Лекции по фотограметрии

2. Непрямолинейность аэрофотосъемочного маршрута начинают с определения главных точек крайних снимков маршрута. За главные точки принимают пересечение линий, соединяющих противоположные координатные метки. Затем соединяют прямой линией и измеряют расстояние L между ними (рис. 3).

 

После этого измеряют уклонение от этой прямой главной точки наиболее удаленного снимка. Это уклонение называют стрелкой прогиба маршрута. Отношение стрелки прогиба к длине маршрута, выраженное в процентах, есть непрямолинейность маршрута:

 

 

Непрямолинейность маршрута не должна превышать 2 % при высоте фотографирования более 750 м и в масштабе съемки 1: М мельче 1:5000 и не более 3 %, если Н< 750 м и 1:М крупнее 1:5000.

3. Разворот   снимка   относительно   направления   маршрута 
   «елочка» можно определять двумя способами: первый — путем 
   измерения угла между линией xx, соединяющей координатные 
   метки снимка, и базисом фотографирования (рис. 4); второй - измерение угла между осью маршрута и поперечной стороной снимка. Допустимые углы «елочки» при фокусных расстояниях 100, 140, 200, 350 и 500 мм соответственно равны 5, 7, 10, 12 и 14°.
4. Углы наклона снимков можно определять по изображению 
   круглого уровня в одном из углов снимка. Если на снимках нет 
   изображений уровней, то углы наклона определяют фотограмметрическим способом. Как уже отмечалось, при плановой съемке 
   углы наклона не должны превышать 3°.

После завершения работ  по оценке качества материалов аэрофотосъемки выдают заключение о ее соответствии требованиям инструкции и техническому заданию. В случае несоответствия требованиям выполняют повторную (сплошную или выборочную) аэрофотосъемку.

5. Фактическую высоту фотографирования Н над средней плоскостью съемочного участка определяют по измеренным базисам 
на накидном монтаже и топографической карте по формуле

,

 где - базис на карте; М - знаменатель масштаба карты;  - базис на накидном монтаже.

При аэрофотосъемке равнинной местности базисы выбирают по диагоналям накидного монтажа. Концами базисов служат достоверно опознаваемые точки на накидном монтаже и соответственные им на карте. При съемке местности со значительным рельефом базисы выбирают в пределах одного маршрута.

 

 

Отклонение фактической  высоты от заданной вычисляют в процентах. Допустимое отклонение не должно превышать 3...5 %.

6. Обеспеченность границ  участка (объекта) съемки и  проверка наличия аэрофотоснимков,  покрывающих всю территорию в  пределах границ участка съемки. Контроль выполняют по накидным монтажам всего участка или отдельных маршрутов. Для этого на аэрофотоснимках опознают поворотные точки границ участка съемки и сравнивают с обозначенными проектными границами на топографической карте. С накидных монтажей участков, где аэрофотосъемка не завершена (имеются пропуски), делают репродукции, на которых сверху подписывают — «участок не завершен».

После оценки качества материалов аэрофотосъемки изготавливают репродукции накидного монтажа. Репродукция накидного монтажа — это его уменьшенная в два-четыре раза копия. Репродукцию изготавливают чаще традиционным фотографическим способом. Для этого с помощью специальных репродукционных фотокамер получают негативы репродукций, а затем осуществляют фотопечать их позитивного изображения. Перед фотографированием на накидном монтаже прикрепляют надписи с указанием года выполнения и масштаба аэрофотосъемки, номенклатуры трапеции, шифра объекта и масштаба будущей репродукции. В компьютерных технологиях обработки снимков составляют накидной монтаж программными средствами аналогично рассмотренной технологии. Оператор на мониторе анализирует качество выполненной аэрофотосъемки. С помощью принтера или плоттера на печать выводится репродукция (копия) накидного монтажа. С помощью репродукции легче пользоваться большим числом аэрофотоснимков: выбрать необходимый в данный момент снимок, составить проект геодезической привязки снимков и т. п.

