Фотограмметрия

1лекция

Введение

Фотограмметрия и ее связи с другими дисциплинами.

Фотограмметрия — техническая наука о методах определения формы, размеров и положения объектов по их фотографическим изображениям. Основная задача фотограмметрии — топографическое и специальные виды картографирования. Фотограмметрические методы позволяют также экономично и достаточно точно решать прикладные инженерные задачи, например, в землеустройстве непосредственно по снимкам измерять площади участков местности, определять   их уклоны, проектировать мелиоративные мероприятия и др.

Аналогичные работы выполняют и по снимкам, полученным нефотографическими съемочными системами.

Выполнению метрических действий обычно предшествует процесс отбора объектов, подлежащих измерению или нанесению на изготавливаемые планы и карты.

Опознавание объектов на анализируемых изображениях, определение их качественных и численных характеристик, нанесение их положения или границ простирания и выражение полученных данных условными знаками называют - дешифрированием. Этот процесс является неотъемлемой частью общей технологии использования аэро- и космических снимков для картографирования территорий и выполнения специальных изысканий.

1.1. ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Аэросъемка и космическая съемка (АКС) — это получение изображений земной поверхности с летательных аппаратов. На воздушные или космические  летательные аппараты устанавливают специальную съемочную аппаратуру, с                  помощью которой регистрируют отраженное объектами или их собственное излучение.

 

В результате регистрации излучения получают изображение (снимки — видеоинформация).

Изображение может быть представлено в виде фотографических снимков или цифровой записи на магнитном носителе.

При съемке в отраженных лучах радиационный поток проходит путь от источника излучения до объекта через атмосферу, где происходят его геометрические и, что наиболее важно, энергетические изменения. В результате взаимодействия с объектом часть радиационного потока отражается в пространство. Отраженный от объектов радиационный поток имеет иной спектральный состав, поляризацию и энергию. Характер изменений зависит от химических и физических свойств снимаемых объектов. Поэтому отраженный поток электромагнитного излучения несет сведения о свойствах этих объектов.

На пути от объекта до съемочного устройства отраженное или собственное излучение подвергается искажающим воздействиям атмосферы. Излучение радиодиапазона искажается радиомагнитными помехами.

В съемочных системах в качестве приемников излучения служат фотографические пленки, фотоэлектрические и термоэлектрические элементы. Если съемку выполняют с помощью радиосъемочной аппаратуры, то для приема излучения используют антенны.

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ АЭРО-И КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОЧНЫХ СИСТЕМ

Классифицируют съемочные системы по различным критериям. Рассмотрим один из возможных вариантов классификации. Съемочные системы подразделяют:

• на воздушные и космические в зависимости от вида летательного аппарата;
• пассивные и активные съемочные системы. В пассивных системах регистрируется отраженное солнечное или собственное излучение объектов. В активных системах применяют искусственные генераторы для облучения поверхности снимаемых объектов с последующей фиксацией отраженного сигнала;
• системы, работающие в оптическом или радиодиапазоне;

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ АЭРО-И КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОЧНЫХ СИСТЕМ

Классифицируют съемочные системы по различным критериям. Рассмотрим один из возможных вариантов классификации. Съемочные системы подразделяют:

• на воздушные и космические в зависимости от вида летательного аппарата;
• пассивные и активные съемочные системы. В пассивных системах регистрируется отраженное солнечное или собственное излучение объектов. В активных системах применяют искусственные генераторы для облучения поверхности снимаемых объектов с последующей фиксацией отраженного сигнала;
• системы, работающие в оптическом или радиодиапазоне;

 

• однозональные и многозональные. При выполнении многозональных съемок получают одновременно несколько изображений одной и той же территории в различных зонах спектра электромагнитного излучения;

фотографические и нефотографические съемочные системы. В фотографических системах электромагнитное излучение регистрируют на чернобелых или цветных фотографических пленках. На фотографических снимках информация об исследуемых объектах записывается в виде оптических плотностей (или цвета), соответствующих яркостям элементов поверхности Земли. В нефотографических системах кодом изображения служит сигнал, возникший в приемнике излучения, который пропорционален излучению, поступившему от элемента   объекта съемки. Аналоговый сигнал преобразуется в цифровой вид;

