательной продукции и выбранная технологическая схема ее изготовления.

При выборе технических условий аэрофотосъемки следует руководствоваться современными данными, характеризующими технические средства, используемые в летных отрядах. Так, например, абсолютная высота фотографирования ограничена пределом от 200 до 8000 м, применяемые фотоаппараты имеют фокусные расстояния 70, 100, 140, 200, 350, 500 и 1000 мм, наиболее распространенные форматы кадра 18Ч18 см, в настоящее время применяется формат 23Ч23 см, реже 30Ч30 см.

Для создания полноценных топографических планов по материалам аэрофотосъемки немаловажное значение имеет вопрос о выборе времени производства аэрофотосъемочных работ. Время и дата производства аэрофотосъемки должны быть определены не только на основе учета качества ясных солнечных дней, наличия атмосферной дымки и др. требований, но и путем тщательного изучения всего комплекса географических условий изучаемой территории и их изменений по времени года.

В нашем случае достаточно изготовить контурный план, так как по исходным данным нет необходимости показывать рельеф и его можно перенести с плана прежней съемки. Такой вариант экономически выгоден, так как рисовка рельефа (с использованием стереотопографических методов и тем более полевая наземная) – процесс весьма дорогостоящий.

Порядок выполнения: При изготовлении фотопланов крупных масштабов (в данном случае 1:00) используется технология «аэрофотоснимок-планшет», предусматривающая фототрансформирование с большим коэффициентом трансформирования аэрофотоснимков Кt>4, поскольку в этом случае уменьшается число фотоснимков.

Найдем коэффициент последующего увеличения фотоизображения по формуле:

 

К = d/(0,6×l)                 (1)

 

где    d – расстояние между центрами смежных по ряду трапеций в заданном для изготовления фотопланов масштабе 1:М;

l – длина стороны аэронегатива.

Примем для нашего случая ширину рамки трапеции в заданном масштабе 1:М = 1:5000 составляемого фотоплана d = 50 см, размер стороны аэронегатива l=18 см, тогда

 

К = 50/ (0,6×18)= 4,6

 

Знаменатель масштаба фотографирования находим по формуле (2):

 

m = K×M

m = 4,6×5000 =23000

 

Определим отметку средней секущей плоскости для участка съемки:

 

Zср=                        (3)

 

где и - максимальная и минимальная отметки точек на участке.

 

Zср== 210 м;

 

Вычислим максимальное превышение в пределах съемочного участка над секущей плоскостью:

 

h = (Zmax – Zmin)/2                          (4)

h = (220-200)/2 = 10 м.           

 

Произведем расчет необходимых параметров.

Необходимо подобрать наиболее целесообразное сочетание масштаба аэрофотографирования 1:М, высоты фотографирования H, фокусного расстояния аэрофотоаппарата для данного варианта задания, учитывая характер конечной продукции, намеченную технологию изготовления плана и данные таблиц. Выбранные параметры должны обеспечить возможность изготовления плана заданной точности с минимальными затратами средств на аэрофотосъемку.

  1. Высоту фотографирования Н и фокусное расстояние f подбираем согласно равенству Н=f×m с таким расчетом, чтобы величина f получила стандартное значение, а абсолютная высота фотографирования Но не превышала существующего предела. Так как съемка среднемасштабная (1:23000) то выбираем Но = 8000 м (самолет АН-30).

Тогда f = (8000×1000)/23000=348 мм.

Ближайшее возможное фокусное расстояние f = 350 мм, при котором высота равна 8050 м, что превышает максимальную высоту. Поэтому принимаем f=200 мм, тогда H=200×23000=4600 м.

Аэрофотосъемку местности можно будет произвести с превышением над уровнем моря до 4600 м.

 

Таблица 2 Взаимосвязь параметров аэрофотографирования.

Масштаб плана (карты)

Масштаб аэрофотографирования при контурной съемке

Фокусное расстояние аэрофотоаппаратов (формат негатива 18Ч18 см)

1 : 1000

До 1 : 8000

140,200,350,500,1000

 

  1. Определим

а) среднюю высоту фотографирования для данного участка по формуле:

 

Нср =f×m = 4600 м

 

б) абсолютную высоту фотографирования:

 

На = Нср + Zср = 4600+210 = 4810 м.

 

3. Определяем взаимное перекрытие аэрофотоснимков.

Продольное перекрытие (Рх)- это взаимное перекрытие смежных аэрофотоснимков одного маршрута.

Поперечное перекрытие (Ру)- это взаимное перекрытие аэрофотоснимков двух смежных маршрутов.

Выберем продольное перекрытие Рх=80 %, так как технологическая схема предусматривает использование большого коэффициента увеличения.

Максимальное продольное перекрытие находим как:

 

h/ Нср=10/4600=0,002; 0,002

 

Поперечное перекрытие равно:

 

Ру=35+65×h/Hср = 35%

 

4. Определим рабочую (полезную) площадь снимка, ограниченную средними линиями перекрытий по формулам:

 

bx= , мм

 

by= ,мм

 

 

где l – размер стороны аэрофотоснимка в мм;

bx – продольный размер рабочей площади в мм;

by – поперечный размер рабочей площади снимка в мм

 

bx==36 мм

by= =117 мм

 

5. Определим размеры рабочей площади снимка на местности по формулам:

 

Вх = bx×m

Вy= by×m (6)

 

где Вх – сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности, параллельная направлению съемочных маршрутов, базис воздушного фотографирования, выраженная в м. и км.;

Вy – сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности, расстояние между съемочными маршрутами, выраженная в м. и км.

 

Вх=0,036×23000 = 828 м = 0,828 км

Вy= 0,117×23000 = 2691 м = 2,691 км

 

6. Рассчитаем максимальную выдержку, при которой практически не будет смаза изображения:

 

t=, сек (7)

 

где W – путевая скорость самолета, м/с

 

АН-30: t= 10-4×1000/125 = 1/1250 c

 

7. Рассчитаем интервал воздушного фотографирования:

 

Τ= (8)

τ = 828/125= 6,6 с

 

8. Вычисляем погонный километраж- длину пути самолета при проведении съемки участка по формуле:

 

Ls=1,2×S/By (9)

Ls=1,2×745,2/2,691=332,3 км.

 

9. Рассчитаем число аэрофотосъемочных маршрутов для производства аэрофотосъемки для одной трапеции:

 

К=  (10)

 

где Ly – размер рамки трапеции, Ly = 2500 м.

К = 2 маршрут.

 

10 . Рассчитаем число аэрофотоснимков в маршруте одной трапеции:

 

n= (11)

 

где Lх – размер рамки трапеции, Lх = 2500 м.

n =6 снимков

11. Общее число аэрофотоснимков в одной трапеции равно

 

N=n×K (12)

N= 6×2=12 шт.

 

12. Общее число аэрофотоснимков для 200 трапеций равно 2400.

13. Вычисляем расчетное время необходимое для полета равняется:

 

Тs=  (13)

АН-30: Тs=332,3/450= 0,74 часа

 

Для 200 трапеций Тs=44,4 минуты

Из таблицы находим допустимый угол наклона плоскости снимка, который равен 23' при точности определения площади с точностью 1/100.

 

1/t

 

 

140

200

350

500

1000

1/100

100%

100

16'

23'

40'

1,5°

bxby

70

23'

33'

1°20'

2°40'

 

14. Для аэрофотосъемки выбираем аэрофотоаппарат АФА-ТЭ-200МС, f=200, угол поля изображения 2β=65, максимальная дисперсия 0,02, разрешающая способность в центре снимка 40 лин/мм, на краю – 25 лин/мм.

Пленка изопанхроматическая И-18-100.

Возьмем размер стороны аэронегатива, равного 30 см. Тогда К = 2,8.

Несомненно экономически выгоднее осуществлять изготовление фотопланов с коэффициентом трансформации аэроснимков К>4, поскольку в этом случае уменьшается число используемых аэрофотоснимков.

Заносим результаты вычислений в таблицу

 

1.4 Параметры аэрофотосъемки

 

f, мм

1/m

Нср

Рx

Py

bx, мм

bу, мм

Вх, км

Вy, км

200

1:23000

4600

83 %

35 %

36

117

0,828

2,691

Ls, км

К

n

N

ТS, час

Tсек

τ

 

332,3

2

6

12

0,74

1/1250

6,6

 

 

Самолет

Скорость, км/ч

Стоимость, у.е.

АН-30

450

231012

 

 

1.5 Полевая маркировка

 

При создании планов крупных масштабов, когда масштаб аэрофотосъемки выбираем значительно мельче масштаба создаваемого плана и когда повышаются требования к точности опознавания на аэрофотоснимках точек геодезического обоснования, рекомендуется, согласно инструкции по топографической съемке предусмотреть маркировку точек геодезического обоснования.

Маркировку производят перед аэрофотосъемкой с минимальным разрывом во времени.

 

1.6 Технико-экономическое обоснование

 

Основанием для выполнения топографо-геодезических работ служит техническое задание и технический проект или программа работ.

Технический проект (программа) является документом определяющим содержание, объем, трудовые затраты, сметную стоимость, основные технические условия, сроки и организацию выполнения проектируемых работ.

Технический проект должен предусматривать полный комплекс работ, необходимых для создания топографических планов, удовлетворяющих требованиям технологических инструкций.