После производства аэрофотосъемки заказчику сдают:

• аэрофильмы (аэрофотонегативы) в неразрезанном виде, на катушках, упакованные в плотно закрытые металлические банки;
• контактные отпечатки с аэронегативов;
• негативы репродукций накидных монтажей;
• репродукции накидных монтажей;
• топографические карты с проектными и фактическими осями маршрутов аэрофотосъемки;
• журналы регистрации аэронегативов и негативов репродукций накидных монтажей;
• данные показаний радиовысотомера или приборов GPS; контрольные негативы прикладной рамки аэрофотоаппарата;
• характеристики АФА: фокусное расстояние, значение дисторсии по осям и зонам, координаты главной точки, расстояние между координатными метками;
• паспорт аэрофотосъемки и другие материалы и сведения, предусмотренные договором.

 

4. Особые условия  проведения аэрофотосъемки городских  территорий

Аэрофотосъемку городов и крупных поселений городского типа выполняют с учетом некоторых особенностей организации полетов и технических требований к получаемым изображениям фотографируемых территорий.

Важный этап подготовки проведения летно-съемочных работ — согласование режима полетов над территорией города. При этом утверждают сроки, время суток и минимально допустимую высоту аэрофотографирования, воздушные коридоры подлета к участку съемки, типы аэросъемочных летательных аппаратов.

Технические параметры  и условия проведения аэрофотосъемки определяются спецификой городского ландшафта. Это прежде всего значительная плотность высотных объектов (зданий и сооружений), которые при съемке кадровыми АФА закрывают определенные участки местности, так называемые «мертвые зоны». Помимо «мертвых зон» высотные объекты создают тени, длина которых пропорциональна их высотам и обратно пропорциональна высоте солнца. Участки местности, находящиеся в «мертвых зонах» и закрытые тенью, в большинстве случаев становятся недоступными для изучения по аэрофотоснимкам. Кроме того, на снимках недостаточно полно отображаются линии электропередачи, связи, колодцы теплосетей, водопроводов и других коммуникаций.

Особенности городского ландшафта предъявляют специальные  требования к проведению аэрофотосъемки:

для уменьшения «мертвых зон» аэрофотосъемку проводят с продольным перекрытием снимков  и поперечным перекрытием и более;

если аэрофотоснимки в дальнейшем будут использовать для получения только плановых координат (X, У) точек местности (например, при инвентаризации земель), то применяют аэрофотоаппараты с длиннофокусным объективом высокой разрешающей способности;

для улучшения изобразительных  свойств аэроснимков применяют аэрофотопленки с высокой разрешающей способностью и большой фотографической широтой; фотохимическую обработку экспонированной аэрофотопленки проводят в мелкозернистом проявителе. Для проработки изображений деталей объекта в тенях коэффициент контрастности проявленного изображения должен быть равен 1,0 ± 0,2;

для уменьшения влияния  теней от высотных объектов съемку проводят при максимально возможных  высотах солнца. Если позволяют погодные условия, выполняют так называемую съемку «под зонтиком» — летательный аппарат находится ниже сплошной высокой облачности. При этом объект съемки освещается только рассеянной радиацией и поэтому теней практически не образуется.

 

 

Тема 3. Космическая съемка

 

План:

1. Условия получения космических снимков
2. Особенности космической фотосъемки
3. Космические съемочные системы

 

1. Условия получения  космических снимков

Условия получения космических  снимков существенно влияют на их геометрические и изобразительные  свойства. Это, в свою очередь, определяет методологию и технологию фотограмметрической обработки снимков и интерпретацию изображений.

Основные отличительные  особенности получения космических  снимков:

• большая скорость и сложность траектории движения КЛА относительно земной поверхности;
• значительная высота съемки (высота полета КЛА), исчисляемая сотнями и тысячами километров над земной поверхностью;
• влияние всего слоя атмосферы на геометрическое и энергетическое искажение отраженного или собственного излучения объектами земной поверхности, поступающего на вход съемочных систем.

Рассмотрим условия  получения космических снимков.

