Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Основные понятия дешифрирования
1. Сущность и задачи дешифрирования фотоснимков
Аэрофотоснимок является основным источником информации о местности. Но, для непосвященного человека, т. е. не имеющего специальной подготовки и опыта работы с ними, даже самого лучшего качества фотоснимок мало что дает. Подготовленный специалист сможет воспользоваться процессом, называемым дешифрирование фотоснимка. Это один из способов добывания информации о местности по фотоизображению.
Учитывая то, что ни один вид работ, будь то создание топографических карт; обновление топографических карт; оперативное исправление карт; изготовление фотодокументов местности; полевая подготовка фотоснимков; ориентирование на местности войск и т. д., не обходится без фотоснимков, можно сделать вывод, что дешифрирование фотоснимков имеет большую значимость при производстве практически всех видов топографических работ.
Дешифрированием фотоснимков называется процесс обнаружения, распознавания объектов, а также определения количественных и качественных характеристик по их фотоизображениям.
Результаты дешифрирования регистрируются в графической, цифровой или текстовой формах.
В его сущности можно вычленить три этапа этого процесса.
I этап. Обнаружение - начальный этап дешифрирования (его низший уровень).
Оно состоит в поиске на снимке участков, где вероятнее всего изображены объекты местности. Оператор-дешифровщик в результате обнаружения отмечает для себя: «Здесь что-то есть».
II этап. Распознавание - второй этап дешифрирования, его средний уровень. Оно заключается в определении сущности изображенных на снимке и обнаруженных объектов. Это сложный процесс. В результате распознавания можно либо распознать, либо не распознать (распознать неверно) изучаемый объект.
III этап. Определение характеристик вскрытых объектов - третий этап дешифрирования, его высший уровень. В ходе этого этапа осуществляется анализ и обобщение количественных и качественных характеристик объектов с целью установления их состояния, значимости и возможностей в конкретной обстановке.
Количественные и качественные характеристики объектов местности определяются путем измерения параметров фотоизображений: геометрических размеров, параллаксов, плотностей и т. д. В результате оценки удается выяснить состав леса, характер грунта, материал покрытия дорог, линейные размеры объектов, расстояние между объектами и т. д.
Все три этапа имеют важное значение для успешного дешифрирования. Однако особенно важен этап распознавания.
Дешифрирование аэрофотоснимков выполняется с различными целями. Возникает ряд задач, которые можно условно разделить на две группы:
1) задачи по получению обобщенной информации о поверхности Земли;
2) задачи по определению характеристик отдельных совокупностей объектов, располагающихся на земной поверхности и в атмосфере.
Первая группа задач включает:
Региональное и типологическое районирование земной поверхности;
Вскрытие системы гидрографии, дорожной сети, населенных пунктов, растительности и других элементов местности, установление взаимосвязей;
Составление и обновление топографических карт и т. п.
Вторая группа задач. Перечень их обширен. Вот некоторые из них:
Геологическое картирование;
Поисковая и эксплуатационная разведка месторождений полезных ископаемых;
Таксация леса;
Метеорологические исследования;
Разведка военных объектов и т. д.
В последние годы в связи с бурным развитием космических исследований появились новые задачи по дешифрированию снимков других планет Солнечной системы.
Все вышеперечисленные задачи могут конкретизироваться в зависимости от района работ, времени их производства, установленных сроков выполнения и т. п.
2. Основные виды, методы и способы дешифрирования
В зависимости от назначения и задач, решаемых в ходе дешифрирования аэрофотоснимков (рис. 1.10), различают два вида дешифрирования:
1) общегеографическое;
2) отраслевое (специальное).
Общегеографическое дешифрирование аэрофотоснимков решает первую группу задач (получение обобщенной информации) и включает две разновидности дешифрирования:
Топографическое;
Ландшафтное.
Классификация видов и разновидностей дешифрирования
Размещено на http://www.allbest.ru/
Топографическое дешифрирование является одним из основных проце с сов технологической схемы создания и обновления карт.
По данным профессора М.Д. Коншина, удельный вес стоимости топогр а фического дешифрирования при съемках карт масштаба 1: 25 000 составл я ет около одной третьей, а при обновлении карт масштабов 1: 25 000 - 1: 100 000 - до половины стоимости их создания.
производится с целью обнаружения, распознавания и получения характеристик объектов, которые должны быть изображены на составляемой или обновляемой топографической карте.
Ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков имеет целью реги о нальное или типологическое районирование местности. Это имеет большое значение как для изучения поверхности Земли, так и для решения специальных технических задач, например, для планирования аэросъемки.
Отраслевое (специальное) дешифрирование производится различными организациями для решения ведомственных задач, отнесенных ко второй гру п пе, и имеет много разновидностей.
Виды и разновидности дешифрирования аэрофотоснимков не являются какими-то резко отличными и не связанными друг с другом. Это, в частности, проявляется в единстве методов и способов выполнения работ, применяемых во всех видах дешифрирования.
Из принятой классификации видов дешифрирования для военных топ о графов наибольший интерес представляют две разновидности:
Топографическое дешифрирование;
Военное дешифрирование.
Топографическое дешифрирование фотоснимков - это обнаружение и распознавание, а также получение характеристик тех объектов, которые дол ж ны быть изображены на топографической карте.
Военное дешифрирование - это процесс обнаружения и распознавания военных объектов, а также определения тактических свойств местности по их фотографическим изображениям.
Результаты дешифрирования доводятся до войск в графической, цифровой или текстовой формах.
В зависимости от принципов организации работ и условий выполнения различают четыре метода дешифрирования аэрофотоснимков (рис. 1.11):
Полевое дешифрирование предусматривает выполнение работ непосредственно на местности. В результате полевого дешифрирования выявляются все объекты, которые необходимо нанести на топографическую карту, в том числе и не изобразившиеся на фотоснимке. Опознанные объекты и их характеристики вычерчиваются на фотоснимке в условных знаках.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1.11. Методы и способы дешифрирования
дешифрование снимок фотоизображение
Полевое дешифрирование аэрофотоснимков может быть полным и не полным.
При полном производится распознавание всех подробностей, подлеж ащих вскрытию (например, распознаются все элементы местности, изображаемые на топографической карте).
Неполное полевое дешифрирование обеспечивает распознавание только тех объектов, которые не могут быть надежно отдешифрированы камерально.
Полевой метод дешифрирования аэрофотоснимков применяется при:
- съемке и обновлении карт на районы, имеющие особо важное хозяйс твенное и оборонное значение;
Геодезических работах;
Полевой подготовке снимков;
Создании фотоснимков - эталонов дешифрирования на ключевые участки.
Недостатком полевого метода является его трудоемкость и значительные материальные затраты. Кроме того, полевое дешифрирование сложно в организационном отношении.
Камеральный метод дешифрирования фотоснимков предусматривает распознавание объектов и получение их характеристик без выхода в поле путем изучения свойств фотоизображений.
Основой для принятия решения при камеральном дешифрировании служат дешифровочные признаки объектов, определенным образом изобразившихся на снимке.
Камеральный метод дешифрирования аэрофотоснимков является в настоящее время основным во всех видах дешифрирования и используется при стереотопографическом методе аэрофототопографической съемки. Недостаток метода состоит в том, что он не может обеспечить 100%-ную полноту и достоверность полученной информации.
Аэровизуальный метод заключается в распознавании объектов с самолета или вертолета. Этот метод позволяет увеличить производительность и снизить стоимость работ в труднодоступных и малообжитых районах.
Например, стоимость аэровизуального дешифрирования в труднодоступных районах составляет около 40% от затрат, необходимых для выполнения полевого дешифрирования.
Вместе с тем, аэровизуальный метод дешифрирования требует специальной подготовки операторов по быстрому ориентированию и распознаванию объектов за сравнительно ограниченные сроки.
Комбинированный метод предусматривает сочетание камерального и полевого дешифрирования, причем, в поле или в полете выявляются и распознаются только те объекты или их характеристики, которые невозможно вскрыть камерально, то есть основная работа по дешифрированию выполняется в камеральных условиях.
Вопрос о том, должно ли камеральное дешифрирование предшествовать полевому (аэровизуальному) или наоборот, решается в зависимости от конкретных условий.
Во всех без исключения методах дешифрирования применяются три способа выполнения работ:
Визуальный;
Машинный (автоматический);
Комбинированный (человек и машина).
Визуальный способ дешифрирования снимков является основным. В дальнейшем, даже в случае развития машинного способа, он будет чаще применяться в полевом и аэровизуальном методах.
Восприятие и обработку информации снимка осуществляет глаз и мозг оператора дешифровщика. Если глаз не вооружен, говорят о непосредственном визуальном дешифрировании.