Технический проект содержит текстовую, графическую и сметную части.

Составление технического проекта поручается наиболее квалифицированным специалистам. По каждому виду полевых и камеральных работ составляются графики выполнения работ: по привязке аэроснимков, дешифрированию, построению фототриангуляционных сетей и изготовлению фотопланов, переносу элементов дешифрирования со снимков на фотоплан и вычерчиванию последних, изготовление копий планов.

Графики позволяют установить взаимосвязь между полевыми и камеральными работами, рационально распределить специалистов, осуществить контроль сроков выполнения и сроки сдачи продукции заказчику.

Учитывая масштаб аэрофотосъемки, определим стоимость аэрофотосъемки. Площадь провидимых работ составляет 745,2 кв.км.

Согласно табл. 5 (Приложение) при масштабе аэрофотографирования 1:23000 цена за 1 кв.км. аэрофотосъемки = 310 у.е., тогда стоимость съемки равна 231012 у.е.

При увеличении масштаба аэрофотографирования хотя бы вдвое до 1:12000 цена 1 кв.км аэрофотосъемки = 905 у.е., тогда стоимость съемки = 674406 у.е.

Очевидно, что наиболее экономически выгодная съемка будет в масштабе 1:23000, но для повышения точности контуров стремятся к увеличению масштаба фотографирования и уменьшению высоты фотографирования.

 

1.7 Аэрофотосъемка

 

Аэрофотосъемка выполняется для получения аэрофотоснимков местности с помощью аэрофотоаппарата, установленного на самолете АН-30. При фотографировании участка съемки самолет летит по маршруту, параллельно линии «восток-запад». Аэрофотосъемку выполняют путем прокладки нескольких взаимно параллельных перекрывающихся маршрутов.

Для обеспечения участка аэрофотоснимками оси крайних маршрутов прокладывают по его границам, а сами маршруты продолжают на один-два базиса фотографирования за их пределами.

Аэрофотосъемка должна выполняться в соответствии с нормативными актами по аэрофотосъемке, производимой для создания топографических планов, с требованиями «Инструкции по топографической съемке масштабов 1:5000- 1:500» и «Инструкции по фотограмметрическим работам при создании топографических планов и карт».

Обеспечение аэрофотоснимками границ объекта съемки и съемочных участков должно соответствовать действующим техническим требованиям к аэрофотосъемке для топографических целей, которые оговариваются при заключении договоров на выполнение аэрофотосъемочных работ.

Маршруты аэрофотосъемки проектируют таким образом, чтобы возможно большее число пунктов геодезической сети, имеющихся на местности могло быть использовано в качестве опорных для фотограмметрической обработки.

Аэрофотосъемку населенных пунктов с большим количеством древесной растительности, а также равнинных территорий, сплошь покрытых древесной растительностью следует выполнять в период отсутствия листвы (весной или осенью). Фотографирование городов и других населенных пунктов предпочтительнее выполнять при сплошной высокой облачности, а при ясной погоде в ранние утренние и поздние вечерние часы, когда тем более «прозрачны».

После летносъемочных работ выполняют оценку качества полученного материала. С проявленных, высушенных и пронумерованных негативов аэрофотопленки изготавливают контактные отпечатки на фотобумаге и составляют из них накидной монтаж. По измерениям на каждом монтаже устанавливают в соответствие заданным значениям величин продольного и поперечного перекрытия снимков, прямолинейность маршрутов аэрофотосъемки и параллельность базисов фотографирования сторонам снимков.

В настоящее время для всех процессов летносъемочных работ разработаны соответствующие автоматизированные системы, и специально оборудованный аэрофотосъемочный самолет АН-30, оборудованный ими может выполнять летносъемочные работы по заданной программе в соответствии с командами автоматической аэронавигационной системы.

Поэтому к аэросъемочным материалам предъявляют следующие требования:

- при формате кадра 18Ч18 см разрешающая способность объектива при f=200 мм не должна быть соответственно меньше 25-40 мин/мм в центре и 10-20 мин/мм на краю поля изображения. Фотографическая директория не должна превышать 0,02 мм. Смещение на снимке, вызванное невыравниванием снимка в плоскость не должно быть больше 0,1 мм. Продольные перекрытия не должны быть меньше минимально заданных допусков. Непараллельность сторон аэроснимка оси маршрута должна быть не более 5 %, непрямолинейность маршрутов- не более 3 %. Высота фотографирования не должна отличаться от заданной более чем на 3 % в равнинных районах. При f=200 мм аэроснимки с углами выше 3◦ не принимаются.

В результате выполнения летносъемочных работ для последующей фотограмметрической обработки получают аэронегативы, контактные отпечатки с них, негативы, фотопленки регистрации показаний специальных приборов с данными оценки ее качества.

 

1.8 Плановая привязка аэрофотоснимков

 

В качестве точек планового обоснования, в первую очередь, должны быть использованы пункты государственной геодезической сети, геодезических сетей сгущения.

Точки планового съемочного обоснования располагаются рядами поперек аэрофотосъемочных маршрутов и размещаются в середине межмаршрутных перекрытий и, по возможности, в зонах тройного перекрытия аэрофотоснимков в маршруте.

На застроенной территории следует выполнять сплошную плановую подготовку аэрофотоснимков, максимально используя материалы ранее исполненных геодезических сетей и закоординированных твердых контуров.

Определение плановых опознаков проектируется в дополнение к имеющимся на местности пунктам геодезической сети с целью обеспечения необходимым плановым обоснованием каждой секции фотограмметрической сети.

Расстояние между опорными точками в направлении маршрута могут составлять 80-100 см в масштабе плана.

Начало и конец каждого маршрута аэрофотосъемки должны быть обеспечены двумя плановыми опорными точками, одна из которых должна находиться за границей участка съемки.

Границы, совпадающие с направлением маршрутов аэрофотосъемки, обеспечиваются дополнительными плановыми точками посередине (через 40-50 см), если число маршрутов на участке больше трех.

При уравнивании сетей плановой аналитической фототриангуляции по блокам опорные плановые точки располагаются по периметру и в середине блока.

По свободным границам участка опорные плановые точки располагаются не реже, чем через 4-5 базисов фотографирования.

Блоки проектируются с таким расчетом, чтобы в их пределах в аэрофотосъемке отсутствовали физические разрывы, стыки маршрутов и значительные водные пространства.

Для контроля фотограмметрического сгущения в каждом блоке, состоящем из 4-6 трапеций создаваемого плана, определяются 1-2 контрольные точки. Контрольными точками могут служить также опознанные точки геодезического обоснования (пункты триангуляции и полигонометрии).

Точки съемочного обоснования в районах с большим количеством четких контуров намечают на естественных контурах с учетом наиболее простого их геодезического определения.

В качестве плановых опознаков выбираются контурные точки, которые можно определить на аэрофотоснимке с точностью 0,1 мм в масштабе составляемого плана. Не используют в качестве плановых опознаков контуры с нечеткими границами, контуры, которые могут быть закрыты на аэрофотоснимках перспективными изображениями высоких предметов.

Не следует в качестве плановых опознаков выбирать контуры, расположенные на крутых склонах и на дне оврагов, кусты, деревья.

Опознанный пункт геодезического обоснования оформляется на лицевой стороне аэрофотоснимка окружность 10 мм с центром в опознанной точке, подписывается номер или название. Если рядом с опознаваемым пунктом на аэрофотоснимке изобразились детали, которые могут затруднить идентификацию точки, то на обратной стороне аэрофотоснимка составляется абрис. Если замаркированный знак четко выделяется на аэрофотоснимке, то на обратной стороне аэрофотоснимка карандашом обводится местоположение знака кружком диаметром 2-3- мм, записывается его номер и указывается форма маркировочного знака.

Если в качестве опознака был выбран контур, то он накалывается тонкой иглой и с лицевой стороны аэрофотоснимка обводится пунктиром и нумеруется, а на обратной стороне составляется абрис в масштабе, более крупном, чем масштаб аэрофотоснимка и описание опознанной точки.

На абрисе тона изображений должны соответствовать тонам аэрофотоснимка.

Опознакам присваиваются номера, соответствующие номеру аэрофотоснимка. На обратной стороне аэрофотоснимка подписывается номенклатура листа плана, к которому он относится.

Опознаки закрепляются на местности.

Координаты опознаков определяются геодезическими способами (теодолитные ходы: замкнутые полигонометрические ходы с узловыми точками в закрытой местности, в открытой - засечки, триангуляция т.п.).

Необходимо получить координаты опорных точек. Углы и стороны измеряют электронными тахеометрами.

Lхода= 2МТ

Lхода- длина теодолитного (полигонометрического) хода;

М- знаменатель плана;

Т- знаменатель допустимой невязки;

=0,2 мм

Предельная невязка в координатах при масштабе 1:1000 составляет 20 см.

По окончании полевых работ плановой подготовки сдаются следующие материалы:

Материалы систематизируются по трапециям следующего более мелкого масштаба.

 

  1. Фототриангуляция

 

Сгущение опорной геодезической сети по результатам фотограмметрических измерений снимков называют фототриангуляцией.

Пространственная триангуляция основывается на всех математических зависимостях, имеющихся между перекрывающимися снимками, и она позволяет определять по измерениям снимков координаты и отметки точек местности.

