Под аэрофотосъемкой понимают процесс фотографирования земной поверхности с воздуха при помощи аэрофотоаппарата.

КРЫМСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Им. В.И. ВЕРНАДСКОГО 

 «АКАДЕМИЯ БИОРЕСУРСОВ и ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ»

Кафедра Геодезии и геоинформатики

ДЕШИФРИРОВАНИЕ АЭРОФОТОСНИМКОВ ПРИ КАРТОГРАФИРОВАНИИ МЕСТНОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Для 3-го курса

Симферополь 2015

Составители: Нечаев В.А., Войталевич А.И.

Содержание

Введение …………………………………………….. 3

Задание 1. Аэрофотосъемка и аэрофотоматериалы, лабораторная работа №1……………………………17

лабораторная работа  №2 Оценка качества аэрофотоснимков…………………………………….24

лабораторная работа  №3 Расчёт основных параметров при цифровой обработке аэрофотоснимков……… 37

лабораторная работа  №4 Составление проекта планово-высотного обоснования………………….. 41

Задание 2. Составление географического описания

аэрофотоснимка ……………………………………. 45

Задание 3. Ландшафтное дешифрирование

аэрофотоснимка ……………………………………. 52

Задание 4. Составление типологической ландшафтной карты видов урочищ и легенды к ней ……………..69

Задания по выполнению контрольной работы

студентами заочной формы обучения…………. 77

Список литературы …………………………………84

    Таблиц-10

    Рисунков-8

    Страниц-

Рецензент: доцент Рейдер Э.Е.

Введение

Дешифрирование аэрофотоснимков, то есть получение информации об объектах местности (или, в более широком смысле, об объектах и явлениях географической оболочки) по их фотографическому изображению, основано на знаниях закономерностей фотографического воспроизведения их оптических и геометрических свойств с учетом закономерностей пространственного размещения объектов на местности. В приведенном определении отражены два фактора, которые положены в основу дешифрирования аэрофотоснимков: физико- математический, рассматривающий оптику и геометрию изображения, и географический, анализирующий пространственное размещение объектов. Термин «дешифрирование» имеет русское происхождение, несмотря на его иностранный корень. В иноязычных вариантах используется термин «интерпретация», что означает толкование. Для дешифрирования аэрофотоснимков требуется достаточно серьезная подготовка по геодезии, геоморфологии, географии, аэрофотографии, фотограмметрии и картографии, а также в специальных областях исследования (геологии, лесном и сельском хозяйстве и т.д.), а также умение ориентироваться в математической статистике, теории информации и теории познания. Дешифрирование как один из методов изучения местности по ее изображению на аэрофотоснимках является неразрывной частью технологического комплекса работ по созданию карт. Практические работы по дешифрированию аэрофотоснимков являются продолжением и закреплением теоретического курса. Основная цель пособия – ознакомление с основными аэрофотоматериалами, овладение приемами работы с               ними, изучение методики  дешифрирования аэрофотоснимков.

Задание 1

Аэрофотосъемка и аэрофотоматериалы

Цель задания: изучить виды аэрофотосъемки и получаемые  ее основные аэрофотоматериалы, научиться определять их геометрические показатели.

Выполнение задания: выполнить чертежи схем аэрофотосъемки, аэрофотоаппарата, аэрофотоснимка; определить продольное и поперечное перекрытия снимков.

Указания к выполнению задания:

1. Изучить виды аэрофотосъемки и характерные для воздушной съёмки высоты и масштабы фотографирования. Перечертить таблицу 1 и схематично вычертить виды аэрофотосъемки.

Изучить основные требования, предъявляемые к аэрофотосъемочному полету.

2. Рассмотреть и вычертить схему аэрофотоаппарата.3. Рассмотреть и вычертить схему аэрофотоснимка.

4. Определить основные геометрические показатели:

а) рассчитать масштаб аэрофотоснимка по формуле:

1/m = f/H,

где f = 100 мм, H = 3 500 м, m – знаменатель численного масштаба аэрофотоснимка в см;

б) определить продольное перекрытие снимков по формуле:

p = p/l х 100 %,

где p – продольное перекрытие в мм, l – размер кадра в мм;

в) определить поперечное перекрытие снимков по формуле:

q = q/l х 100 %,

где q – поперечное перекрытие в мм,

l – размер кадра в мм.

5. Изучить основные аэрофотоматериалы: накидной монтаж, фоторепродукцию накидного монтажа, фотосхему, фотоплан, фотокарту.

Под аэрофотосъемкой понимают процесс фотографирования земной поверхности с воздуха при помощи аэрофотоаппарата.

