Типы аэрокосмических снимков и их классификация

В результате выполнения аэрокосмических съемок получают много типов снимков, отличающихся по своим свойствам. Для того, чтобы можно было их эффективно использовать, снимки классифицируют.

Основу классификации представляют спектральный диапазон съемки, который определяет биогеофизические характеристики объектов, и технология получения изображения, от которой зависят изобразительные, радиометрические и геометрические свойства снимков.

Спектральный диапазон определяет первый, фундаментальный, уровень классификации. По этому признаку выделяются три основные группы снимков:

Теоретические основы дешифрирования аэрокосмических снимков

Дешифрирование снимков – это метод исследования объектов, основанный на зависимости между свойствами объектов и характером их воспроизведения на снимках. Процесс дешифрирования включает стадии обнаружения, распознавания, интерпретации, определения качественных и количественных характеристик объектов, представления результатов дешифрирования в графической, цифровой или текстовой форме.

Изобразительные и информационные свойства снимков

Успех аэрокосмических исследований зависит от профессионального уровня обработки снимков, а также от информационных возможностей снимков, которые, в свою очередь, обусловлены их свойствами.

Изобразительные свойства характеризуют способность снимков воспроизводить мелкие детали, цвета, тоновые градации объектов. Изобразительные свойства тем выше, чем больше диапазон тоновых градаций и мельче отображаемые на снимке детали.

Геометрические и стереоскопические свойства снимков

Геометрические свойства характеризуют возможность определения по снимкам размеров, длин, площадей, взаимного расположения объектов. Идеальным по геометрическим свойствам считается полученный при аэрофотосъемке одиночный снимок, когда оптическая ось кадровой аэрофотокамеры направлена строго по отвесной линии вниз, а снимаемая местность представляет собою горизонтальную плоскость. Реальные снимки из-за несовершенства съемочной аппаратуры, условий выполнения съемки, неровностей рельефа искажены; наиболее распространенные геометрические искажения кадрового планового снимка обусловлены его наклоном, рельефом местности и кривизной Земли.

Радиометрические свойства и компьютерная обработка снимков

Цифровой снимок – это упорядоченный массив чисел, причем каждое из чисел соответствует определенному элементарному участку земной поверхности (РIX) и зависит от его интегральной яркости.

Элементарные участки земной поверхности отображаются на экране компьютера как элементы изображения – пикселы (pix).

Мировой фонд космических снимков

Использование данных дистанционного зондирования широко развито в области наук о Земле. В последние годы произошел резкий скачок в развитии геоинформационных технологий, что позволило поднять на более высокий уровень обработку и использование космических снимков. Географические исследования и тематическое картографирование – основные потребители данных дистанционного зондирования Земли, их применение и компьютерная обработка стали стимулом прогресса в области исследования геосистем.

В настоящий момент имеется огромнейший объем данных, полученных с помощью космических аппаратов. Как правило, эти данные сосредоточены в специализированных архивах тех организаций, которые отвечают за эксплуатацию спутника. При необходимости получения данных космосъемки для научных исследований на конкретную территорию, имеется возможность подключения и получения данных с космических аппаратов Landsat, Modis, AVHRR, Aster и др.

Технология и методы визуального дешифрирования аэрокосмических снимков

Широкое и повсеместное внедрение дистанционных методов при исследовании природной среды и природных ресурсов ставит на повестку дня очередные задачи по совершенствованию методики дешифрирования – важной составной части сложного технологического процесса разработки и составления карт. Несмотря на то, что обработка и дешифрирование снимков все больше основываются на автоматизированных методах, значение визуального дешифрирования не уменьшается. Можно полагать, что оба эти метода будут развиваться и в дальнейшем путем взаимного дополнения, обогащения и согласования.

Основные направления применения дистанционных методов в географии

В наступившем ХХІ веке значительно возросла роль аэрокосмических методов. Главнейшее направление практического и научного использования аэрокосмической информации – создание топографических, общегеографических, тематических карт, дополнение и обновление карт, создание геоинформационных систем (ГИС).

Аэрокосмические исследования динамики объектов

Окружающая среда динамична: для нее характерны непрерывные изменения в результате как естественного развития, так и антропогенного воздействия. Изменяются потоки вещества и энергии, обусловливающие природные и антропогенные процессы, а с ними – состав и форма географических объектов.

СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Занятие 1

Тема: История аэрокосмических исследований

План занятия

1.

Занятие 2

Тема: Информационные свойства снимков

План занятия

1.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

Занятие 1

Тема: Характеристики взаимодействия электромагнитного излучения с природными объектами

План занятия

1.Определение оптических характеристик объектов по данным таблицы 4.1:

а) коэффициентов интегральной яркости объектов;

б) относительных яркостных контрастов;

в) визуальных контрастов;

г) интервала яркостей.

Таблица 4.1 – Яркости объектов и эталонов

2. Определение коэффициентов спектральной яркости объектов и построение кривой спектральной яркости по данным таблицы 4.2.

Таблица 4.2 – Яркость объекта на разных длинах волн

3. Вычисление радиояркостной температуры четырех природных объектов по данным таблицы 4.3.

Таблица 4.3 – Температура природных объектов

4. Построение индикатрисы отражения природного объекта с видом поверхности, указанной в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Виды поверхности объектов

Занятие 2

Тема: Определение параметров глобальной съемки Земли со спутника

План занятия

1. Определение параметров глобальной съемки Земли со спутника, находящегося на круговой полярной орбите, по данным таблицы 4.5:

а) периода обращения спутника вокруг Земли;

б) числа витков, опоясывающих Землю за сутки;

в) углового межвиткового расстояния и межвиткового расстояния на экваторе в километрах;

г) ширины полосы обзора;

д) суточного смещения трассы спутника (опережение или опоздание).

2. Построение схемы первых трех полос съемки Земли со спутника за первые сутки.

3. Построение схемы первых трех полос съемки Земли со спутника за первые сутки и за вторые сутки.

Таблица 4.5 – Параметры спутника

Занятие 3

Тема: Дешифровочные признаки

План занятия

Занятие 4

Тема: Изучение геометрических свойств снимка. Определение масштаба снимка. Источники искажений

План занятия

1. Построение геометрической схемы получения идеального кадрового аэрофотоснимка, когда оптическая ось камеры направлена по отвесной линии, а местность представляет горизонтальную плоскость.

2. Построение схем смещений точек на снимке, обусловленных наклоном снимка, рельефом местности, влиянием кривизны Земли.

3. Определение смещения точки на снимке из-за влияния рельефа по данным таблицы 4.6.

Таблица 4.6 – Данные для определения смещения точки на снимке

4. Определение длины отрезка на местности и площади контура на местности по данным таблицы 4.7.

Таблица 4.7 – Данные для определения длин и площадей на местности

Занятие 5

Тема: Визуальное дешифрирование снимков

План занятия

Занятие 6

Тема: Исследование динамики объектов

План занятия