Визуальное дешифрирование аэроснимков с. Грачевка Грачевского района Оренбургской области

После оценки качества материалов аэрофотосъемки изготавли¬вают репродукции накидного монтажа. Репродукция накидного монтажа — это его уменьшенная в два-четыре раза копия. Репро¬дукцию изготавливают чаще традиционным фотографическим способом. Для этого с помощью специальных репродукционных фотокамер получают негативы репродукций, а затем осуществля¬ют фотопечать их позитивного изображения. Перед фотографиро¬ванием на накидном монтаже прикрепляют надписи с указанием года выполнения и масштаба аэрофотосъемки, номенклатуры тра¬пеции, шифра объекта и масштаба будущей репродукции. В ком¬пьютерных технологиях обработки снимков составляют накидной монтаж программными средствами аналогично рассмотренной технологии. Оператор на мониторе анализирует качество выпол¬ненной аэрофотосъемки.
С помощью пр ...

Наземной фотосъемке к аэрофотосъемке. В 1858г. французом Надаром получены первые фотоснимки с воздушного шара. Первые аэрофотоснимки с воздушного шара в России были получены 18 мая 1886 г. В 1910 году летчик Гельгар получил первые в России фотоснимки с самолёта.
Первое время аэрофотосъемку применяли в основном в целях военной разведки.
В 1924 г. под руководством М.Д. Бонч-Бруевича создали и организовали работу государственного технического бюро «Аэросъёмка».
Возникновение и развитие электронно-вычислительной техники существенно повлияло на технологию фотограмметрической обработки снимков. Цифровые технологии обработки снимков в настоящее время являются основными при выполнении картографических и инженерных работ. Они имеют преимущества перед ранее использовавшимися: не требуют использования сложного дорогого специализированного оборудования; позволяют решать по снимкам автоматизированно кроме картографических разнообразные инженерные задачи, в том числе и в землеустройстве.
Выполнению метрических действий обычно предшествуют процесс отбора подлежащих измерению или нанесению на изготавливаемые планы и карты объектов. Опознавание этих объектов на анализируемых изображениях, определения их качественных и численных характеристик, положения границ и выражают полученные данные условными знаками. Этот процесс называют дешифрированием. Этот процесс является неотъемлемой частью общей технологии использования аэро – и космических снимков для картографирования территории и выполнении специальных изысканий.

Фотограмметрия — наука, изучающая способы определения формы, размеров и пространственного положения различных объектов путем измерения их фотографических изображений.
Иными словами, фотограмметрия представляет собой дистанционный, бесконтактный способ измерений. Термин ≪фотограмметрия≫ происходит от греческих слов photos — свет, gramma — запись и metreo — измеряю, в буквальном переводе означающий измерение светозаписи.
Предметом изучения в фотограмметрии являются геометрические и физические свойства фотоснимков, способы их использования для определения количественных и качественных характеристик сфотографированных объектов, а также применяемые при этом фотографические и измерительные приборы.