Фотографирование местности с воздуха может вестись не только с самолета, но и с других носителей съемочной аппаратуры: вертолетов, воздушных шаров, аэростатов, дирижаблей, планеров и т.п. В таблице 1 приводятся характерные для воздушной съемки с

разных летательных аппаратов высоты и масштабы фотографирования.

Таблица 1

Высоты и масштабы фотографирования (по Л.Е. Смирнову, 1975)

Основное требование к аэрофотосъемочному полету состоит в том, чтобы самолет летел строго по намеченному прямолинейному маршруту на одной заданной высоте и сохранял при этом максимально возможную устойчивость. В реальных условиях полета штурман-аэрофотосъемщик, учитывая угол сноса самолета под влиянием ветра, находит такой курс его следования, при котором обеспечивается полет с некоторой путевой скоростью в заданном направлении относительно земной поверхности. За работой всего комплекса аэрофотосъемочной аппаратуры следит борт оператор. По данным о скорости и высоте полета он определяет и устанавливает такой интервал съемки, при котором выдерживается определенное перекрытие снимков в маршруте. Различают плановую и перспективную аэрофотосъемку.

Плановойназывается съемка, при которой оптическая ось камеры отклоняется от отвесной линии не более чем на 3°.При большем угле

наклона съемка называется перспективной.

В первом случае площадь, отображенная на снимке, будет меньше, но и искажения по краям снимка будут не так значительны, как при перспективной съемке.

В зависимости от характера покрытия местности снимками различают одинарную, одно маршрутную и площадную аэрофотосъемки (рисунок 1).

Под одинарной (выборочной) аэрофотосъемкой подразумевается выборочное фотографирование небольших участков местности, покрываемых одиночными снимками. Одно маршрутная аэрофотосъемка применяется обычно для фотографирования линейных объектов местности – речных долин, ледников, шоссейных дорог и т.п. При площадной аэрофотосъемке участок местности сплошь  покрывается снимками, принадлежащими серии прямолинейных съемочных маршрутов, прокладываемых параллельно друг другу.

Рисунок 1. Схемы: (а), одинарной,(б) одно маршрутной, (в) площадной  аэрофотосъемки

В маршруте снимки перекрываются на заданную величину продольного перекрытия. Расстояние между маршрутами делается таким, чтобы снимки смежных маршрутов также перекрывались между собой, образуя зону поперечного перекрытия (рисунок 2).

рисунок 2   Зона  поперечного перекрытия

Обычно продольное p и поперечное q перекрытие между снимками выражают в процентах по отношению к длине стороны кадра l. В этом случае процент перекрытий определяется формулами:

P = p/l ·100 и Q = q/l ·100.

Рисунок 2. Продольное и поперечное перекрытие аэрофотоснимков

Выполняя площадную аэрофотосъемку равнинных районов, обычно стремятся делать продольное и поперечное перекрытия соответственно в 60 % и 35-40 %. При таком продольном перекрытии у трех смежных аэроснимков маршрута будет образовываться зона

тройного перекрытия, наличие 3-го перекрытия необходимо для выполнения различных фотограмметрических измерений. Если на аэрофотоснимке площадной съемки провести средние линии перекрытий, то на нем будет очерчена некоторая центральная часть, называемая его рабочей

или полезной площадью. В этой части снимка искажения за перспективу и рельеф всегда меньше, чем в периферийных его частях.

Аэрофотосъемка производится с помощью аэрофотоаппаратов, размер кадра которых может быть 18х18, 24х24 или 30х30 см. В аэрофотоаппаратах устанавливаются высококачественные объективы

с фокусным расстоянием от 35 до 1000 мм (рис. 3).

Рисунок 3. Серия аэрофотоаппаратов АФА-ТЭ с разными фокусными расстояниями

Принципиальная схема кадрового аэрофотоаппарата изображена на рисунке 4:

Рисунок 4. Принципиальная схема аэрофотоаппарата

1 – аэрофотоустановка с амортизаторами,  устанавливается аэрофотокамера в самолете;

2 – корпус с объективом, фотографическим затвороми прикладной рамкой, к которой прижимается пленка в момент экспозиции;

3 – кассета для аэрофотопленки с выравнивающим устройством;

4 – командный прибор (интервалометр) для управления работой аэрофотоаппарата.

По завершению летносъемочных работ проводится фотолабораторная обработка отснятых аэрофильмов (негативов) с изготовлением путем контактной фотопечати аэроснимков с каждого аэронегатива. При этом перед контактной печатью все негативы аэрофильмов нумеруются, и на каждом из них в северо-восточном углу кадра помимо порядкового номера указывается также шифр данного объекта идата съемки. В некоторых аэрофотоаппаратах номер снимка впечатывается автоматически вместе с изображением уровня, циферблата часов, фокусного расстояния камеры и показаний высотомера (рисунок5). Круговой уровень для определения угла отклонения оптической оси камеры от вертикали в момент фотографирования и часы с указанием точного времени фотографирования необходимы при определении положения, формы и размеров объектов по направлению и размерам их теней.