Однако, как правило, человек использует технические средства, расширяющие возможности глаза. В этом случае говорят об инструментальном визуальном дешифрировании.
Для успешного решения задач дешифрирования часто применяют снимки, на которых показан пример дешифрирования. Такие снимки носят название аэрофотоснимков - эталонов, а способ дешифрирования - визуальное дешифрирование по эталонам.
Машинный (автоматический) способ дешифрирования предусматривает выполнение всех этапов дешифрирования с помощью специальных устройств. Различают следующие разновидности машинного способа:
Микрофотометрический;
Фотоэлектронный;
Пространственной фильтрации.
Микрофотометрический способ дешифрирования аэрофотоснимков основан на установлении и использовании корреляционных связей между свойствами объектов и статистическими характеристиками их фотоизображений. Для этих целей пригодны фотометрические (средняя плотность, ее дисперсия, асимметрия и эксцесс, корреляционные функции оптической плотности и т. п.), геометрические (средние размеры, кривизна, частота пересечений контурных линий и т. д.) и другие характеристики фотоизображений.
Фотоэлектронный способ дешифрирования аэрофотоснимков аналогичен микрофотометрическому. Однако, в отличие от микрофотометрического способа, здесь информация считывается одновременно с некоторой площади изображения и обрабатывается параллельно.
Способ пространственной фильтрации основан на прямом и обратном преобразовании Фурье и корреляционных связях между свойствами объектов и спектрами пространственных частот их фотоизображений.
Комбинированный способ дешифрирования предусматривает тесную связь оператора - дешифровщика с автоматизированной системой, которая должна давать максимум сведений, необходимых человеку для принятия решения по распознаванию.
Вид и разновидность дешифрирования накладывает свой отпечаток на состав распознаваемых на снимке объектов, а также на свойства объектов.
Наиболее представительной является группа топографических объектов:
Гидрография;
Различные угодья;
Населенные пункты;
Дорожная сеть, линии ЛЭП;
Границы и т. п.
Разновидности тематического (отраслевого) дешифрирования направлены на изучение внутреннего содержания объектов.
«Происхождение» объекта определяет не только его внешний облик и положение, но и методику дешифрирования.
Объектам естественного происхождения характерны произвольность формы контура и отсутствие строгой упорядоченности в расположении. Внешний вид характеризуется структурой изображения.
Объектам искусственного происхождения характерны часто стандартные формы, постоянство состава, типовые размеры.
В зависимости от абсолютных значений и соотношений линейных размеров объекты делятся на три группы:
Компактные (имеют исключительно малые размеры);
Линейные (это те, у которых длина более чем в три раза превосходит ширину);
Площадные (имеют большие размеры).
В зависимости от состава и предназначения элементов объекта выделяются две группы:
Простые (одиночные);
Сложные (групповые).
Простой - это элемент сложного.
Сложный - это упорядоченная совокупность простых объектов, объединенная целевым назначением.
Объекты по-разному отражают падающую на них солнечную радиацию и поэтому разделяются по контрасту:
Малоконтрастные;
Контрастные;
Высококонтрастные.
Длительность существования объектов и их признаков делит объекты на динамичные и стационарные.
Динамичные объекты меняют свои свойства или вообще пропадают в сравнительно короткие сроки - часы, сутки, недели.
Стационарные - меняют свои характеристики, но в течение сезона, нескольких лет.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Методы дешифрирования, применяемые в зависимости от технологии топографических работ, характера и изученности района. Назначение и способы составления фотосхемы. Особенности и пример графического оформления результатов дешифрирования способом индексов.
презентация , добавлен 02.11.2015
дипломная работа , добавлен 15.02.2017
Способы стереоскопического наблюдения. Приемка и оценка летно-съемочного материала. Критерии качества результатов аэрофотосъемки, информативность и дешифрируемость исходных снимков. Технология визуального дешифрирования и его автоматизированные методы.
реферат , добавлен 18.05.2012
Причины использования метода дешифрирования снимков. Влияние ледников на природу планеты. Оценка снежно-ледовых ресурсов Земли из космоса. Значение космических снимков. Этапы программы "космической помощи". Необходимость применения рекреационных карт.
реферат , добавлен 17.11.2011
Дешифрирование - анализ материалов аэро- и космических съемок с целью извлечения из них информации о поверхности Земли. Получение информации путем непосредственных наблюдений (контактный способ), недостатки способа. Классификация дешифрирования.