Применение этого метода значительно сокращает срок полевых работ и удешевляет работы по выпуску, кроме этого, ускоряет конечный результат, экономя время, сокращая объемы работ.

В зависимости от принципа решения задачи сгущения планово-высотной сети различают: аналоговый, аналитический, аналогово-аналитический, графический.

Построение триангуляции (в частности маршрутной) непосредственно по аэрофотоснимкам возможно лишь при продольном перекрытии снимков не менее 55 %. В этом случае на каждом снимке будет зона тройного перекрытия, и главная точка каждого снимка изобразится на двух смежных снимках.

На каждом снимке накалывают центральную точку и центральные точки соседних аэрофотоснимков.

Затем в зоне тройного перекрытия выбирают четыре контурные точки, называемые связующими. Из центральной точки каждого аэрофотоснимка проводят направляющие на все связующие точки.

На листе бумаги строят первый базис и при помощи восковки переносят с аэрофотоснимков направления на связующие точки, прочерченные с концов этого базиса. Пересечения соответствующих направлений определяют плановое положение связующих точек. Таким образом, получают сеть неориентированной плоской фототриангуляции в масштабе базиса 0, 0.

Для использования полученной таким образом сети при трансформировании аэрофотоснимков и составлении фотопланов ее редуцируют. Для редуцирования фототриангуляционной сети необходимо иметь среди ее точек не менее двух с известными координатами, полученными в результате выполняемых геодезических работ, при этом эти точки должны размещаться по возможности в начале и в конце фототриангуляционной сети.

В настоящее время выгоднее применять аналитическую фототриангуляцию с использованием специального программного обеспечения на ЭВМ.

Аналитическая фототриангуляция в настоящее время является в аэрофотогеодезическом производстве основным камеральным методом сгущения сетей опорных точек, необходимых для планово-высотной подготовки аэрофотоснимков.

Преимущества аналитической пространственной фототриангуляции перед аналоговой проявляется при сгущении сети опорных точек на больших площадях территорий. Все вычисления ведутся на ЭВМ.

Теоретические исследования, в совокупности с опытно-практическими, показали: точность аналитической пространственной фототриангуляции в 1,5 - 2 раза выше аналоговой, а производительность труда повышается в 4-5 раз.

 

  1. рансформирование аэрофотоснимков

 

Трансформирование снимков – это преобразование изображения в другое, геометрически с ним связанное.

В состав подготовительных работ входят подготовка аэрофотонегативов и определение коэффициента деформации бумаги.

Трансформирование аэрофотоснимков по опорным точкам. Для трансформирования аэрофотонегативы укладывают эмульсией вниз и централизуют. Экран приводят в горизонтальное положение и отчеты по шкалам децентраций ставят на нуль-пункты. На экран кладут подложку для учета деформации фотобумаги, а на нее - основу с трансформационными точками.

Процесс трансформирования по опорным точкам заключается в совмещении точек основы с проектирующимися соответствующими точками, наколотыми на аэрофотонегативе. Совмещение осуществляют методом приближений, используя установочные движения фототрансформатора и перемещение основы по экрану.

Имеются различные способы выполнения совмещения точек при трансформировании, которые видоизменяются в зависимости от конструктивных особенностей фототрансформатора, так как различные их типы имеют различные установочные движения. На фототрансформаторе можно применять любой способ совмещения с учетом особенности его конструкции.

Трансформирование считается выполненным, если при точном совмещении центральной точки несовмещения для остальных трансформационных точек не превышает 0,4 мм.

После совмещения опорных точек объектив диафрагмируют, закрывают светофильтром, основу с подложкой убирают. Предварительно определяют опытным путем выдержку, обеспечивающую хорошую переработку деталей, и на экран кладут фотобумагу, которую прижимают к экрану покрывным стеклом.

Проявленные отпечатки должны быть равномерно переработаны по всей площади. Затем отпечатки сушат.

При больших превышениях трансформирование производят по зонам.

 

  1. Дешифрирование при контурной съемке

 

Обязательной составной частью технологии создания топографических планов контурным способом является дешифрирование фотограмметрического изображения, заключающееся в распознавании объектов местности на снимке, установлении их характеристик и вычерчивании в условных знаках.

При крупномасштабной топографической съемке применяется сочетание полевого и камерального дешифрирования.

Дешифрирование на местности населенных пунктов и объектов с высокой контурной нагрузкой может производиться на увеличенных фотопланах или аэрофотоснимках с графическим материалом.

При любом методе дешифрирования в порядке подготовительных работ осуществляется сбор и изучение материалов картографического значения.

На топографических планах масштаба 1:5000-1:500 обязательному отображению подлежат предметы местности, ситуация и рельеф.

Полнота и детальность дешифрирования определяются действующими условными знаками и дополнительными техническими требованиями к планам специализированного назначения.

Если в процессе дешифрирования при съемке в масштабе 1:1000 населенных пунктов требуется выполнить значительный объем натурных измерений, то данные измерений оформляются на аэрофотоснимках, а затем используются при составлении контурной части оригинала плана.

Наименьшая площадь контуров подлежащая отображению на планах масштабов 1:5000- 1:500 должна быть: 20 мм2 - для хозяйственно-учетных угодий; 50 мм2 - для участков, не имеющих хозяйственного значения.

Дешифрирование независимо от технических вариантов съемки, как правило, должно контролироваться и приниматься непосредственно на местности.

 

  1. Изготовление фотопланов

 

Фотоплан - это одномасштабное изображение местности, смонтированное из трансформированных снимков.

Размеры изготовленного фотоплана должны соответствовать размеру трапеции, иметь соответствующую разграфку.

Фотопланы графические оформляются в следующих цветах:

Фотоплан монтируют на твердой основе из трансформированных снимков.

По окончании монтажных работ осуществляют корректуру фотоплана и окончательное его оформление. Корректура производится посредством оценки смещения одноименных контуров по порезам между снимками, по рамкам соседних трапеций и опорным точкам.

Точность смонтированного фотоплана проверяют по точкам, порезам и сводкам со смежными фотопланами.

Результаты проверки отмечаются в контрольных листах, на которые схематически наносят рамку трапеций, километровую сетку, опорные точки и линии порезов.

Откорректированный фотоплан оформляют. На него наносят и вычерчивают условными знаками все геодезические пункты, рамку трапеции, выходы километровой сетки, выполняют зарамочное оформление. После этого наносят по координатам дополнительные точки, не участвовавшие в работе. С мозаичного фотоплана изготавливают фотокопии на матовой или полуматовой фотобумаге, наклеенной на алюминий. Чтобы получить фотокопию, изготавливают с помощью репродукционной камеры негатив фотоплана, сохраняя точно теоретические размеры рамок трапеции. Затем получают копии путем контактной печати с негатива.

На точность создаваемого плана оказывают влияние: методические факторы; физические факторы.

 

 

Целью проведения инвентаризации земель населенных пунктов является создание основы для ведения государственного земельного кадастра в городах и других населенных пунктах, обеспечивающей регистрацию прав собственности, прав владения, создание банка данных на бумажном и электронном носителях, обеспечение контроля за использованием земель.

В задачи инвентаризации земель входит:

Исходными материалами для инвентаризации служат фотопланы масштаба 1:1000 -1:2000.

Порядок выполнения работ.

  1. Разобьем территорию населенного пункта на кварталы. В зависимости от величины населенного пункта выбирается общая структура его разбивки, которая должна учитывать существующее административно-территориальное деление и особенности территории населенного пункта. Небольшие населенные пункты в зависимости от их площади и структуры могут не иметь квартальной разбивки.

В качестве учетной кадастровой единицы выступает конкретное землепользование, а в качестве рабочей кадастровой единицы должен выступать квартал, либо другой компактный массив, ограниченный красными линиями или естественными границами.

  1. На аэрофотоснимке масштаба 1:2000 границы кварталов наносятся всеми возможными способами, в том числе:

Аэрофотоснимок будет использоваться в качестве рабочего инвентаризационного плана, на который наносится схема границ землепользований внутри квартала.

  1. При возможности непосредственного опознавания поворотных точек границ землепользователей или граничных линий производят по аэрофотоснимку.
  2. Произведем дешифрирование аэрофотоснимка с соблюдением инструкции и единой технологии кадастровых и топографо-геодезических съемок для целей инвентаризации и ведения кадастра в городах.
    1. При кадастровом дешифрировании для инвентаризации земель на масштабированный фотоснимок должны быть нанесены границы фактического использования земельных участков, их кадастровые номера, выявлены неиспользуемые и нерационально используемые земли в черте данного населенного пункта в соответствии с требованиями руководства по инвентаризации земель.
    2. Каждому земельному участку присваивается кадастровый номер – индивидуальный, неповторяющийся на территории РФ, номер объекта недвижимости, который присваивается при его формировании.

Земельный участок – часть земной поверхности, имеющая замкнутые границы, фиксированное местоположение, площадь, правовой режим.

Первичные объекты недвижимости – непосредственно связанные объекты с землей, перемещение которых без соразмерного ущерба их назначению невозможно (здание, лес и т.д.).

Вторичные объекты недвижимости – пространственная часть первичного объекта, имеющая правовой статус.

Кадастровый квартал – совокупность земельных участков, образующих компактный земельный массив, границы которого совпадают с внешними границами образования его участков.

