- •Часть 1
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Аэрогеодезия, её содержание
- •2. Аэроизыскания
- •3. Аэросъёмка, её виды и методы
- •4. Исходные определения
- •5. Краткий исторический очерк развития
- •Глава 1. Основы аэро и космической фотосъемки
- •1. Общие понятия об аэрофотосъемке
- •2. Аэрофотоаппарат
- •3. Фотографический объектив и его характеристики
- •4. Светочувствительные слои и их основные показатели
- •5. Виды аэрофотосъемки. Носители съемочной аппаратуры
- •6. Основные технические требования
- •7. Специальное традиционное аэросъемочное оборудование
- •8. Аэрофотосъемочные работы
- •9. Современная аэрофотосъёмка
- •10. Космическая съёмка
- •- Приложение № 3. Ортотрансформирование данных со спутника OrbView-3 в программной среде pci Geomatica;
- •Глава 2. Геометрические основы фотограмметрии
- •1. Понятие о центральной проекции
- •2. Элементы центральной проекции
- •3. Перспектива точки и прямой предметной плоскости
- •4. Теорема Шаля. Эпюры
- •5. Перспектива отвесной прямой
- •6. Перспектива сетки квадратов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Теория одиночного снимка
- •Системы координат снимка.
- •Системы координат объекта.
- •3. Формулы связи координат соответственных точек
- •4. Формулы связи координат соответственных точек
- •Формулы связи координат соответственных точек
- •6. Масштаб изображения на аэроснимке
- •7. Линейные искажения, вызванные
- •8 . Линейные искажения, вызванные влиянием рельефа местности
- •9. Искажение изображения площади
- •10. Физические источники искажения изображения
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Теория пары снимков
- •Формулы связи координат точек местности и их
- •Из рис.4.1 следует, что
- •Формулы связи координат точек местности и
- •Определение координат точек местности по
- •Условие, уравнения и элементы взаимного
- •5. Определение элементов взаимного ориентирования.
- •6. Построение фотограмметрической модели.
- •7. Внешнее ориентирование модели.
- •8. Определение элементов внешнего ориентирования
- •9.Точность определения координат точек объекта
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Пространственная фототриангуляция
- •Назначение и классификация методов
- •2. Построение и уравнивание маршрутной и блочной
- •3. Построение и уравнивание маршрутной и
- •4. Построение и уравнивание маршрутной и блочной сети
- •5. Технология построения сетей фототриангуляции
- •6. Линеаризация условных уравнений
- •7. Решение линеаризованных уравнений
- •8. Требования к опорным точкам
- •9. Программы построения и уравнивания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Способы наблюдения и измерения стереомодели
- •1. Глаз – оптическая и физиологическая система
- •2. Монокулярное и бинокулярное зрение
- •3. Стереоскопическое зрение
- •4. Способы стереоскопических наблюдений
- •5. Способы измерения снимков и стереомодели
- •6. Стереокомпараторы
- •7. Точность измерений
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Традиционное трансформирование снимков
- •1. Понятие о трансформировании
- •2. Понятие о традиционном фотомеханическом трансформировании
- •3. Фототрансформаторы
- •4. Трансформирование снимков на фототрансформаторе
- •5. Учет рельефа при фототрансформировании
- •6. Понятие о фотопланах и фотосхемах
- •7. Изготовление фотосхем
- •8. Изготовление фотопланов по традиционной технологии
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Дешифрирование снимков
- •1. Понятие о дешифрировании
- •2. Дешифровочные признаки
- •3. Содержание дешифрирования
- •4. Спектральный образ как дешифровочный признак
- •5. Особенности дешифрирования космических
- •1. Особенности дешифрирования космических изображений.
- •Контрольные вопросы
- •Аэрокамера dss (Applanix)
- •Приложение № 3 Ортотрансформирование данных со спутника OrbView-3 в программной среде pci Geomatica Точное и rpc моделирование
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Глава 1. Основы аэро и космической фотосъёмки……..…23
- •Глава 2. Геометрические основы фотограмметрии………66
- •Глава 3. Теория одиночного снимка……………………………77
- •Глава 4. Теория пары снимков…………………………………...95
- •Глава 5. Пространственная фототриангуляция…………...111
- •Глава 6. Способы наблюдения и измерения
- •Глава 7. Традиционное трансформирование снимков....159
- •Учёт рельефа при фототрансформировании………………….166
- •Глава 8. Дешифрирование снимков…………………………….177
2. Дешифровочные признаки
Дешифрированию объектов местности способствуют изобразительные свойства фотоснимков, складывающиеся из прямых и косвенных дешифровочных признаков.