Они должны располагаться не далее чем 0,05 от главной точки снимков. Опознают и накалывают выбранные рабочие центры на смежных снимках. Направления на снимке, исходящие из собственного рабочего центра на рабочие центры, перенесенные со смежных снимков, называют начальными.Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист ФотосхемаРазраб.Яковлева И.Провер.Нечаева С.И.Реценз.Явкина В.Б. Н. Контр..Утверд.Дипломный проектЛит.ЛистовБГМТ- филиал ФГБОУ ВПО « ОГАУ» 3. ФотосхемаФотосхемой называют фотографическое изображение местности, составленной из рабочих площадей снимков. Материалом для монтажа фотосхем служат контактные и, реже, увеличенные снимки. Отметим что при съемки с помощью сканирующих фотосистем, например ADS - 40, получают непрерывное для всего маршрута изображение. Оно, в первичном состоянии, адекватно маршрутной фотосхеме, и его можно использовать для решения задач, перечисленных в начале данной части.Удобнее составлять одномаршрутные фотосхемы. Если возникает необходимость в обеспечении фотосхемами территорий, выходящих по площади за пределы одномаршрутной фотосхемы. Наклеивают их на основу одну под другой. Это позволяет избежать в некоторых случаях значительных расхождений ситуационных элементов в полосе поперечного перекрытия фотосхем. Маршрутные границ площадей фотосхем, проведенные по их идентичным точкам, могут существенно отличаться по начертанию. Возможность изготовления единой многомаршрутной фотосхемы при благоприятных условиях (местность равнинная, снимки гиростабилизированные) не исключается.Важное достоинство фотосхем – для их изготовления не требуется геодезической подготовки и на монтажные работы требуется мало времени.Расширим определение назначения фотосхем в специальном картографировании и дистанционном зондировании. Фотосхемы можно использовать как приближенный картографический материал на стадии предварительного изучения территорий и эскизного межевания. Проектировщик получает при этом существенные преимущества в сравнении с решением тех же задач по имеющимся графическим планам и картам – фотоизображение содержит большой объем самой свежей информации о состояние угодий, объектов инфраструктуры, водоемов и др. Фотосхемы – более удобный материал, чем отдельные снимки, для тех видов дешифрирования, в которых требуется выявление взаимосвязей элементов ландшафта, закономерностей строения рельефа, на больших территориях, например при почвенном дешифрировании или мелиоративных изысканиях. Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект И наконец, фотосхемы- незаменимый материал при выполнении дешифровочных работ с борта самолета или вертолета (аэровизуальное дешифрирование).Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект 4.1 Понятие о дешифрированииПредметы и контуры местности наносятся на карту, создаваемую по материалам аэрофотосъемки, или идентифицируются и оформляются на фотоплане в результате дешифрирования их отображений на аэрофотоснимках.Дешифрирование – процесс опознавания предметов и контуров местности, установления их качественных и количественных характеристик, обозначения (оформления) их с соответствующим отбором и обобщением принятыми для данного масштаба карты (фотоплана) условными знаками на изображениях (фотоснимках, фотосхемах, фотопланах). Не отобразившиеся на снимках или появившиеся после аэрофотосъемки объекты и контуры местности наносятся на материалы дешифрирования с установленной точностью любыми возможными способами. Изображения объектов и контуров, не обнаруженных на местности в период дешифрирования, на материалах дешифрирования перечеркиваются красными линиями или на этих местах проставляются в условных знаках характеристики тех объектов и контуров, которые фактически имеются на местности.Сельскохозяйственное дешифрирование как один из основных процессов составления по материалам аэрофотосъемки современных планов и карт для обеспечения землеустроительных и кадастровых работ приобретает в условиях рыночной экономики, новых земельных отношений и сложившейся инфраструктуры в регионах, областях, районах, на территориях землепользований особое значение, максимально приближаясь к дешифрированию топографическому, поскольку дешифрированию будут подлежать наряду с традиционными объектами и контурами сельскохозяйственного дешифрирования земли, занятые объектами и подъездными путями к ним, и сами объекты действующих и недействующих месторождений полезных ископаемых, предприятий, учреждений, организаций различного назначения; подземные и надземные линии транспортировки нефти, газа, угля, руды, нерудных материалов, полосы отвода для них и относящиеся к ним сооружения; не принадлежащие землевладельцу и проходящие через его земли надземные и подземные линии электропередачи и связи и другие коммуникации любой принадлежности, к ним относящиеся сооружения и полосы отвода; пункты государственной геодезической сети (по требованию Заказчика) как объекты, отчуждающие для своего местоположения и наружного оформления участки земли определенной площади. Кроме этого следует заметить, что обязательному дешифрированию подлежат земли, юридически находящиеся в ведении сельских администраций местного самоуправления.Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект Дешифрирование предусматривается выполнять комбинированным методом, предполагающим камеральное определение на материалах аэрофотосъемки контуров и объектов местности, достоверность которых по всем показателям не вызывает сомнений, и полевое опознавание контуров и объектов местности, достоверность определения (расшифровки) которых по материалам аэрофотосъемки невозможна. При этом допускается отдельные контуры и объекты дешифрировать в ходе полевого контроля и приемки работ.Составной и важной частью комбинированного дешифрирования является этап подготовки к дешифрированию. От качества подготовки к дешифрированию зависит качество самого дешифрирования.При создании электронных (цифровых) фотопланов и карт вместо исходных материалов аэрофотосъемки используются тождественные им сканированные изображения, фотограмметрическая и картосоставительская обработка которых ведется на современных компьютерах с соответствующим программным обеспечением и, как правило, приспособлениями для стереоскопического рассматривания изображений перекрывающихся снимков, стереофотосхем, стереофотопланов на экране дисплея высокого разрешения. Следовательно, существует реальная Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект возможность выполнять дешифрирование непосредственно на экране дисплея (электронное дешифрирование), что и предусматривается настоящими техническими указаниями.К дешифрированию должны привлекаться специалисты, хорошо понимающие современные требования к сельскохозяйственным съемкам, обладающие знаниями в землеустройстве, геодезии, аэрофототопографии и картографии, основ почвоведения и геоботаники, хорошо освоившие функции оператора компьютерного оборудования в используемой среде программного обеспечения, последовательность и методику дешифрирования исходных и сканированных (электронных или цифровых) материалов аэрофотосъемки и оформления его результатов.Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект 4.2 Дешифровочные признакиОсновная задача дешифрирования – опознавание объектов на изображении и определение их характеристик. Суть решения этой задачи существенно отличается от натурных обследований тех же объектов. Основное отличие заключается в ракурсе наблюдения – при натурном обследовании исполнитель рассматривает объекты « сбоку» , с высоты своего роста, аэро – или космические съемки местности выполняют « сверху», и в большинстве случаев , при отвесном направлении оптической оси кадровой съемочной системы. Поэтому, дешифровщик, анализируя снимки, должен трансформировать сложившиеся представления о геометрии изучаемых объектов. Это даже при сравнительно небольшом опыте работы со снимками, не вызывает существенных трудностей при их дешифрировании. Для опознавания объектов на снимках используют геометрические и оптические характеристики этих объектов – прямые дешифровочные признаки : форма и размер объектов в плане и по высоте: общий тон черно – белого или цвет цветного изображения , а так же текстура изображения. Форма в большинстве случаев является достаточным признаком для разделения объектов природного и антропогенного происхождения. Объекты, созданные человеком, как правило, отличаются правильностью конфигурации. Так, любые здания и сооружения имеют обычно правильные геометрические формы. То же можно сказать о каналах , шоссейных и железных дорогах, парках и скверах, пахотных и культурных кормовых угодьях и других объектах . Проявление определенной « герметичности» искусственных объектов наблюдается даже при преднамеренном стремлении специалистов придать проектируемым объектам свободные естественные формы. Определению пространственной формы рельефного объекта способствует его собственная тень, покрывающая не освещенную прямыми солнечными лучами часть поверхности самого объекта, и тень , падающая на земную поверхность от возвышающихся объектов.На плановых снимках, полученных камерой с узкоугольным объективом, видна форма возвышающихся объектов в плане. С увеличением угла поля зрения объектива и по мере приближения изображения этих объектов к краю кадра начинает отображаться их форма по высоте. Очевидно, что общие очертания изображения возвышающихся объектов будут изменяться. Форма не возвышающихся над земной поверхностью объектов, например полей пашни, изменяется в зависимости от рельефа местности ( величины и направления наклона поля относительно центра проекции) и их отдаленности от точки надира. На плановом снимке перспективные искажения формы объектов визуально не воспринимаются. Размеры дешифрируемых объектов в большинстве случаев , как уже отмечалось ранее , оценивают относительно. Об относительной высоте объектов судят непосредственно по их изображению на краях снимков, полученных с помощью широкоугольных съемочных систем. О размерах, а так же и о форме по высоте можно судить по падающим от объектов теням. Разумеется площадка, на которую падает тень , должна быть горизонтальной. Тон изображения является функцией яркости объекта в пределах спектральной чувствительности приемки изучений съемочной системы. В фотограмметрии аналог тона – оптическая плотность , выражающаяся через десятичный логарифм непрозрачности изображения. Тон оценивают визуально путем отнесения его интенсивности к определенной ступени нестандартизированной ахроматической шкалы, например тон светлый ,Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект серый и т.