Кадастровый массив – совокупность кадастровых кварталов, образующая планировочно обособленный район города; населенный пункт в сельской местности;

Кадастровая зона – территориально-целостная совокупность нескольких кадастровых массивов, характеризующаяся значительной степенью связанности.

Кадастровое зонирование – деление территории на кадастровые единицы и нанесение их границ на дежурные кадастровые карты.

Кадастровый номер имеет следующую структуру:

А : Б : В….В : Г : Д : Е

где А – двухразрядное десятичное число, задающее номер субъекта РФ;

Б– двухразрядное десятичное число, задающее номер административно -территориального образования в составе субъекта РФ;

В…В – иерхический составной номер кадастровой зоны (В1,В2, В3) включает в себя:

В1 – двухразрядное десятичное число, задающее номер кадастровой зоны;

В2 – двухразрядное десятичное число, задающее номер массива внутри зоны;

В3 – двухразрядное десятичное число, задающее номер квартала внутри массива;

Г – двухразрядное десятичное число, задающее номер земельного участка в пределах кадастрового квартала;

Д – n-разрядное десятичное число, задающее номер первичного объекта недвижимости;

Е – n-разрядное десятичное число, задающее номер вторичного объекта недвижимости в пределах первичного объекта недвижимости;

: – разделитель составных частей кадастрового номера.

  1. Произведем инвентаризацию земель с целью получения данных по фактическому состоянию и использованию городских территорий. А также произведем определение площадей земельных участков и первичных объектов недвижимости.

Полученные данные занесем в журнал учета кадастровых номеров.

 

Журнал учета кадастровых номеров

Номер земельного участка

Номер первичного объекта

Площадь, га

Номер вторичного объекта

Площадь, га

Адресные ориентиры недвижимости

Наименование собственника недвижимости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В ходе курсовой работы познакомились с нормативными документами, закрепили и углубили теоретические знания, методы и технические средства современной фотограмметрии, приобрели навыки самостоятельной научно-исследовательской работы при решении специальных кадастровых задач. В курсовой работе был произведен расчет параметров аэрофотосъемки для целей создания крупномасштабного топографического плана (масштаб 1:1000), составлена технологическая схема проведения данного вида работ с описанием основных этапов. В результате курсовой работы было составлено задание для проведения аэрофотосъемки для создания топографического плана. Также провели инвентаризацию земельных участков, в результате которой был составлен журнал учета кадастровых номеров.

 

Список используемых источников

 

  1. Фельдман М.Н., Макаренко К.И. Лабораторный практикум по фотограмметрии и стереофотограмметрии./Учеб. пособие для техникумов.-М.:Недра, 1989.
  2. Обиралов А.И., Лимонов А.Н., Гаврилова Л.А. Фотограмметрия.-М.: КолосС, 2002.
  3. Практикум по фотограмметрии и дешифрированию снимков/Учеб. пособие для вузов/ Обиралов А.И., Гебгарт Я.И. и др.- М.: Недра, 1990.
  4. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500.

 

 

Приложение А

 

Справочный материал

 

Таблица 1 Определение продольного перекрытия

Продольное перекрытие, Рх %

заданное рх

минимальное рх

максимальное

h/Hср

h/Hср>0,2

60

56

66

70

80

78

83

85

90

89

92

93

 

Таблица 2 Определение поперечного перекрытия

Масштаб аэрофотосъемки

Поперечное перекрытие Ру %

расчетное

минимальное

максимальное

мельче 1:25000

30+70

20

расч. +10

1:25000- 1:10000

35+65

20

расч. +15

крупнее 1:10000

40+60

20

расч. +20

 

Таблица 3 Технические данные самолетов

Тип

АН-2

ИЛ-14

АН-30

Путевая скорость W, км/час

180

300

450

Максимальная высота фотографирования Нmax, км

4,5

6,5

8,0

 

Таблица 4 Взаимосвязь параметров аэрофотографирования

Масштаб плана (карты) 1:N

Масштаб аэрофотографирования

Фокусные расстояния аэрофотоаппаратов, мм (формат аэронегатива 18*18 см)

при стереотопографической съемке

при контурной аэросъемке; комбинированной съемке

1: 25 000

1: 25 000- 1: 6 0000

до 1: 75 000

70, 100, 140, 200

1: 10 000

1: 12 000- 1: 35 000

до 1: 50 000

70, 100, 140, 200

1: 5 000

1: 5 000- 1: 20 000

до 1: 30 000

70, 100, 140, 200,350

1: 2 000

1: 3 000- 1: 12 000

до 1: 16 000

100, 140, 200,350,500

1: 1 000

1: 3 000- 1: 6 000

до 1: 8 000

140, 200,350, 500,1000

1: 500

1: 2 000- 1: 4 000

до 1: 5 000

200,350, 500, 1000

 

Таблица 5 Примерная стоимость аэрофотосъемки

Масштаб аэрофотографирования 1:m

Цена 1 кв.м. аэрофотосъемки у.е.

Масштаб аэрофотографирования 1:m

Цена 1 кв.м. аэрофотосъемки у.е.

1: 80 000

110

1: 14 000

665

1: 60 000

130

1: 12 000

905

1: 50 000

160

1: 10 000

1125

1: 35 000

220

1: 7 000

2240

1: 30 000

235

1: 5 000

3825

1: 25 000

310

1: 4 000

5785

1: 20 000

390

1: 3 000

9500

1: 17 000

475

1: 2 000

13000

 

Приложение В

 

Таблица 1. Баланс площадей землепользований

Кадастровый номер участка

Наименование участка

Категория земель

Площадь, кв.м.

1

2

3

4

35:24:17 19 001: 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2208

35:24:17 19 001: 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2080

35:24:17 19 001: 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2436

35:24:17 19 001: 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1512

35:24:17 19 001: 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1360

Общая площадь

 

 

9596

35:24:17 19 002 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1680

35:24:17 19 002 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

880

35:24:17 19 002 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1200

35:24:17 19 002 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

800

35:24:17 19 002 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

880

35:24:17 19 002 : 0006

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

884

35:24:17 19 002 : 0007

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1408

35:24:17 19 002 : 0008

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

560

35:24:17 19 002 : 0009

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

480

35:24:17 19 002 : 0010

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1040

35:24:17 19 002 : 0011

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

960

35:24:17 19 002 : 0012

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1040

35:24:17 19 002 : 0013

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1280

Общая площадь

 

 

13092

35:24:17 19 003 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

912

35:24:17 19 003 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2432

35:24:17 19 003 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

608

35:24:17 19 003 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2320

35:24:17 19 003 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1040

Общая площадь

 

 

7312

35:24:17 19 004: 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

3904

35:24:17 19 004 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

3496

35:24:17 19 004 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2208

Общая площадь

 

 

9608

35:24:17 19 005 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1600

35:24:17 19 005 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

960

35:24:17 19 005 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

792

35:24:17 19 005 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1196

35:24:17 19 005 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

800

35:24:17 19 005 : 0006

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1040

35:24:17 19 005 : 0007

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

3500

Общая площадь

 

 

9888

35:24:17 19 006 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

608

35:24:17 19 006 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

912

35:24:17 19 006 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1444

35:24:17 19 006 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1140

35:24:17 19 006 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

988

35:24:17 19 006 : 0006

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1064

35:24:17 19 006 : 0007

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

988

35:24:17 19 006 : 0008

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

912

35:24:17 19 006 : 0009

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1140

35:24:17 19 006 : 0010

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1444

35:24:17 19 006 : 0011

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

912

35:24:17 19 006 : 0012

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

686

Общая площадь

 

 

12238

35:24:17 19 007 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1008

35:24:17 19 007 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

848

35:24:17 19 007 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

816

35:24:17 19 007 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

832

35:24:17 19 007 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

896

35:24:17 19 007 : 0006

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

576

35:24:17 19 007 : 0007

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

960

35:24:17 19 007 : 0008

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1824

35:24:17 19 007 : 0009

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1472

35:24:17 19 007 : 0010

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1232

Общая площадь

 

 

10464

35:24:17 19 008 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1496

35:24:17 19 008 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1584

35:24:17 19 008 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1512

35:24:17 19 008 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2288

Общая площадь

 

 

6880

35:24:17 19 009 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

4400

35:24:17 19 009 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

3600

35:24:17 19 009 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

800

35:24:17 19 009 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

800

Общая площадь

 

 

9600

35:24:17 19 010 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2432

35:24:17 19 010 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

4392

35:24:17 19 010 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2280

35:24:17 19 010 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

3672

35:24:17 19 010 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1664

35:24:17 19 010 : 0006

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1870

Общая площадь

 

 

16310

35:24:17 19 011 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2684

35:24:17 19 011 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1088

35:24:17 19 011 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1156

35:24:17 19 011 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1496

35:24:17 19 011 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1680

35:24:17 19 011 : 0006

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1276

35:24:17 19 011 : 0007

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

460

35:24:17 19 011 : 0008

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

480

35:24:17 19 011 : 0009

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1248

35:24:17 19 011 : 0010

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1152

35:24:17 19 011 : 0011

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1900

Общая площадь

 

 

14620

35:24:17 19 012 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1400

35:24:17 19 012 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

936

Общая площадь

 

 

2336

35:24:17 19 013 : 0001

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1664

35:24:17 19 013 : 0002

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2800

35:24:17 19 013 : 0003

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

660

35:24:17 19 013 : 0004

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

1404

35:24:17 19 013 : 0005

Приусадебный участок

Земли населенных пунктов

2912

Общая площадь

 

 

9440

 

znakka4estva.ru

Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории Лекция № 1

Описание презентации Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории Лекция № 1 по слайдам

Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории Лекция № 1 Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории Лекция №

 Основные термины и понятия Фотограмметрия – это научная дисциплина, изучающая способы определения формы, Основные термины и понятия Фотограмметрия – это научная дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и пространственного положения объектов в заданной координатной системе по их фотографическим и иным изображениям. Предметами изучения фотограмметрии являются геометрические и физические свойства снимков, способы их получения и использования для определения качественных и количественных характеристик объектов, а также приборы и программные продукты, применяемые в процессе обработки. Основными методами являются фотограмметрические и стереофотограмметрические.