Рисунок 5. Схема аэрофотоснимка

На рисунке 6 изображена геометрическая схема получения снимка кадровым аэрофотоаппаратом. Здесь S– центр проектирования снимка, совпадающий с центром объектива; f – фокусное расстояние камеры – длина перпендикуляра, опущенного из центра проектирования на плоскость снимка; О – главная точка снимка – основание перпендикуляра;

H – высота съемки. Прямая, проходящая через главную точку снимка и центр проектирования, определяет направление съемки. На схеме аэрофотоснимка изображены координатные метки, которые фиксируют положение координатной системы снимка (рисунок 5). Величина фокусного расстояния f и координаты главной точки снимка О – x, y (элементы внутреннего ориентирования снимка или константы аэрофотоаппарата) определяют относительное положение снимка и центр проектирования. Эти данные необходимы для последующих фотограмметрических измерений.

Рисунок 6. Геометрическая схема получения кадрового аэрофотоснимка

Для оценки качества летносъемочных работ и материалов площадной аэрофотосъемки на специальных планшетах составляется накидной монтаж аэрофотоснимков на весь участок съемки или на отдельную его часть в зависимости от размеров последнего. Для этого отдельные снимки монтируют путем совмещения идентичных контуров, изобразившихся в зонах их продольного и поперечного перекрытий. В дальнейшем накидной монтаж фотографируется с уменьшением, и с полученного при этом негатива изготовляются фоторепродукции накидного монтажа или первичные фотосхемы, которые служат также каталогом аэрофотоснимков. Фоторепродукция удобна для общей рекогносцировки поверхности и для поисков отдельных контактных отпечатков, необходимых в текущей работе.

При изучении обширных территорий разрозненные снимки соединяются воедино в фотосхемы, фотопланы и фотокарты.

Рисунок 7 Фотосхема

Рисунок 8 Фотокарта (верх)

Рисунок 9 Фотокарта (низ)

Фотосхема монтируется из центральных частей (рабочих, полезных площадей), ограниченных средними линиями перекрытий, контактных отпечатков без всякой предварительной их обработки. На фотосхеме обозначается номенклатура трапеции, проводится направление север – юг, подписывается средний масштаб. При необходимости с фотосхемы делают фоторепродукцию. Фотосхему можно рассматривать как схематичный приближенный план местности.

Наиболее точным фотографическим изображением поверхности является фотоплан. Фотопланы монтируют из трансформированных (горизонтальных), т.е. приведенных к одному масштабу, аэрофотоснимков. С оригинала фотоплана получают фоторепродукции, которые используют в дальнейшей работе.

Из трансформированных аэрофотоснимков  и космических снимков монтируется фотокарта в избранной картографической проекции.

Фотокарты на крупные регионы и целые страны составляются в масштабах 1: 1 000 000, 1: 2 500 000,

 1: 5 000 000.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое аэрофотосъемка? Какие требования предъявляются к ее выполнению?

2. Какие вы знаете виды аэрофотосъемки?

3. Как определить величину продольного и поперечного перекрытий аэрофотоснимков?

4. Какова принципиальная схема устройства аэрофотоаппарата?

5. Что называют накидным монтажом?

6. В чем состоит различие между фотопланом и фотосхемой?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Расчёт элементов аэрофотосъёмки

Цель работы: Рассчитать элементы плановой маршрутной аэрофотосъёмки для заданной территории фотокамерой с известными параметрами.

 Порядок выполнения работ:

Содержание работы:

Одним из важнейших процессов в подготовительных работах является расчёт элементов аэрофотосъёмки. Расчёт элементов аэрофотосъёмки проводится в лабораторных условиях на земле по следующим параметрам:

Н ф - высота полёта (м);

В x - базис фотографирования (м);

B y - расстояние между маршрутами (м);

N - число маршрутов (шт.);

п - число аэрофотоснимков в одном маршруте (шт.);

n x - общее число аэрофотоснимков за съёмку (шт.);

t - максимальная выдержка (с);

Т  интервал между экспозициями.

Все расчёты проводятся по следующим формулам:

H Ф = f k · m

где: Н ф - высота полёта;

f к - фокусное расстояние;

m - масштаб снимка.

B x =l · m\100х(100 - P x ),

где: В x - базис фотографирования;

P x - продольное перекрытие;

l - длина стороны снимка.