д. Число ступеней определяется порогом световой чувствительности зрительного аппарата человека. Значимость тона изображения в дешифровочном процессе довольно противоречива. С одной стороны, именно непостоянство тона формирует изображение – изменение тона связано с изменением формы некоторого объекта, его свойств, состояния или с появлением иного объекта. При правильно выбранной спектральной чувствительности , приемка излучения съемочной системы ( при фотосъемки типа аэропленки и светофильтра) и условиях съемки на снимках хорошо разделяются по тону участка обнаженных почв с различным содержанием гумуса, локальные изменения их увлажненности , эродированности, засоленности и др. С другой стороны, этот признак не обладает достаточной специфичностью и инвариантностью. Одинаковый тон могут иметь на снимке совершенно разные объекты, например поверхность водоемов и чистых сенокосов. Наряду с этим важнейший объект дешифрирования при создании кадастровых планов и карт – пашня на снимке может изображаться любым тоном в зависимости от ее состояния и времени съемки, а так же от вида культур, фазы их развития на занятых полях. Отметим так же, что тон изображения объектов одного класса может существенно изменяться в пределах кадра и на перекрывающихся снимках в следствии неортотропности их поверхности, различной спектральной яркости компонентов полихроматических геосистем и других факторов.Рассмотрим детальнее влияние неортотропности поверхности объектов на изменение оптической плоскости их изображения. Допустим, что пространственная отражательная способность некоторой однородной поверхности Е характеризуется индикатрисой l ( рис.5 а) . Очевидна что оптическая плотность изображения поверхности в точках снимков a, bи с будет различной , так как векторы интегральной яркости в точках местностиИзм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект А, В и С не равны между собой. Аналогично один и тот же участок местности на паре перекрывающихся снимков изобразится различной плотностью ( рис. 5 б) .Тоновый контраст смежных объектов так же может изменяться, и в ряде случаев знак контраста может поменяться на обратный. Рис. 5 Влияние неортотропности поверхности на различие оптической плотности ее изображения в различных частях снимков (а), пары снимков (б). Значимость тона изображения в процессе распознавания объектов снижается так же вследствие ограниченности световой чувствительности зрительного аппарата человека ( не более 10 … 20 различных уровней тона), что явно недостаточно при огромном многообразии элементов ландшафта и значительном варьировании их свойств. Цвет изображения – более информативный признак, чем тон черно – белого изображения. Хроматическая чувствительность зрительного аппарата человека , как уже отмечалось , примерно на два порядка выше чем ахроматическая.При решении дешифровочных задач , в которых тон и цвет имеют большое значение , особое внимание должно быть обращено на некоторые параметры используемой для съемки съемочной системы. Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект Текстура изображения – характер распределения оптической плотности по полю изображения объекта на снимке. Через структуру передаются структурные особенности объекта ( форма, размер и взаимное положение слагающих объектов или образующих его поверхность элементов и их яркость). Текстура является признаком , производном от совокупности рассмотренных раннее признаков. Ее иногда относят к группе комплексных признаков.Во многих случаях прямые признаки не могут обеспечить достаточную достоверность результатов дешифрирования. Уровень достоверности может быть повышен за счет привлечения к анализу дополнительной информации – путем использования известных взаимосвязей и взаимообусловленностей элементов ландшафта. Эти признаки принято называть косвенными(природные, антропогенные, природно – антропогенные). Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект Дешифровочные признаки обычно используют совокупно , без разделения их на какие – либо группы . Изображение на дешифрируемом участке воспринимается человеком как единое целое – модель местности. На основе результатов анализа модели создается предварительная гипотеза о сути объекта . Правильность подтверждается или отвергается с помощью дополнительных признаков. Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект 4.3 Генерализация информации при дешифрированииМетодика генерализации информации при дешифрировании базируется в основном на методике картографической генерализации, так как основной объем дешифровочных работ выполняют в целях создания топографических и специальных планов и карт.Картографическая генерализация представляет собой процесс выявления, отбора и обобщения типичных свойств, картографируемых объектов и обобщения их границ в соответствии с назначением и масштабом составляемой карты. Типичные свойства подлежащие нанесению на карты объектов выделяют в результате их предварительного изучения. От индивидуальных, качественных и количественных характеристик к обобщенным характеристикам переходят с целью повышения наглядности карты, упрощения передачи информации картографическим путем. При этом должна быть сокращена достоверность и обеспечена достаточность информации для решения практических задач. Тем же принципом руководствуются и при обобщении границ площадных объектов, а так же формы линейных объектов. Одновременно малые изгибы границ и формы объектов можно утрировать в целях упрощения ориентирования на карте на монотонной по ситуации местности. Нормы отбора при генерализации - минимальные размеры и число отдельных подлежащих дешифрированию объектов; минимальное проявление частых особенностей объекта, учитываемых при определение его обобщенной характеристики; минимальная доля компонентов в формировании комплексных характеристик и др. зависят от предельной нагрузки составляемой карты и практической значимости дешифрируемых объектов и явлений. Нормы устанавливаются, действующими инструкциями, наставлениями и другими нормативными документами, а частые отклонения от них – редакционными указаниями. При составлении нестандартных карт устанавливают согласованные с заказчиком индивидуальные нормы. Аналогично составляют нормы при выполнении исследовательских, поисковых и других работ.Нормы контурной генерализации и точности нанесения границ дифференцируются в зависимости от значимости объектов и дешифрируемости границ. Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект Процедура генерализации в дешифровочном процессе несколько отличаются от аналогичной процедуры при наземных топографических съемках, так как на снимках при правильном выборе элементов съемочной системы и параметров съемки происходит естественная генерализация границ и яркостных характеристик поверхности объектов. Дешифровщик контролирует соответствие такой генерализации принятых нормам и вносит необходимые коррективы. 4.4 Технические средства, используемые при визуальном дешифрировании.Необходимость использования технических средств при визуальном дешифрировании возникает в целях : оптического увеличения изображения, стереоскопического наблюдения дешифрируемых материалов, определения количественных характеристик некоторых объектов.Для оптического увеличения анализируемых изображений используют набор луп. Кратность их увеличения подбирают эмпирически. Повышение кратности обычно влечет за собой уменьшение поля зрения лупы. Поэтому их используют в основном для обнаружения и опознавания малых по размерам объектов или индикаторов, с помощью которых определяют функциональное назначение зданий, сооружений (наличие печных труб при выделении жилых построек в сельском поселении, бочек на складе топливно – смазочных материалов и др.) Стереоскопически наблюдать пару снимков можно, при некоторой тренировке, без специальных приборов. Стереоскоп облегчает и наблюдение и кроме того позволяет более полно извлечь содержащуюся в снимках за счет увеличения изображения – большинство стереоскопов оснащено увеличительными линзами или более сложными оптическими устройствами. Дешифрируемость снимков при их стереоскопическом рассматривании возрастает так же в следствие более полного использовании дешифровочных признаках объектов – пространственное изображение объектов легче отождествляется с привычным пространственным образом самых объектов. Информация о рельефе местности по стереоскопической модели получается с не меньшей полнотой, чем непосредственно на местности, так как расширенные зоны одновременного обзора позволяет с большей достоверностью установить общие закономерности его строения. Этому способствует так же более удобный, чем непосредственно на местности, Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект ракурс наблюдения и возможность утрирования вертикального масштаба стереоскопической модели. Стереоскопическое наблюдение снимков упрощает и ускоряет процесс нанесения границ возвышающихся объектов, бровок балок и линий резких изменений крутизны склонов. Поэтому использование стереоскопов рекомендуется даже при полевом дешифрировании. Изм.Лист№ документаПодписьДатаЛистДипломный проект Простейшее приспособление для стереоскопического наблюдения снимков – стереоочки, снабженные оптическими клиньями для дивергенции оптических осей глаз и соответственно увеличения расстояние между рассматриваемыми снимками. Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист Общие принципы дешифрированияРазраб.Яковлева И.Провер.Нечаева С.И.Реценз.