Основные достоинства • -высокая точность результатов, так как снимки объектов получают прецизионными фотокамерами, аОсновные достоинства • -высокая точность результатов, так как снимки объектов получают прецизионными фотокамерами, а их обработку выполняют, как правило, строгими методами; • -высокая производительность, достигаемая благодаря тому, что измеряют не сами объекты, а их изображения. Это позволяет обеспечить автоматизацию процесса измерений и последующих вычислений; • -объективность и достоверность информации, возможность при необходимости повторения измерений; • -возможность получения в короткий срок информации о состоянии, как всего объекта, так и отдельных его частей; • -безопасность ведения работ, так как съемка объекта выполняется неконтактным (дистанционным) методом. Это имеет особое значение, когда объект недоступен или пребывание в его зоне опасно для здоровья человека. • -возможность изучения движущихся объектов и быстро протекающих процессов.

Основные недостатки • зависимость фотографических съемок от метеоусловий • необходимость выполнения полевых геодезическихОсновные недостатки • зависимость фотографических съемок от метеоусловий • необходимость выполнения полевых геодезических работ с целью контроля всех технологических процессов.

Основные направления • Аэрофототопография • Прикладная фотограмметрия • Космическая фотограмметрия Основные направления • Аэрофототопография • Прикладная фотограмметрия • Космическая фотограмметрия

Понятие об Аэрокосмических съемках • Аэрокосмические съемки (АКС) – это выполнение измерений (регистрации)Понятие об Аэрокосмических съемках • Аэрокосмические съемки (АКС) – это выполнение измерений (регистрации) отраженного или собственного электромагнитного излучения объекта. Измеряют и регистрируют излучение с некоторого расстояния от излучаемого объекта с помощью различных датчиков и съёмочных систем с воздушного или космического летательного аппарата. В зависимости от типа съемочной аппаратуры информация может быть представлена в различном виде: в двух мерное изображение (фотоснимок – аналоговый или цифровой) или трех мерное изображение при лазерной системе съемок. • Между регистрирующей аппаратурой и объектом всегда находится слой атмосферы, которая не является прозрачной. Поэтому выполнение съемки можно только в отдельных зонах спектра электромагнитных волн (ЭМВ), называемых «окнами прозрачности» .

Результаты регистрации ЭМИ в виде изображения изучаемого объекта в аналоговой или цифровой форме называютРезультаты регистрации ЭМИ в виде изображения изучаемого объекта в аналоговой или цифровой форме называют видеоинформацией. Процедуру преобразования результатов аналоговой или цифровой записи сигналов в видимое изображение называют визуализацией. АКС бывают: Пассивные : 1) Регистрация отраженного от объекта солнечного светового потока; 2) Измерение радиационного потока, излучаемого самим объектом Активные — поверхность исследуемого объекта облучается с борта летательного аппарата с помощью искусственного облучателя, а отраженное излучение регистрируется соответствующим бортовым приемным устройством. В качестве приемников излучения в съемочных системах служат фотографические пленки, фотоэлектрические и термоэлектрические элементы. Результаты представляются в виде снимков, построенных путем регистрации яркостей объектов в том или ином спектральном диапазоне , различающиеся формой представления , изобразительными, радиометрическими, геометрическими и иными свойствами.

Электромагнитные излучения и взаимодействия с разными средами Спектр электромагнитного излучения ди апа зонЭлектромагнитные излучения и взаимодействия с разными средами Спектр электромагнитного излучения ди апа зон Оптический (λ = 0, 1 1000 мкм) Радиодиапаз он λ > 1000 обл аст и Ультрафиоле товая λ = 0, 10 -0, 40 мкм Видимая λ = 0, 40 -0, 75 мкм Инфракрасная λ = 0, 75 -1000 мкм Мил лим етр овы й Са нт им ет ро вы й Де ци ме тр ов ы й М ет ро в ы й зон ы Б л и ж н я я ( 0 , 1 0 — 0 , 2 0 ) С р е д н я я (0 , 2 0 — 0, 3 0) Д а л ь н я я (0 , 3 0 — 0, 4 0) Ф и о л е т о в ы й 0 , 4 0 — 0 , 4 5 С и н и й 0 , 4 5 — 0 , 4 8 Г о л у б о й ( 0 , 4 8 — 0 , 5 0 ) З е л е н ы й 0 , 5 0 — 0 , 5 6 Ж е л т ы й 0 , 5 6 — 0 , 5 9 О р а н ж е в ы й 0 , 5 9 — 0 , 6 2 К р а с н ы й 0 , 6 2 — 0 , 7 5 Б л и ж н и й 0, 75 -1 , 3 С р е д н и й 1, 3 — 3, 0 Дал ьни й 3, 0 — 16,

Суммарная освещенность объекта зависит от высоты Солнца, которое определяется широтой места наблюдения, датой, иСуммарная освещенность объекта зависит от высоты Солнца, которое определяется широтой места наблюдения, датой, и местным временем наблюдения. Максимальное количество солнечной энергии, поступающей на поверхности Земли, приходится на спектральный интервал 0, 3 -4, 0 мкм с преобладанием в видимой зоне спектра 0, 4 -0, 7 мкм. При длине волны более 5 мкм отражения излучения не происходит. Объекты земной поверхности излучают в пространстве собственную радиацию. Оно относится также к естественному. Собственное излучение в видимой зоне спектра практически отсутствует. При выполнении аэрокосмических съёмок объектов Земли излучения в диапазоне 2 -5 мкм регистрируются суммарно. Интенсивность самоизлучения зависит от температуры объекта и длины волны.

Пропускная способность атмосферы – это критерии описывающие оптические свойства атмосферы (оптическая плотность, наличие механическихПропускная способность атмосферы – это критерии описывающие оптические свойства атмосферы (оптическая плотность, наличие механических частиц, водяной пар, длина волны излучения, толщина слоя атмосферы и т. д. ). Окна прозрачности – спектральные интервалы, в которых атмосфера прозрачна для прохождения лучей.

Взаимодействие ЭМИ с земными покровами Объекты земной поверхности представляются в виде полей яркости сВзаимодействие ЭМИ с земными покровами Объекты земной поверхности представляются в виде полей яркости с уникальным спектральным составом, суммарной интенсивностью и направленностью излучения. Изменения полей яркости происходят : 1. факторы определяющие свойства самого объекта; 2. внешние условия формирования энергетического поля. Полнота и достоверность информации об объекте зависят от правильности учета свойств энергетического поля. При пассивной съёмке учитывается отраженная и излучаемая объектами энергия.

Аэрокосмические съемочные системы Классификация съёмочных систем. Воздушные и космические; Пассивные и активные;Аэрокосмические съемочные системы Классификация съёмочных систем. Воздушные и космические; Пассивные и активные; Работающие в оптическом или радио диапазоне; Однозональные или многозональные; Фототопографические и нетопографические; Оперативные и неоперативные; Построенные по законам центральной проекции или строчно-кадровой развертки. И т. д.

Кадровые топографические съемочные системы Фотографический способ регистрации электромагнитного излучения – один из основных способовКадровые топографические съемочные системы Фотографический способ регистрации электромагнитного излучения – один из основных способов при производстве съемок земной поверхности. Съемка местности осуществляется с помощью фотоаппарата. Классификация фотографических съёмочных систем зависит от используемых АФА Кадровые топографические АФА Нетопографические АФА Цифровые аэрофотоаппараты (АФА) DMC Ultra. Cam ADS 40 3 -DAS Zeiss/Intergraph Imaging, Германия/США Vexel Imaging (Австрия/США) Leica Geosystems (Швейцария/США) «Геосистема» (Украина)

Устройство АФА 13 15 14 7 2 3 4101 6 9 5 8 1211Устройство АФА 13 15 14 7 2 3 4101 6 9 5 8 1211 S 2 S

Основные характеристики объектива • Фокусное расстояние • Дисторсия объектива • Разрешающая способность • СветораспределениеОсновные характеристики объектива • Фокусное расстояние • Дисторсия объектива • Разрешающая способность • Светораспределение • Угол поля изображения

Фотографические материалы Классифицируются по: Назначению (аэрофотопленка, фототехническая пленка и т. д. )Фотографические материалы Классифицируются по: Назначению (аэрофотопленка, фототехническая пленка и т. д. ) По цвету получаемого фотографического изображения По строению (фотопленка, фотопластины, фотобумага)

Все фотоматериалы имеют подложку и светочувствительный или эмульсионный слой. Цветные пленки отличаются отВсе фотоматериалы имеют подложку и светочувствительный или эмульсионный слой. Цветные пленки отличаются от черно-белых строением эмульсии. Спектрозональная фотография регистрирует изображение в двух или трех цветных слоях. При изображении объекты получаются в ложных цветах. Для правильного использования фотографических материалов необходимо знать их фотографические характеристики: • светочувствительность, • контрастность, • фотографическую широту, • вуаль, • цветоточувствительность, • разрешающую способность и др.