B y =l · m\100х(100 - P y),

где: B y - расстояние между маршрутами;

P y – поперечное перекрытие.

N =C\B y,

где: N - число маршрутов;

С - ширина участка.

n =A\B x,

где: п - число аэроснимков в одном маршруте;

А - длина маршрута.

n x = N · n,

где: п х - общее количество аэрофотоснимков за съёмку.

t =δm\V,

где: δ - допустимый линейный смаз изображения;

V- путевая скорость самолёта (м/с);

t - максимальная выдержка.

T =B x ∙ 3 600\V,

где: В x - базис фотографирования;

V - скорость самолёта.

Выбрать исходные данные из таблиц 1–4.

Таблица 1 - Размер площади подлежащей съёмке (длина (А) и ширина (С), км

Таблица 2 - Формат снимков (см × см) и их продольное (P x ) и поперечное (P y ) перекрытие (%)

Таблица 3  Масштаб съёмки (m) и фокусное (f k ) расстояние (мм)

Таблица 4 -Скорость полёта самолёта V (км/ч) и допустимый линейный смаз (δ) изображения (мм)

Выполнить расчёты по формулам.

По окончанию расчёта элементов плановой аэрофотосъёмки заполнить бланк-задание на лётно-съёмочный процесс в виде таблицы 5.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Оценка качества аэрофотоснимков

Цель работы:

Оценить качество аэрофотосъёмки по контактным отпечаткам снимков двух маршрутов.

Исходные данные:

Пакет снимков контактной печати.

Содержание работы:

Оценка материалов аэрофотосъёмки производится по их фотограмметрическому и фотографическому качеству.

Фотограмметрическое качество аэроснимков  это степень соблюдения продольных и поперечных перекрытий, не прямолинейность маршрутов, разно масштабность и ряд других геометрических показателей. Фотографическое качество

аэрофотоснимков  это чёткость, детальность, контрастность изображения предметов местности и ряд других изобразительных показателей  аэрофотоснимков.

1. Создать накидной монтаж аэрофотоснимков

Накидной монтаж  это соединение контактных отпечатков аэрофотоснимков по их общим контурам. Предварительно аэрофотоснимки раскладывают по маршрутам. Монтаж начинают с верхнего маршрута справа налево или слева направо, так чтобы были видны номера аэрофотоснимков. Снимки последовательно накладывают один на другой и монтируют по контурам ситуации местности. В местах перекрытий их закрепляют кнопками или приборными

стёклами. Каждый следующий маршрут увязывают с предыдущим по перекрытиям. Полученный рабочий накидной монтаж позволяет установить границы

заснятой территории. Для выполнения данной работы каждый студент получает конверт с аэроснимками. На конверте указаны номера маршрутов и номера снимков. Взяв первый аэроснимок из первого маршрута, укладывают его в верхнем углу стола, затем второй аэроснимок накладывают на первый так, чтобы контуры внутренней ситуации второго снимка совпали с идентичными контурами первого.

Например: повороты реки, углы полей севооборота, дороги и т. п. на первом снимке должны совпадать с изображением этой же ситуации и на втором снимке. После этого берут третий снимок и совмещают его с контурами второго. В таком порядке, перекрываются один аэроснимок  другим (с последующим) их

укладывают по всей длине маршрута. Продольные перекрытия одного снимка другим в маршруте называются продольными. Их величина для равнинных

условий должна находится в пределах 56–60% (рис. 2).

Рисунок 2. Схема укладки накидного монтажа аэрофотоснимков

После того как первый маршрут собран, приступают к укладке второго. Для этого берут первый аэроснимок второго маршрута и накладывают его на снимок первого маршрута так, чтобы контуры, изображённые на снимке второго маршрута, совпали. Затем берут второй аэроснимок второго маршрута и накладывают его на первый снимок второго маршрута аналогично сборки первого маршрута. Уложив второй маршрут, приступают к укладке третьего и всех последующих. Перекрытия между маршрутами называются поперечными и их величина должна колебаться в пределах 20–40%. Все уложенные маршруты дают подробную схематическую картинку заснятой местности – накидной монтаж. Во время сборки накидного монтажа аэроснимки фиксируются кнопками или грузиками. Для накидного монтажа используются аэроснимки контактной печати одного масштаба, однако из-за искажений, связанных с рельефом местности, происходят смещения одних и тех же контуров на смежных снимках. Поэтому точного совмещения контуров достигнуть нельзя. Монтаж считается положительным, если невязка не превышает 1,5 мм. По окончанию монтажа схему его зарисовывать с указанием номеров аэроснимков (рис. 2).