Прямые дешифровочные признаки присущи практически всем объектам местности, изображающимся на снимках данного масштаба. Они характеризуют объект непосредственно и включают форму, размер, тон, цвет, тень, структуру и др.
Форма – один из основных дешифровочных признаков, по которому устанавливается наличие объекта и его основные свойства. Именно очертания объекта, или его форма, воспринимаются при дешифрировании в первую очередь.
Различают геометрически определенную и неопределенную форму объектов. Определенная, геометрически правильная форма является важнейшим признаком искусственных сооружений, в то время как неопределенная форма характерна для природных объектов как площадного характера (луга, леса), так и линейного (ручьи, бровки оврагов и др.). Так, профилированные дороги чаще всего изображаются чередованием прямолинейных участков, сопряженных плавными кривыми. Хозяйственные постройки, теплицы, мосты и др. имеют прямоугольную вытянутую форму.
Форма, однако, не является решающим дешифровочным признаков: извилистый контур может быть речкой и полевой дорогой; круглый контур может быть изображением бассейна и стога сена и т. п.
Размер уточняет сведения, которые дает его форма. При этом важно знать масштаб снимка, определяющий размер изображения, либо иметь некий эталон, позволяющий сравнивать размеры изображений леса и озера, отдельной постройки и стадиона, и т. п. Обычно для дешифрирования планового снимка достаточно знать средний масштаб фотографирования. Для выявления типа объекта всегда, часто подсознательно, выполняют оценку его размеров, площади, периметра, отношение площади к периметру и т. д.
Минимальные размеры изображения объектов на аэроснимке определяются его разрешающей способностью, зависящей от разрешающей способности объектива и фотоэмульсии и определяемой формулой (1.8, глава 1, § 6). При разрешающей способности современных съемочных камер на краю изображения не менее 30 линий на 1 мм, а фотоэмульсии – порядка 150–200 линий на 1 мм, получим суммарное разрешение около 0,02 мм в масштабе снимка.
Фототон – это степень почернения фотоматериала в соответствующем месте изображения объекта, зависящая от целого ряда факторов – отражательной способности объекта, его внешнего строения, освещенности, времени съемки, влажности, режима фотопечати и т. п.
Так, сухие дороги и каменные заборы изображаются почти белыми линиями. Светло-серыми, почти белыми, изображаются освещенные скаты крыш строений, сухая земля, мосты и пр. Водные пространства, поглощающие свет, изображаются темными тонами, и чем больше глубина, тем чернее. В то же время мутная, вспененная или покрытая рябью вода изображается серым тоном, и тем светлее, чем меньше ее прозрачность. Почва изображается тем темнее, чем больше ее влажность; растительность изображается тем чернее, чем темнее ее окраска в натуре.
Полезно иметь в виду, что если тон изображения разложить на 256 градаций, то глаз человека различает только 25, а для дешифрирования вполне достаточно семи (белый, почти белый, светло-серый, серый, темно-серый, почти черный и черный).
Учитывая нестабильность показателя, при дешифрировании фототон оценивают только в сочетании с другими дешифровочными признаками (например, структурой). Тем не менее именно фототон выступает как основной дешифровочный признак, формирующий очертания границ, размеры и структуру изображения объекта.
Т ень объекта является одним из существенных дешифровочных признаков. Различают тени собственные, образуемые в результате различной освещенности поверхности объекта в сочетании с ее неровностями, и тени падающие. Так, различные части кроны дерева, скаты крыши, овраги, насыпи, и др. получают различное количество солнечных лучей на единицу поверхности, что определяет их плотность и структуру. Форма отбрасываемой предметом тени и ее размер позволяет судить о высоте дерева, башни или глубине ямы, канавы, и, следовательно, и о содержании объекта. При этом следует иметь в виду, что на размер тени оказывает влияние рельеф местности (рис. 8.1).