В фотосъемочных работах применяют следующие виды пленок: • Черно-белая панхроматическая; • Изопанхроматическая;В фотосъемочных работах применяют следующие виды пленок: • Черно-белая панхроматическая; • Изопанхроматическая; • Инфрахроматическая; • Ортохроматическая; • Изоортохроматическая; • Несенсибилизированная; • Цветная спектрозональная для условной цветопередачи • Цветная для натурального воспроизведения объектов местности.

Схема построения трехслойной цветной пленки Направление действия света Синечувствительный слой Образование желтого изображения ЖелтыйСхема построения трехслойной цветной пленки Направление действия света Синечувствительный слой Образование желтого изображения Желтый фильтровый слой Зеленочувствительный слой Образование пурпурного изображения Красночувствительный слой Образование голубого изображения Прозрачная основа пленки Лаковый зеленый противоореольный слой

В зависимости от возможных углов наклона оптической оси АФА от отвесного направления различают съёмки:В зависимости от возможных углов наклона оптической оси АФА от отвесного направления различают съёмки: Плановую Перспективную

Нетопографические фотоаппараты Используются для уменьшения смаза изображения. Применяются щелевые фотоаппараты. Изображение местности получаетсяНетопографические фотоаппараты Используются для уменьшения смаза изображения. Применяются щелевые фотоаппараты. Изображение местности получается путем непрерывного экспонирования пленки. Скорость движение оптического изображения относительно пленки равно нулю. В результате съемки получаются изображения не отдельного кадра, а сплошная лента фотографического изображения. Изображения строятся по двум законам: • В поперечном направлении по законам центральной проекции; • В продольном направлении – ортогональная проекция Изображение может быть плановым или панорамным.

Сканирующие системы • Изображение строится построчным сканированием местности с использованием оптико-механического устройства, представляющееСканирующие системы • Изображение строится построчным сканированием местности с использованием оптико-механического устройства, представляющее собой быстровращающийся оптический элемент: плоские зеркала, зеркальные призмы, пирамиды и т. д. А также используют оптико-электронную систему. • В сканирующих системах применяют различные типы приемников электромагнитного излучения: тепловые и фотонные

 • Типы ОМС: • Линейно-строчная развертка • Вертикально-коническая развертка • Горизонтально-коническая развертка. • Типы ОМС: • Линейно-строчная развертка • Вертикально-коническая развертка • Горизонтально-коническая развертка.

Тепловые сканирующие системы • Относятся к пассивным системам. • Работают в ИК иТепловые сканирующие системы • Относятся к пассивным системам. • Работают в ИК и тепловой зонах ЭМИ (от 0, 76 мкм до 30 см) • Точность регистрации температуры составляет 0, 1 -0, 01 градуса.

Тепловые (инфракрасные)системы Тепловые (инфракрасные)системы

ETM+/Landsat. слева – цветное изображение, синтезированное из 4 (0, 76 -0, 90), 3ETM+/Landsat. слева – цветное изображение, синтезированное из 4 (0, 76 -0, 90), 3 (0, 63 -0, 69) и 2 (0, 52 -0, 60) каналов справа – снимок в тепловом инфракрасном (10, 950 -11, 650) канале Морской край дельты Сев. Двины

Лазерная съёмка Лазерная съёмка

Радиолокационная съемка Используется два класса: 1. Метод активной радиолокации 2. Регистрация собственных излучения объектовРадиолокационная съемка Используется два класса: 1. Метод активной радиолокации 2. Регистрация собственных излучения объектов Работа по принципу радиолокации в непрерывном или импульсном режиме. Применяется два типа радиолокационных систем (РЛС): 3. РЛС бокового обзора; 4. РЛС с синтезируемой апертурой

Снимок RADARSAT-1, длина волны C, поляризация HH, 2 декабря 2006 года (г.Снимок RADARSAT-1, длина волны C, поляризация HH, 2 декабря 2006 года (г. Астрахань

Многовременной синтез радиолокационных изображений SAR/ERS (Болгария Многовременной синтез радиолокационных изображений SAR/ERS (Болгария

SIR-C/X-SAR/Shutlle. Пространственное разрешение 30 м. Цветное изображение синтезировано из снимков разной частотыSIR-C/X-SAR/Shutlle. Пространственное разрешение 30 м. Цветное изображение синтезировано из снимков разной частоты и поляризации Добыча нефти в море в 150 км западнее Бомбея. Темные пятна – нефтяные слики, белые точки – платформы. В правой части снимка видна серия внутренних волн, возникающих в подповерхностных слоях из-за температурных различий водных масс. В верхней части снимка на голубом фоне прослеживаются ветровые волны.

Телевизионные системы Телевизионные системы

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

present5.com

Реферат - Приборы дистанционного зондирования

Уральская Государственная Горно – геологическая Академия

Кафедра геодезии и фотограмметрии

“Приборы дистанционного зондирование”

Доклад по дисциплине: Цифровые модели горных объектов

Екатеринбург 2001 г.

Содержание

Стр.

1. Приборы дистанционного зондирования 3

2. Системы спектральных данных 3

3. Многоспектральные построчно – прямолинейные сканеры 5

4. Фотографические системы 6

5. Телевизионные системы 6

6. Аналого – цифровые преобразования 7

Список используемой литературы 9

Приборы дистанционного зондирования.

Используемые в дистанционном зондирование приборы подразделяются на две обширные группы, которые будем называть системами спектральных данных и формирующими изображения системами. Обычно системы спектральных данных не формируют изображения, а дают детальную спектральную информацию об объекте. Системы, формирующие изображение, дают информацию относительно пространственной структуры объекта и обычно некоторую спектральную информацию.

Системы спектральных данных получают данные путем спектрального сканирования (в отличии от пространственного сканирования в формирующих изображения системах). В дистанционном зондирование системы спектральных данных обычно используют при полевых исследованиях.

Системы, формирующие изображение, делят на два типа: кадровые системы и сканирующие. В кадровых системах элементы изображения, или пикселы, получаются одновременно в основной единице изображения – кадре. В сканирующих системах элементы изображения получаются последовательно, но после получения могут быть приведены в формат кадра. Оба типа таких систем дают спектральную информацию, обычно образуя многоспектральные элементы изображения, состоящие из набора измерений в выбранных диапазонах длин волн спектра.

Системы спектральных данных

Рассмотрим три различных типа полевых спектральных приборов. Все они спектрорадиометры, поскольку для них источником излучения является солнце, а не внутренние источники излучения. Три основных типа приборов такие: интерферометр, спектрорадиометр с диспергирующей призмой или дифракционной решеткой и спектрорадиометр с вращающимися сменными фильтрами. В основном эти приборы отличаются тем, как они диспергируют входное излучение на его спектральные компоненты. Различные способы диспергтрования определяют пути установления внутренних опорных излучателей в приборе.

В течение многих лет интерферометры использовались в спектроскопии высокой точности. Устройство полевого интерферометра отличается от лабораторного варианта в основном способом, которым приводится в движение подвижное зеркало. В лабораторных приборах для приведения в движение зеркала применяется винт с очень малым шагом, подвижное зеркало применяется в конструкции полевых приборов оно быстро приводится в движение с помощью системы электродинамических катушек, что дает несколько спектральных сканов в 1с. Прибор не дает изображение сцены в его поле зрения, а просто наблюдает интерференционную картину возникающую вследствие излучения энергии сценой.

Второй тип полевых приборов, часто используемых в дистанционном исследование ,- приборы, в которых в качестве основных диспергирующих элементов применяются призмы и дифракционные решетки. Обычно для преобразования оптического сигнала в переменный сигнал, более подходящий для обработки в электронной части прибора, в этих приборах используется система оптического прерывания.

Характеристикой прибора с дифракционной решеткой служит то, что несколько порядков спектра отражаются в заданном направление. Кратные частоты излучения относятся к одному и тому же порядку. Необходимо провести сортировку порядков, используя фильтры перед детектором для отображения дифракционной решетки. Кроме того диспергирующая призма дает единственный порядок в данном направление и нет необходимости в сортировке порядков. Однако пространственная дисперсия прибора с диспергирующей призмой с механической точки зрения гораздо сложнее.

Кроме того, со спектральной точки зрения приборы с дифракционной решеткой более точные, так как результирующий спектр растягивается на большую площадь. Прибор с дифракционной решеткой требует более аккуратного обращения и обычно не способен на такое быстрое спектральное сканирование, как прибор с диспергирующей призмой, поскольку механизм, используемый для крепления дифракционной решетки, должен быть довольно массивным и механически сложным для того, что бы обеспечить правильное положение дифракционной решетки в данном диапазоне спектра. Механизм призмы более груб и прост и поэтому, по существу, он способен на более быстрое спектральное сканирование. Однако спектральный охват прибора с диспергирующей призмой ограничивается материалом, из которого изготовлена призма. Поскольку призма – это в основном преломляющий лучи прибор, то для того, чтобы охватить оптический диапазон спектра, для изготовления диспергирующих призм должны использоваться материалы различных типов.