2. Определить величину продольного перекрытия

Оценка фотограмметрического качества эрофотоснимков заключается в определении продольного и поперечного перекрытия, прямолинейности маршрутов, определения не параллельности базиса фотографирования, разно-

масштабности аэрофотоснимков. Оценка величины продольных и поперечных перекрытий производится на накидном монтаже монтажной линейкой у каждой пары смежных снимков одного маршрута при определении продольных перекрытий и не менее 4 раз

в смежных маршрутах при определении поперечных перекрытий. Величина продольного перекрытия аэрофотоснимков определяется с помощью монтажной линейки. Она представляет собой полоску миллиметровой бумаги шириной 1 см, а длиной несколько больше стороны аэроснимка. Положив полоску на аэроснимок, отмечают на ней его ширину. Справа ставят 0, а слева 100, т. е. длина стороны аэроснимка приравнивается к 100%. Расстояние от 0 до 100 сначала делят на 10 частей и подписывают десятки процентов, а затем отмечают каждый 5% (рис. 3).

Для измерения величины продольного перекрытия монтажную линейку накладывают делением 100 на край аэроснимка, процент перекрытия которого

требуется определить, а по краю перекрывающего аэроснимка берут по шкале значение, соответствующее величине перекрытия (рис. 4).

Измерения производят в центральной части снимков для маршрутов. Установив оценку по величине продольных перекрытий аэрофотоснимков в каждом маршруте, находят среднюю оценку по этому показателю для всего накидного монтажа. Она находится путём деления общей суммы оценок на

число маршрутов.

Рисунок 3. Расчёт монтажной линейки

3. Оценить величину поперечных перекрытий

Оценка величины поперечных перекрытий производится на накидном монтаже той же монтажной линейкой, что и при продольном перекрытии. Перекрытия между маршрутами измеряются на всем протяжении не менее 4 раз. Техника замера точно такая же. Монтажная линейка отметкой 100 прикладывается к верхнему краю первого аэроснимка первого маршрута. Деление линейки, совпадающее с краем аэроснимка перекрывающего маршрута, будет указывать на величину поперечного перекрытия в процентах (рис. 5).

Величина поперечного перекрытия аэроснимков должна быть не менее 20%. Необходимо отметить, что как малые, так и большие перекрытия аэроснимков для производства не пригодны. При стереоскопическом просматривании аэроснимков с продольными перекрытиями менее 50% не удаётся просмотреть

стереоскопически всю площадь аэроснимка. Кроме того, при недостаточном продольном перекрытии (менее 56%) невозможно построение по аэроснимкам

фототриангуляционной сети. Большие перекрытия также недопустимы, так как разрушению стереоскопического эффекта.

4. Оценить прямолинейность маршрутов

Оценку прямолинейности маршрутов устанавливают по отклонению главных точек аэроснимков от прямой линии, соединяющей главные точки первого и последнего снимков в маршруте (рис. 6).

Рисунок 6. Измерение не прямолинейности маршрутов полёта

Измерив длину линии между главными точками крайних аэроснимков L и длину стрелы прогиба l, вычисляют величину прямолинейности ∆ в процентах по формуле    ∆ =lL100%.

Величина l является длиной перпендикуляра, опущенного из главной точки снимка, наиболее удалённой от линии L. Снимки маршрута, у которого ∆ > 3%, бракуются. Оценка прямолинейности производится по следующей шкале:

отлично  до 1%;

хорошо  от 1 до 2%;

удовлетворительно  от 2 до 3%.

Для удобства измерения величины ∆ приходится разбирать накидной монтаж и укладывать снимки по отдельным маршрутам.

5. Оценить ориентирование сторон аэроснимков («ёлочка»)

Если правильно учтён угол сноса во время полётов и правильно ориентирована камера фотоаппарата, то полученные снимки на накидном монтаже будут располагаться так, что одни стороны снимков будут параллельны, а другие  перпендикулярны направлению маршрутов. При наличии неточностей в ориентировании камеры аэрофотоаппарата или угла сноса снимки на монтаже расположатся «ёлочкой», т. е. стороны снимков будут под некоторым углом к направлению линии полёта. По величине этого угла и производится оценка ориентирования сторон снимков (рис. 7).

Ошибка в ориентировании не должна превышать 5°. Определяются эти ошибки на накидном монтаже измерением углом, образованных продольными

сторонами снимков с линиями, соединяющими главные точки снимков. Причём измерения производятся не менее чем в трёх местах на каждом маршруте, меющем «ёлочку».