• оперативные и неоперативные — по способу доставки видеоинформации. Фотографические съемочные системы являются неоперативными, так как для доставки экспонированной пленки требуется посадка летательного аппарата или сброс на Землю специального контейнера. Нефотографические системы относят к оперативным. С их помощью видеоинформация передается по радиоканалу в реальном времени съемки или записывается на магнитном носителе с     последующей передачей в эфир;

по способу построения изображения. Изображение строится по законам центральной проекции (кадровые фотографические и телевизионные системы), строчно-кадровой развертки (сканеры) и по иным законам. При создании топографических крупномасштабных планов и карт фотограмметрическим   методом используют снимки, получаемые кадровыми аэрофотоаппаратами.

3.1. ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ АЭРО-                           И КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК В ЦЕЛЯХ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА КАДАСТРА ЗЕМЕЛЬ И МОНИТОРИНГА ТЕРРИТОРИЙ

Аэро- и космические снимки, а также результаты их обработки имеют ряд преимуществ, благодаря которым их применяют для решения многочисленных задач:

3.1. ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ АЭРО-                           И КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК В ЦЕЛЯХ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА КАДАСТРА ЗЕМЕЛЬ И МОНИТОРИНГА ТЕРРИТОРИЙ

Аэро- и космические снимки, а также результаты их обработки имеют ряд преимуществ, благодаря которым их применяют для решения многочисленных задач:

 

-оперативность получения метрической и смысловой информации об изучаемой территории;

-объективность и документальность этой информации, так как при съемке регистрируется фактическое состояние объектов на земной поверхности;

-экономическая эффективность получения информации по материалам аэро- и космических съемок;

-возможность регулярных наблюдений (особенно по материалам космических съемок) за изменениями, происходящими на изучаемой территории.

Задачи, решаемые с помощью материалов аэро- и космической съемки в целях землеустройства, земельного кадастра, экологии и Мониторинга территорий, можно разделить на несколько категорий.

1. Создание базовых карт и планов состояния и использования земель и на их основе получение различных тематических карт. Базовые карты и планы составляют на территории сельских и городских поселений, районов, а также на регионы. Масштаб их зависит от требуемой точности метрических данных и информационной нагрузки, необходимой при решении поставленной задачи. Базовый планово-картографический материал отражает специфику природных особенностей и хозяйственного развития изучаемых территорий. Тематические карты создают для более детального отображения специальной информации. Базовые карты и планы составляют в сжатые сроки и на них показывают современное состояние компонентов природно-ресурсного и социально-экономического комплексов. Их называют оперативными или дежурными картами. Базовые и тематические карты и планы служат:

-для межевания, инвентаризации и кадастровой оценки земель различного назначения;

-оценки эффективности использования земель сельскохозяйственного     профиля, городских территорий и других направлений;

- обеспечения получения оперативной земельно-кадастровой информации;                                                                                                - проектирования перспективного развития территорий поселений, городов, промышленных зон, добычи природных ресурсов и т. п.;

 

-выполнения проектно-изыскательских работ при проектировании инженерных коммуникаций. Для подобных целей также используют первичные модели. На аэро- и космические снимки, фотосхемы и ортофотопланы могут быть нанесены проектные направления трубопроводов, линий электропередачи и других линейных объектов;

-реконструкции и развития дорожной сети;

-выявления и оценки состояния подземных коммуникаций, трубопроводов, линий электропередач, зон подтопления и т. п. \При этом информацию получают по материалам нефотографических съемок (тепловых, радиолокационных, лазерных);

-информационного обеспечения планирования и управления земельными ресурсами;

-решения экономических и правовых вопросов, связанных с обеспечением межведомственного взаимодействия при формировании объектов недвижимости, регистрации прав на них и получении сведений об их использовании и состоянии;

-информационной поддержки рынка земли и недвижимости и ДР.