Еще один тип полевых приборов – это те в которых в качестве основных диспергирующих элементов используются интерференционные фильтры. Интерференционный фильтр – это многослойная диэлектрическая структура, позволяющая излучению проходить через нее. В результате многократных отражений и пропусканий возникает явление интерференции. Только одна спектральная полоса, соотвествующая определенной длине волны, интерферирует с усилением и поэтому проходит эту многослойную структуру без существенного ослабления.

Данный метод диспергирования требует такой сортировки порядков, которая применяется в системах с дифракционной решеткой. Любая длина волны, кратная первичной длине волны, прошедшей через интерференционный фильтр, также пройдет через него, так как интерференция с усилением будет так же иметь место для компонент кратных длинволн. Необходим фильтр, способный удалять все кратные порядки излучения, падающего на фильтр. Длина волны, которая должна пройти через интерференционный фильтр, зависит от толщины диэлектрических элементов. Поэтому, чтобы сделать регулируемый диспергирующий элемент, удобно использовать конический интерференционный фильтр. Вместо того, чтобы применять щели, определяющие кратные длины волн, можно поставить перед входной щелью детектора прибора такой фильтр и изменять его положение относительно щели, чтобы выделить из приходящего потока из приходящего потока излучения спектральную компоненту.

Особенно удобная форма интерференционного фильтра – это вращающиеся сменные фильтры, у которых толщина диэлектрических элементов изменяется в зависимости от углового положения на ободе. Сортирующий порядок фильтра расположен на поверхности кольца фильтра перед детектором, который используется для улавливания проходящего через фильтр излучения, ВСФ могут вращаться для получения быстрых спектральных сканов и по существу представляют собой грубый метод диспергирования в полевом приборе.

Многоспектральные построчно – прямолинейные сканеры

Сканеры дают изображения последовательно. Объект сканируется растровым способом, обычно оптико – механической системой. Излучение проходит через собирающую оптическую систему, создающую мгновенное поле зрение. Общее поле зрение создается сканирующим движением оптической системы. Затем с помощью диспергирующих призм, дифракционных решеток, дихроичных зеркал или фильтров излучения разлагается на спектральные составляющие. Набор детекторов улавливает диспергированое излучение. Детекторы в пространстве расположены так, чтобы соответсвующие детекторы могли улавливать тот диапазон длин волн к которому они чувствительны.

Сигналы, идущие с каждого детектора усиливаются и обрабатываются, и далее записываются или передается информация, касающаяся источников колибровки, они как и сцена, также сканируются оптико-механической системой.

Фотографические системы

Часто фотографические системы считаются родоначальниками систем дистанционного зондирования по существу возникла в науке как интерпретация фотографий. В фотографической системе пленка выступает в роли детектора, а объективы фокусирующие изображение на плоскости пленки – в роли оптической системы. Фотографическая система – кадровая система: все данные об изображение получаются одновременно. Пленка, используемая в фотографической системе как детектор, по сравнению с многоспектральной сканерной системой имеет дополнительное ограничение, а именно относительно ограниченный спектальный диапазон. Однако по сравнению с многоспектральными сканерными системами фотографические системы характеризуются очень высоким пространственным разрешением. Хорошо развитая фотограмметрия, подчеркивающая геометрические аспекты, иногда называемые метрическими, в анализе изображений. Эта высоко развитая технология, а также относительно низкая стоимость фотографических систем по сравнению с многоспектральными сканерными системами способствует широкому использованию ее в дистанционном зондировании.

Оптическая часть фотографической системы предназначена для формирования по кадрового изображения, и поэтому ее поле зрения относительно большое по сравнению с мгновенным полем зрения построчно – прямолинейного сканера. Поле зрения некоторых фотографических систем может достигнуть 800 и более.

Телевизионные системы

Электронные системы формирующие изображение, имеют сходство с фотографическими системами в том, что изображение они образуют на фотоэлектрической поверхности подобно тому, как в фотографических системах оно образуется на фотохимической поверхности. Обычно эти системы включают затвор, оптическую систему и, возможно, систему компенсации смаза изображения, подобные тем, что входят в стандартную фотокамеру. Поскольку телевизионная система – по кадровый прибор, собирающий данные, заполняющие кадр практически мгновенно, нет необходимости в столь точном контроле положения датчика, как это требуется для построчно – прямолинейного сканера. Хотя электронно – лучевые телевизионные системыобычно получают изображение в виде, аналогичному тому, что получает фотографическая система изображения, индуцируемые на фотоэлектрической поверхности, обрабатываются скорее электронным, нежели химическим путем, и поддаются быстрой электоронной передаче с платформы датчика на приемную станцию. Или же изображения могут быть записаны в удобном виде на магнитную ленту для последующей передачи, когда платформа датчика окажется вблизи приемной станции.

Аналогово – цифровые преобразования

Для преобразования аналогового сигнала в его цифровое представление используют систематическую процедур, которая еще называется оцифровкой.

Шаг квантования должен быть больше или равен приблизительно удвоенной компоненте самой высокой частоты, которая должна сохраняться самой системой. Сохраняемая самая высокочастотная компонента будет определять правильность воспроизведения сигнала после процесса оцифровки. Число уровней оцифровки обычно выбирается на основание характеристик работы цифровой системы. На практике было установлено, что обычно вполне удовлетворительным для данных дистанционного зондирования является квантование на 256 уровней (восемь двоичных битов). Выбор шага квантования зависит от высоты сканера и его мгновенного поля зрения, оба эти параметра влияют на частные характеристики электрического сигнала.

Часто в самолетных системах дешевле записать сигналы, идущие с детектором, на аналоговый магнитофон, чем предварительно пропускать их через бортовой аналого – цифровой преобразователь. Позднее аналоговая лента обрабатывается в наземной системе аналого – цифрового преобразования, дающей машинно – совместимую цифровую магнитнкю ленту. Часто за этим следует дополнительное преобразование данных на цифровой магнитной ленте в формат, пригодный для прграммной обработки данных. Хотя такой подход и может снизить себестоимость систем сбора данных, он требует дополнительного шага обработки в подсистеме ввода системы цифровой обработки данных на ЭВМ. Кроме того, если в процесс включается шаг аналоговой записи, то это неизбежно приводит к некоторой потере динамического диапазона сигнала и снижению отношения сигнал/шум. Другой подход состоит в оцифровке сигналов на выходе детекторов и записи полученных цифровых сигналов прямо на цифровую магнитную ленту. На этапе цифровой записи, исходя из природы этого процесса, никакой потери динамического диапазона сигнала и снижения отношения сигнал/шум не происходит. Сигналы записываются в двоичном виде, т.е. сигнал либо есть, либо его нет, и потери его качества обусловлены только процессами квантования и оцифровки.

Список используемой литературы

1. Гарбун. Гершен. :”Космические ошибки дистанционного зондирования”

2. Ф.Свейн. “Дистанционное зондирование: количественный подход”

referat.store

Лекция 1

Хохановская Валентина Ивановна, доцент кафедры Аэрокосмического мониторинга, картографии и ГИС.

Курс фотограмметрии и дистанционного зондирования территорий рассчитан на 150 часов, из них более половины (80 часов) на самостоятельную работу.

Изучение дисциплины осуществляется в пределах 2х семестров (5 и 6).

Первый (5) семестр – раз в неделю лабораторные работы и раз в две недели лекции.

Второй (6) семестр – раз в две недели лабораторные работы и лекции.

В первом семестре зачет.

Во втором – экзамен.

После экзаменационной сессии, т.е. летом, в июне, учебная практика две недели.

Для лабораторных работ получите методические указания (выдает преподаватель) из расчета одна методичка на 2 студента. По методическим указаниям работаете весь год.

В нашей библиотеке можно получить учебники:

- Фотограмметрия автора А.И. Обиралов, А.Н. Лиманов, Л.А. Гаврилова 2004г.

- Фотограмметрия и дистанционное зондирование, автора А.И. Обиралов, А.Н. Лиманов, Л.А. Гаврилова 2006г.

- Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий, автор В.И. Хохановская, 2004г.

- Дешифрирование аэрокосмических снимков, автор И.А. Лабутина. 2004г.

- На сайте КрасГау по адресу http://web.kgau.ru/materials/zuf_03/fgm

В методическом кабинете – журнал Геодезия и Картография.

Лекция №1

Вопросы.

1. Фотограмметрия, ее задачи и связи со смежными дисциплинами

2. Исторический обзор развития фотограмметрии.

1. Фотограмметрия — научная дисциплина, изучающая формы, размеры и положение объектов по снимкам, с целью создания планов и карт.

Наиболее широкое применение фотограмметрия получила в геодезии и топографии для картографирования поверхности Земли, а также в космических исследованиях для составления карт Луны, Венеры, Марса и других небесных тел. ,

Снимки, полученные с искусственных спутников Земли, используются для составления прогнозов погоды, научного прогнозирования полезных ископаемых, изучения океанов и морей, определения характеристик снегового покрова, анализа сельскохозяйственного производства и охраны природной среды.