Рисунок 7. Определение не параллельности базиса фотографирования

Измерения производятся с помощью линейки, угольника и транспортира.  Малый катет треугольника прикладывается к линии, соединяющей главные

точки снимков, затем к гипотенузе треугольника прикладывается линейка. Прижав линейку рукой, передвигают треугольник до такого положения, когда

центр транспортира, лежащего на малом катете, коснётся края аэроснимка. После этого с транспортира снимается угол Ɛ. При измерении угла Ɛ снимка с номером N + 1 и N  1. Например, для измерения угла Ɛ у снимка №497 за линию центров берут прямую, соединяющую главные точки снимка №496 и №498

угол Ɛ до 2°  отлично; от 2° до 4°  хорошо; от 4° до 6°  удовлетворительно. Так же, как и по другим показателям, определяется средняя оценка для всего накидного монтажа.

6. Оценить разно масштабность снимков

Разно масштабность аэроснимков возникает из-за изменения высоты полёта во время аэрофотосъёмки, отклонения оптической оси фотоаппарата от вертикали и рельефа местности. Здесь имеется в виду  пределение разно масштабности, возникшей от несоблюдения высоты полёта и отклонения оптической оси аэрофотоаппарата от вертикали. Она определяется как разность длин идентичных отрезков, измеренных на двух смежных снимках. Во избежание влияния искажений из-за рельефа отрезки должны  располагаться на аэроснимках в зоне продольного перекрытия перпендикулярно базису аэрофотосъёмки.

Опознавание и измерение их должно осуществляться в следующей последовательности. В средней части зоны перекрытия по обе стороны от базиса выбирается на левом аэроснимке две хорошо заметные контурные точки 1 и 2 с таким расчётом, чтобы линия, соединяющая их, была на равном расстоянии от базиса

(рис. 8). На правом аэроснимке отыскиваются и отмечаются идентичные им точки 1 и 2. Обозначив расстояние между точками левого аэроснимка через l 1 , а правого – через l 2 , процент разномасштабности находим по формуле

∆ м =l 1 -  l 2/l 1· 100%.

Рисунок 8. Определение разно масштабности аэроснимков

Для оценки разно масштабности пользуются cледующей шкалой: отлично  до 1%;

хорошо  от 1 до 3%; удовлетворительно  от 3 до 5%.

Если более 75% замеров разно масштабности имеют один и тот же знак, то качество съёмки признается неудовлетворительным. Изменения выполняются не менее, чем на трёх маршрут. Разно масштабность между маршрутами определяется также измерением отрезков между идентичными точками в середине зоны поперечного перекрытия.

7. Определение фотографического качества эроснимков

Фотографическое качество аэроснимков оценивается путём последовательного их просмотра и глазомерного определения степени соответствия тем требованиям, которые к ним предъявляются действующими инструктивными положениями. Для объективной оценки качества негативов и контактных отпечатков пользуются эталонами и теми издержками, которые приводятся ниже.

1. Нормальный отпечаток. Снимок имеет однородную и достаточную резкость и контрастность всего изображения, полную проработку затенённых

мест и одинаковый тон изображения однородных объектов. На снимке должны резко выделяться тени крон деревьев, ясно просматриваться переход от затенённых к освещённым частям крон, а также хорошо видны полутени, очертания крон и промежутки между ними.

2. Передержанный отпечаток. Общий тон  тёмный. Неразличимы переходы от затенённых частей крон к освещённым (освещённые стороны крон тоже тёмные, как и затенённые). Нет хорошо заметных очертаний крон и промежутков между ними.

3. Недодержанный отпечаток. Общий тон  светло-серый. Тени слабозаметные. Очертания крон неясно различимы.

4. Общая нерезкость изображения. Возникает из-за плохого выравнивания плёнки в момент экспонирования.

5. Частичная нерезкость изображения. Наблюдается на некоторых местах снимка из-за неплотного прилегания бумаги к плёнке при печатании.

6. Засветка из-за электроразрядов. На снимке видны ветвистые извилистые линии. Причина  проявление экспонированной плёнки без двух-трёх часовой выдержки её в спокойном состоянии (не произвелась разрядка электрических зарядов в кассете).

7. Вуаль. Отпечатки сделаны на плохой старой бумаге, или сказалось влияние дымки в момент съёмки.

8. Пузырьки на отпечатках. Отдельные участки снимка имеют округлые пятна, напоминающие по своему изображению пузыри. Причина  печатание в растворах разных температур или плохая подкладка под отпечатки при сушке последних.

9. Наличие на отпечатках механических повреждений, срывов эмульсии, склеек и т. д.

10. Жёлтые пятна или общая желтизна отпечатка. Отпечаток во время фиксирования склеился с другими или же проявился в плохом или холодном проявителе.

11. Тёмные пятна. На снимке изображены тени от облаков.