Космическую съемку поверхности  Земли проводят с пилотируемых космических аппаратов, орбитальных станций и беспилотных искусственных спутников Земли. Съемку могут выполнять космонавты в так называемом ручном режиме или автоматически по заданной программе.

Движется КЛА по сложной  траектории, называемой орбитой. При  съемке поверхности Земли используют эллиптические, параболические и гиперболические орбиты.

При движении КЛА по эллиптической  орбите Земля находится в одном  из фокусов эллипса. Точка орбиты, расположенная ближе к центру Земли, называется перицентром (перигеем), а наиболее удаленная — апоцентром (апогеем).

Параболические или гиперболические  орбиты соответствуют траектории движения КЛА по параболе или гиперболе.

При съемке Земли или иных планет возможны варианты получения изображения: при подлете, отлете или при прохождении мимо планеты КЛА.

Существенный недостаток съемок с  КЛА, находящихся на перечисленных орбитах, — изменение удаленности съемочной системы от снимаемой поверхности. Пропорционально изменению высоты съемки изменяется масштаб получаемых снимков.

Съемку можно выполнять со спутников  Земли, находящихся на геостационарных  орбитах. При этом варианте съемки положение  спутника относительно поверхности  не изменяется, так как его угловая скорость движения равна угловой скорости движения земной поверхности. При съемке с геостационарных спутников получают информацию об одной территории практически в любое время. Результаты съемки можно использовать для мониторинга этой территории с различным временным интервалом.

Наиболее приемлемыми  являются круговые орбиты КЛА. Круговые орбиты представляют собой окружности с центром, совпадающим с центром Земли (рис.). Радиус таких орбит r определяют как сумму радиуса Земли и высоты полета Н летательного аппарата. Средний масштаб снимков при съемке с круговых орбит практически одинаков. Полосы снимаемой поверхности (полосы обзора), захватываемые с каждого витка летательного аппарата, также примерно одинаковы.

Пересечение

плоскости

орбиты с

Землей

Плоскость орбиты КЛА пересекает плоскость экватора под некоторым углом i, который называют наклонением орбиты (см. рис.). Если наклонение орбиты равно 90°, то ее плоскость проходит через полюсы Земли. Такая орбита носит название полярной. При наклонении равном 0°,  плоскость орбиты КЛА совпадает с экватором, поэтому ее называют экваториальной. Использование полярной и близполярной орбиты обеспечивает выполнение съемки всей поверхности за счет вращения Земли вокруг своей оси. При уменьшении наклонения орбиты сокращается территория, захватываемая съемочной аппаратурой. Периодичность (частота) съемки одной и той же территории в зависимости от параметров полета КЛА может быть от 4 раз в сутки до 5...6 раз в месяц и реже. Регулярная повторяемость съемки позволяет применять получаемые материалы для обновления мелкомасштабных топографических и специальных карт, а также осуществлять мониторинг больших территорий.

От параметров полета зависит время возвращения летательного аппарата в заданную точку. Это связано с тем, что при наклонении орбиты, не равном нулю (i > 0), а также из-за вращения Земли точка пересечения орбиты КЛА с экватором смещается. Если на данном витке КЛА прошел над точкой i экватора, то после оборота вокруг Земли он пройдет уже над точкой 2 экватора, затем над точкой 3 и так далее. Время возврата КЛА в исходную (или заданную) точку над поверхностью Земли в зависимости от параметров полета составляет 1...30сут и более. Положение КЛА, а следовательно, положение съемочной аппаратуры в пространстве определяют в географических координатах.

Высота полета КЛА при круговых орбитах находится в пределах от 200 до 1000 км.

В зависимости от фокусного  расстояния используемой съемочной системы и высоты полета КЛА снимки получают в масштабе от 100 000 до 10000000.

Один из главных факторов, влияющих на качество изображений - огромная скорость движения КЛА, приводящая к фотографическому смазу.

 

 

 

 

2. Особенности космической фотосъемки

Технические средства получения  космических снимков аналогичны фотографическим системам, применяемым при аэрофотосъемке. Существуют топографические фотокамеры и дешифровочные.