В военно-инженерном деле по снимкам определяют координаты ориентиров и целей, траекторию, скорость и другие параметры снаряда, ракеты и прочих летящих объектов, составляют цифровые модели местности.

В архитектуре фотограмметрия применяется для изучения и реставрации памятников старины. В строительстве методами фотограмметрии выполняют контрольные измерения в процессе возведения зданий и изучают деформации различных сооружений и строительных материалов.

С помощью снимков можно определять интенсивность движения городского транспорта, обстоятельства катастроф на дорогах и других несчастных случаев. По снимкам исследуют деятельность вулканов и решают многие другие измерительные задачи.

Снимки, полученные с помощью микроскопа, позволяют определить размеры, форму и многие другие характеристики объектов микромира.

Широкому применению фотограмметрии в народном хозяйстве способствуют следующие ее достоинства:

1) высокая точность измерений, так как съемка объектов выполняется прецизионными фотокамерами, а снимки обрабатываются строгими методами с помощью точных приборов и электронных цифровых вычислительных машин;

2) большая производительность труда благодаря тому, что измеряются не сами объекты, а их изображения;

3) полная объективность и достоверность результатов измерений, так как изображения объектов получаются фотографическим способом;

4) возможность получения в короткий срок информации о состоянии всего объекта и отдельных его частей, например, снимки поверхности земного шара можно получить с искусственного спутника Земли за несколько суток;

5) возможность изучения не только неподвижных, но и движущихся объектов, а также скоротечных или медленно проходящих процессов, например вулканического извержения, деформации колеса автомобиля в момент движения, эрозии почвы, осадки и деформации зданий и других сооружений и т. д.;

6) объекты изучаются бесконтактным (дистанционным) методом, что имеет особое значение в условиях, когда объект недоступен или когда пребывание в зоне объекта не безопасно для жизни человека.

В общем случае для определения формы, размеров и положения объекта необходимо сфотографировать его с двух или нескольких точек. Пусть участок земной поверхности (рис. 1) сфотографирован с двух точек S1 и S2, получена пара снимков P1 и Р2; a1 и a2— изображения точки А объекта; Ь1 и Ь2— изображения точки В.

Допустим, что объект после фотографирования удален или исчез. По снимкам можно получить модель объекта. Для этого достаточно придать снимкам то положение, которое они занимали относительно друг друга во время съемки, и восстановить по ним связки лучей, существовавшие в момент фотографирования. Тогда каждая пара соответственных лучей, например S1a1 и S2a2 или S1b1 и S2b2, будет пересекаться, в результате чего образуется модель, подобная объекту. Изменяя расстояние S1S2 между вершинами связок, можно получить модель в заданном масштабе. Модель используют для измерения объекта. В частности, после ориентирования модели относительно планшета составляют карту путем проектирования отдельных точек, контуров и горизонталей модели на планшет. Точка а на планшете получена в результате ортогонального проектирования точки А модели и указывает положение соответствующей точки объекта на карте.

Метод измерения объектов, основанный на использовании свойств пары снимков, называется стереофотограмметрическим.

В частном случае, когда объект плоский, задачи фотограмметрии решаются по одиночным снимкам (рис. 2). Модель объекта получена по снимку Р в результате пересечения восстановленной связки лучей с плоскостью О. В этом случае масштаб модели зависит от удаления плоскости О от вершины связки S.

Метод измерения объектов, основанный на свойствах одиночного снимка, называется фотограмметрическим.

Фотограмметрия имеет тесные связи с другими дисциплинами— точным приборостроением, авиацией, космонавтикой, физикой, химией, электронной техникой, математикой, геодезией и картографией.

Точное приборостроение снабжает фотограмметрию высокока­чественными фотоаппаратами и приборами для измерения снимков.

Рис 1

Карта

Риc 2

Рис. 1. Стереопара снимков, модель участка местности и - его изображение на карте

Рис. 2. Одиночный снимок и план объекта

Достижения физики и оптики способствуют совершенствова­нию фотограмметрических приборов и методов. Например, создание сверхширокоугольных объективов позволило заменить фотограмметрический метод съемки равнинной и холмистой местности стереофотограмметрическим, т. е. получать по снимкам не только контуры, но и высоты.

Для самолетовождения и управления космическими кораблями, для определения в полете элементов внешнего ориентирования снимков и автоматизации процессов фотограмметрической обработки снимков используется электронная техника.

Математика применяется в теории фотограмметрии и для решения многих практических задач. Например, для определения координат точек местности по снимкам используются строгие математические методы и современная вычислительная техника.

Геодезия обеспечивает фотограмметрию опорными точками, необходимыми для сгущения по снимкам опорной сети с целью составления топографических карт.

Методы картографии используются при составлении и обновлении топографических карт.

2. Краткий исторический обзор развития фотограмметрии. Технической основой формирования фотограмметрии явилось изобретение в 1839 г. французом Даггеромом фотографии. В 1851— 1859 гг. француз Ласседа разрабатывает графический вариант фотограмметрического составления планов сооружений по их наземным фотографиям.

Создание средств воздухоплавания предоставило возможность перейти от наземной инженерной фотосъемки к аэрофотосъемке. В 1858 г. французом Надаром получены первые фотоснимки с воздушного шара. Это был важный шаг в развитии фотограмметрии — аэрофотоснимок по своей геометрии приблизился к плану местности.

Первые аэрофотоснимки с воздушного шара в России были получены 18 мая 1886г. A.M. Кованько. Петербург снимался аэрофотоаппаратом В. Н. Срезневского с высот 800, 1200 и 1350 м. В 1910 г. летчик Гельгар получил первые в России фотоснимки с самолета.

Первое время аэрофотосъемку применяли в основном в целях военной разведки.

В 1922 г. предпринята попытка решения гражданских задач с помощью аэрофотосъемки — исследовали возможность выполнения лесотаксационных работ по снимкам. Опыт был удачным.

В 1924 г. Н. М. Алексапольский, П. П. Соколов, и др. под руководством М. Д. Бонч-Бруевича создали и организовали работу государственного технического бюро «Аэросъемка». Через год бюро выполнило аэрофотосъемку в Можайском районе Московской области. В результате было доказано, что создание контурных планов и карт в масштабах 1:2000... 1:50 000 имеет преимущество перед наземной съемкой в производительности, детальности и универсальности получаемых материалов.

С 1926 г. начали производственные аэросъемки в различных регионах страны под руководством Н. Н. Веселовского, В. Ф. Дейнеко, Н. Н. Степанова и др.

B 1931 г. организовано технико-производственное предприятие «Сельхозаэросъемка» для картографирования сельскохозяйственных территорий РСФСР. Позже аналогичные предприятия были созданы и в других республиках. В 1932 г. все они объединились в единый центр — Всесоюзную контору «Сельхозаэросъемка». В 1971 г. контора была преобразована во Всесоюзный институт сельскохозяйственных аэрогеодезических изысканий (ВИСХАГИ). В 1994 г. эту организацию преобразовали в предприятие «Росземкадастрсъемка».

В середине 30-х годов прошлого века, на смену комбинированному приходит дифференцированный способ картографирования по материалам аэрофотосъемки. Контурной основой остается тот же фотоплан, но горизонтали проводят камерально с помощью стереометров (СТД-1 и СТД-2), созданных Ф. В. Дробышевым. Эти приборы были компактными, дешевыми и высокопроизводительными. Трансформирование результатов измерения превышений точек местности в этих приборах выполнялось с помощью коррекционных устройств.

В 40-е — 50-е годы прошлого века создаются и широко используются в нашей стране так называемые универсальные стереофотограмметрические приборы — стереографы Ф. В. Дробышева (СД) и стереопроекторы Г. В. Романовского (СПР). Принцип работы их заключается в построении и измерении геометрической модели местности.

Возникновение и развитие электронно-вычислительной техники существенно повлияло на технологию фотограмметрической обработки снимков. Разрабатывают и широко применяют способы пространственной

аналитической фототриангуляции (А. Н. Лобанов, Ф. Ф. Лысенко, И. Ф. Антипов и др.). Наступает период создания и использования аналитических стереофотограмметрических приборов. Трансформационные функции в них выполняли компьютеры. В нашей стране создан прибор этого класса — стереоанаграф (Г. А. Зотов и др.). Этот период (60-е — 80-е годы XX в.) явился переходным к этапу цифровой фотограмметрии.

Цифровые технологии обработки снимков в настоящее время являются основными при выполнении картографических и инженерных работ. Они имеют существенные преимущества перед ранее использовавшимися: не требуют использования сложного дорогого специализированного оборудования; позволяют решать по снимкам автоматизировано кроме картографических разнообразные инженерные задачи, в том числе и при землеустройстве.

Освоение космического пространства послужило мощным катализатором в развитии съемочной техники и технологий обработки получаемых данных в интересах неконтактного изучения Земли и иных планет, их спутников, объектов, процессов и явлений. Это направление названо дистанционным зондированием.

Фотограмметрию под разными названиями изучают в высших и средних учебных заведениях, готовящих специалистов по различным направлениям (Аэрофотогеодезия, прикладная фотограмметрия).

studfiles.net


Смотрите также