12. Светлые пятна. На снимке изображены сами облака.

После тщательного осмотра каждого отпечатка и отнесения его к той или иной категории качества все снимки разносятся по этим категориям. При наличии на снимке двух-трёх недостатков его относят к каждой из установленных категорий качества.

Оценка аэроснимков по фотографическому качеству производится исходя из общего распределения снимков по этим 12 категориям. Оценка «отлично»

устанавливается, если 90% всех снимков относится к категории «нормальный отпечаток»; оценка «хорошо», если имеется 70–80% нормальных отпечатков;

оценка «удовлетворительно»  50–69%; оценка «неудовлетворительно»  при наличии менее 50% нормальных отпечатков.

8. Общая оценка качества аэрофотосъёмки

Общая оценка материалов аэрофотосъёмки  определяется как среднеарифметическая величина из баллов качественной оценки аэроснимков по всем

показателям всех маршрутов. Запись результатов оценки производится в сетке 4 бланка.

Аэрофотосъёмка признается неудовлетворительной в следующих случаях:

1. Имеются снимки с продольным перекрытием меньше 56%.

2. Имеются снимки с поперечным перекрытием менее 20%.

3. При неудовлетворительном фотографическом качестве.

4. Если не прямолинейность маршрутов превышает 3%.

5. При наличии «ёлочки» с углом 6°.

6. При разно масштабности, превышающей 5%.

Во всех случаях необходима новая съёмка на всей площади или её части.

Порядок выполнения работ:

Получить пакет аэроснимков. Создать накидной монтаж. Зарисовать его на бланке качества. Выполнить последовательно оценку фотограмметрического и фотографического качества аэрофотоснимков.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Расчёт основных параметров при цифровой обработке

аэрофотоснимков

Цель работы:

Рассчитать величину геометрического разрешения сканирования аэрофотоснимка, удовлетворяющую требованиям создания карты заданного масштаба.

Исходные данные:

М к- масштаб создаваемой карты (плана);

М с - масштаб обрабатываемых снимков;

f k – величина фокусного расстояния съёмочной камеры;

b х - базис фотографирования на снимке;

Vs = 0,2 мм  требуемая точность определения плановых координат;

Vz - требуемая точность определения высот точек фотограмметрической модели;

h с - высота сечения рельефа создаваемой карты.

Содержание работы:

В современном производстве цифровые способы сбора топографической информации о местности являются основными, а полученная информация хранится и передаётся пользователям в цифровой форме. В свою очередь фотограмметрические работы являются основной составной частью современных технологий создания и обновления топографических и специальных планов.

Технические требования и допуски на фотограмметрические работы определяются на основе требований действующих нормативных документов к точности карт и планов. Точность получения пространственных координат X, Y, Z объектов местности зависит от масштаба и параметров обрабатываемых снимков, а также методов их фотограмметрической обработки:

m Z =Zbm p ,m X =Zfm x ,m Y =Zfm Y ,

где m X, m Y, m z  средние квадратические ошибки определения пространственных координат точек местности;

m x, m у, m p  средние квадратические ошибки измерения координат на снимках;

f к - фокусное расстояние аэрофотокамеры.

При цифровой обработке аэрофотоснимков величины средних квадратических ошибок зависят в том числе и от величины минимального элемента цифрового изображения  пиксела. В случае обработки аэрофильмов, как этап выделяют сканирование аэрофотоснимков (негативов). Для сканирования используют фотограмметрические сканеры, имеющие стабильный элемент геометрического разрешения порядка 5–15 мкм и инструментальную погрешность

не более 3–5 мкм.

Перед сканированием выполняется расчёт требуемого элемента геометрического разрешения Р, с учётом того, что эта величина должна удовлетворять нескольким требованиям:

величина элемента разрешения для обеспечения точности определения плановых координат определяется формулой:

P S =M K2 · M CV ? ;

для обеспечения точности определения высот:

P Z =f2 · b · M CV Z ,

где V Z = 0,2 · h c ;

для обеспечения разрешающей способности снимка:

P R =0,4R;

для обеспечения разрешающей способности графических фотопланов:

P P = 70 ·M KM C,

где 70 мкм  графическая разрешающая способность фотоплана.

В первых двух формулах цифра 2  коэффициент, учитывающий потерю точности из-за процессов обработки: сканирования, опознавания, стереонаведения и измерения точек. За окончательное из P s , P z , P R , Р р берётся их минимальное значение.