2. Выполнение государственного мониторинга земель.

Государственный мониторинг земель — система наблюдений за состоянием и использованием земель и информационного обеспечения государственного земельного кадастра, землеустройства, государственного контроля за использованием и охраной земель и других мероприятий по управлению земельными ресурсами страны. Мониторингу подлежат все земли независимо от категорий земель, Форм собственности на землю, ее целевого назначения и характера использования:

В зависимости от территориального охвата различают федеральный, региональный и локальный мониторинги земель. При выполнении мониторинга используют информацию, полученную в результате аэро- и космических съемок, измерений и наблюдений, проводимых с космических аппаратов, самолетов и вертолетов, а также из результатов наземных съемок и фондовых данных. В зависимости от сроков, полноты её детальности получаемой в результате

 

мониторинга информации съемки, измерения наблюдения можно разделить на три группы:

1.базовые, фиксирующие состояние объектов на момент начала ведения мониторинг.

2.периодические, проводимые с временным интервалом, установленным для данных объектов;

3.оперативные, в результате проведения которых определяют изменения в дежурном режиме.

По материалам аэро- и космических съемок осуществляют мониторинг правового положения земель. В результате камеральных работ и полевых обследований выявляют изменения границ и площадей административно- территориальных образований, определяют динамику границ кадастрового деления, границ правого режима и площадей территориальных зон, границ участков различных форм собственности, целевого назначения.

В результате полевого дешифрирования материалов съемок осуществляют мониторинг использования земель. На момент дешифрирования устанавливают фактическое использование земель по их производственному назначению. В результате сравнения вновь полученных сведений и старых данных делают заключение об изменениях в целевом использовании земель сельскохозяйственного назначения, градостроительных объектов, объектов промышленности, энергетики, оборонных, лесного фонда и т. д.

Отображение на материалах аэро- и космических съемок различий в качественных и количественных показателях земель позволяет успешно применять их для мониторинга кадастровой оценки земель. Получаемую при этом информацию используют при определении рыночной и залоговой стоимости земельных участков, ставок арендной платы, налогообложения и других экономических показателей.

3. Выявление, мониторинг и прогнозирование экологических изменений земель, имеющих негативный характер. Использование фотографических и нефотографических съемочных систем позволяет получить информацию о границах и площадях нарушенных земель (оврагов, оползней, карьеров,

 

эродированных земель), подтопленных и переувлажненных земель, загрязненных промышленными и бытовыми отходами, тяжелыми металлами, радионуклидами, химикатами, о вырубках и гарях на лесных землях и т. п. Своевременно представленные сведения используют для характеристики и динамики изучаемых негативных явлений, а также для разработки мероприятий по их ликвидации.

        4.Создание фотограмметрическими методами цифровых моделей местности, используемых в качестве первого информационного слоя в ГИС).

Совершенствование съемочных систем, технологий обработки получаемых изображений на основе развития компьютерной техники и программного обеспечения позволяет значительно расширить круг решаемых задач для целей рационального использования земельных ресурсов.

Лекция 2

Тема: Аэро - и космические съемочные системы.

Вопросы: 1. Основные критерии информационных возможностей съемочных систем.

2. Технические показатели аэрофотосъемки ????

                   3.ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РЕЗУЛЬТАТОВ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

1. Основные критерии информационных возможностей съемочных

систем.

К основным критериям, применяемых для оценки информационных возможностей съемочных систем относятся: линейная разрешающая способность, спектральная разрешающая способность, фотограмметрическая точность и фотометрическая точность.

Линейной разрешающей способностью съемочной системы называют ее возможность раздельно воспроизводить на снимке мелкие детали снимаемого объекта. Разрешающая способность определяется числом раздельно воспроизводимых черных линий в 1 мм изображения при таком же белом интервале между ними. Например если съемочная система имеет разрешающую способность 50 мм^-1, то это означает, что в 1мм изображения может быть зафиксировано 100 черных и белых линий и минимально различимый размер