Падающие тени отображают вытянутую форму силуэта объекта. Это свойство используют при дешифрировании изгородей, телеграфных столбов, водонапорных и силосных башен, наружных знаков пунктов геодезической сети, отдельных деревьев, а также резко выраженных форм рельефа (обрывов, промоин и пр.).
Ц
Структура изображения – наиболее устойчивый прямой дешифровочный признак, практически не зависящий от условий съемки. Структура представляет собой сложный признак, объединяющий некоторые другие прямые дешифровочные признаки (форму, тон, размер, тень) компактной группы однородных и разнородных деталей изображения местности на снимке. Повторяемость, размещение и количество этих деталей приводят к выявлению новых свойств и способствуют повышению достоверности дешифрирования. Важность этого признака повышается с уменьшением масштаба снимка.
Имеется достаточно большое число структур, образованных сочетаниями точек, площадей, узких полос различной формы, ширины и длины. Некоторые из них рассмотрены ниже.
Зернистая структура характерна для изображения лесов. Рисунок создается серыми пятнами округлой формы (кронами деревьев) на более темном фоне, создаваемом затененными промежутками между деревьями. Аналогичную структуру имеет изображение культурной растительности (садов).
Однородная структура образуется однотипной формой микрорельефа и характерна для низинных травянистых болот, степной равнины, глинистой пустыни, водоемов при спокойном состоянии воды.
Полосчатая структура характерна для изображений огородов и распаханных пашен и является следствием параллельного расположения борозд.
Мелкозернистая структура характерна для изображения кустарников различных пород.
Мозаичная структура образуется растительностью или почвенным покровом неодинаковой влажности и характерна для беспорядочно расположенных участков различного тона, размеров и форм. Аналогичная структура, создаваемая чередованием прямоугольников различного размера и плотности, характерна для изображения приусадебных участков,
Пятнистая структура характерна для изображений садов и болот.
Квадратная структура характерна для некоторых типов лесных болот и населенных пунктов городского типа. Она образуется сочетанием участков леса, разделенных светлыми полосами болота, и читается как сочетания площадей однородного тона. Такую же структуру создают изображения многоэтажных зданий (относительно крупные прямоугольники) и элементов внутриквартальной застройки в населенных пунктах.
К освенные дешифровочные признаки возникают из закономерностей взаимного расположения объектов местности в силу природных условий, их назначения, хозяйственного использования и т. д. К косвенным признакам относятся существующая в натуре и отразившаяся на снимках взаимосвязь, взаимозависимость или взаимообусловленность различных объектов и явлений и сопутствующих им характеристик. Например, соединяющая населенные пункты светлая извилистая линия почти наверняка является изображением проселочной дороги; с той же вероятностью теряющиеся в лесу или в поле светлые извилистые линии – полевые или лесные дороги; постройка вблизи пересечения светлой извилистой полосы (грунтовой дороги) с железной дорогой свидетельствует о наличии здесь переезда; обрывающаяся на берегу реки дорога и ее продолжение на другом берегу указывает на наличие брода или парома. Логический анализ прямых и косвенных дешифровочных признаков значительно повышает достоверность дешифрирования.
Такой логический анализ позволяет, в частности, определить содержание изображенных на рис. 8.2 объектов:
к скотным дворам 1 с северной стороны примыкает дорога 3 для подвоза кормов; высокие круглые сооружения 2 вблизи юго-восточных углов скотных дворов – силосные или водонапорные башни; темные прямоугольники 4 между дворами – загоны для скота.
С уменьшением масштаба аэроснимка прямые дешифровочные признаки видоизменяются. Так, если по снимкам масштаба 1:5000 непосредственно выявляется большинство дешифрируемых объектов, то на снимках масштаба 1:10 000 и мельче исчезают многие малые объекты – колодцы, столбы, реперы и др., а детали объектов среднего размера становятся неразличимыми.
Косвенные дешифровочные признаки достаточно устойчивы, и зависят от масштаба в меньшей степени.
Рельеф местности дешифрируется по характеру изображения элементов гидрографии и геоморфологического строения местности, по теням и освещенности склонов. Однако выполнять его следует с обязательным использованием стереоскопов.