Например, если план масштаба 1:2 000 с сечением рельефа 1,0 м составляется по аэрофотоснимкам масштаба 1:10 000, полученным АФА формата

18 × 18 см с фокусным расстоянием 100 мм и разрешающей способностью 40 мм–1, то P s = 20 мкм, P z = 14 мкм, Р R = 10 мкм, Р р = 14 мкм. Чтобы выпол

нить все условия требуется элемент сканирования снимков 10 мкм. На практике часто приходится оптимизировать соотношения между элементами разрешения цифрового изображения и объёмом цифровой информации. При этом следует иметь в виду, что если для обеспечения точности плана или фотоплана выбрать элемент разрешения 14 мкм, то он не обеспечит полностью дешифрируемость

цифрового изображения на экране монитора. В этом случае дешифрирование мелких объектов должно выполняться традиционными методами.

Порядок выполнения работ:

Получить задание с исходными параметрами аэрофотоматериалов. Рассчитать величину геометрического разрешения Р по выше изложенной методике.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Составление проекта планово-высотного обоснования

Оформление абрисов пунктов геодезического обоснования

Цель работы:

Составить проект планово-высотного обоснования на заданную территорию и опознать в зонах расположения опознаков контура пригодные для координирования. Оформить абрисы пунктов геодезического обоснования.

Исходные данные:

Картографический, плановый материал с границами исследуемой территории.

Снимок и увеличенная печать на заданную территорию.

Содержание работы:

Одним из этапов цифровой обработки аэрофильмов с целью создания карт и планов является планово-высотная подготовка аэрофотоснимков. В процессе планово-высотной подготовки определяются геодезические координаты точек контуров, которые опознаются на снимках с точностью соизмеримой

с точностью обработки фильмов. Координаты точек определяются в заданной системе координат с помощью геодезических приборов, реже с картографического материала более крупного масштаба. Предварительно составляется проект планово-высотной подготовки аэроснимков, на которые наносятся границы обрабатываемой территории, пункты государственной геодезической сети. Выбираются зоны расположения проектируемых опознаков. При цифровой обработке аэрофильмов, включающей фотограмметрическое сгущение геодезической сети, точки планово-высотного обоснования в блоке располагают по схеме, приведённой на рисунке 9. По свободным границам участка опорные точки располагаются не реже, чем через 5 базисов фотографирования. Центральные

части блока обеспечивают контрольными точками, из расчёта на 5–6 трапеций создаваемых планов (карт) 1–2 контрольные точки. На проекте обводят места

расположения опорных точек окружностью красного цвета с диаметром 10 мм.

Места расположения контрольных точек наносят окружностью зелёного цвета с диаметром 10 мм. Контрольными точками могут служить также точки государственной геодезической сети (пункты триангуляции и полигонометрии).

Рисунок 9. Схема расположения точки планово-высотного обоснования в блоке

В случае обработки локальной территории (населённый пункт) опорные точки располагают по периметру так, чтобы линии их соединяющие не пересекали обрабатываемую территорию, контрольные точки располагаются в центре блока.

Проект после оформления подписывается исполнителем.

После утверждения проекта проводят полевые работы по определению геодезических координат точек опознанных на местности расположенных в

запроектированных местах. Опорные точки в районах с большим количеством чётких контуров намечают на естественных контурах с учётом наиболее простого геодезического определения. Выбираются контурные точки, которые

можно определить на аэрофотоснимке с точностью 0,1 мм в масштабе создаваемого плана. Запрещается использовать в качестве опознаков контуры с нечёткими границами, контуры, расположенные на крутых склонах и на дне оврагов, кусты, деревья (если не просматриваются их основания). Выбранный

и опознанный контур накалывается тонкой иглой на контактном отпечатке (аэрофотоснимке) и с лицевой стороны обводится окружностью с центром в

опознанной точке диаметром 5 мм чёрной тушью и подписывается номер и название. Опознанным точкам присваивают номера, соответствующие номеру

снимка. На обратной стороне аэрофотоснимка накол обводится окружностью 3 мм и рядом, с помощью простого карандаша, путём передачи фототонов

внутри окружности с диаметром 30 мм оформляется абрис в масштабе, более крупном, чем масштаб снимка и описание опознанной точки. Например: Опознан и наколот северо-западный угол бетонной плиты. На абрисе тона изображений должны соответствовать тонам аэрофотоснимка.

Порядок выполнения работ:

Получить исходные материалы. Нанести границы объекта на снимок по контурам.

Запроектировать место положение опознаков. Оформить проект планововысотного обоснования в соответствии с требованиями нормативных докумен-

тов, изложенных выше. Опознать на увеличенной печати контура, предполагаемые в качестве точек планово-высотного обоснования. Наколоть их и оформить абрисы пунктов геодезического обоснования в соответствии с требованиями нормативных документов, изложенных выше.

Задание 2