презентация , добавлен 19.02.2011
Природно-территориальные комплексы: понятие, причины и этапы формирования. Ландшафт как основная исходная единица в системе ПТК. Выявление объективно существующих границ пространственно обособленных комплексов как задача ландшафтного дешифрирования.
реферат , добавлен 15.05.2011
Прикладные задачи, решаемые с помощью методов и средств дистанционного зондирования. Расчет параметров съемки в целях землеустройства и земельного кадастра. Основные требования к точности результатов дешифрирования при создании базовых карт земель.
контрольная работа , добавлен 21.08.2015
Процесс извлечения информационных данных из фотоизображений земной поверхности. Распознавание объектов, определение их географической сущности, установление их качественных и количественных характеристик. Гляциальные рельефообразующие процессы.
реферат , добавлен 09.02.2012
Особенности дешифрования данных дистанционного зондирования для целей структурно-геоморфологического анализа. Генетические типы зон нефтегазонакопления и их дешифрирование. Схема структурно-геоморфологического дешифрирования Иловлинского месторождения.
реферат , добавлен 24.04.2012
Ориентирование на местности при помощи компаса. Основные факторы генерализации. Назначение, тематика и типы карты. Обобщение качественных и количественных характеристик картографируемого явления. Основные количественные показатели отбора: ценз, норма.
Кажется непосвященному человеку необычным и малопонятным. В отличие от карты он не имеет условных обозначений, пояснительных подписей. Поэтому надо уметь читать снимки, или, как говорят специалисты, дешифрировать их. Дешифрирование основано на знании отличительных дешифровочных признаков объектов - своеобразной азбуки снимков. Одни из этих признаков прямые, они непосредственно указывают, какой объект изобразился на снимке. Например, белый цвет - признак снега или солевой корки, прямоугольная форма земельных участков - признак распаханных или занятых посевами полей, а по форме тени можно определить характер постройки. Пять главных прямых признаков показаны на рисунке. Однако более существенны косвенные признаки. Они позволяют получить сведения об объектах и процессах, не изобразившихся на снимках, используя их взаимосвязи. Например, характер в засушливых районах свидетельствует о глубине залегания невидимых грунтовых вод и насыщенности их минеральными солями. Дешифрирование по косвенным признакам называют индикационным. Этот сложный вид географического анализа дает сведения о невидимых на местности объектах по их видимым индикаторам.
Для работы с космическими снимками часто используют персональные компьютеры. Цифровой снимок можно вывести на экран компьютера, увеличить его или уменьшить, улучшить качество и сделать более контрастным, раскрасить в различные цвета, рассмотреть объект с разных сторон. Серия зональных черно-белых снимков позволяет синтезировать цветное изображение, подбирая такие зоны и светофильтры, на которых яснее проступят интересующие исследователя объекты. На основе анализа яркости зональных изображений компьютер сам выявит однородные группы объектов, т. е. выполнит неконтролируемую, неуправляемую классификацию. Если для отдельных участков известны изобразившиеся объекты (их называют тестовыми, эталонными), то компьютер по аналогии выделит такие же объекты на остальной части снимка, т. е. выполнит управляемую классификацию.
Здесь приведен пример такой компьютерной обработки космического снимка на центральную часть , где на берегу озера Имандра в Мончегорске работает медно-никелевый комбинат «Североникель», дымовые выбросы которого губительно воздействуют на растительность близлежащих территорий.
На снимке по цвету изображения выделяются участки повреждения и уничтожения растительности - их красно-коричневые пятна резко контрастируют с зеленоватыми тонами еще сохранившихся лесов. Составленная в результате выполнения управляемой классификации компьютерная карта показывает распространение зон с разной степенью промышленного воздействия на растительность. Повторение такой классификации по снимкам, сделанным в разные годы, позволяет следить за изменением степени воздействия, что необходимо для проведения восстановительных и природоохранных мероприятий.
Два снимка одного и того же участка местности, полученных с разных точек, образуют стереоскопическую (т. е. воссоздающую объемное изображение) пару. Вооружившись специальным оптическим прибором - стереоскопом, можно наблюдать объемную, очень выразительную модель местности. Это замечательное свойство снимков важно для изучения рельефа земной поверхности. Пользуясь стереофотограмметрическими приборами, с большой точностью измеряют такую рельефную модель. Так по стереопарам составляют карты местности, прежде всего топографические. Теперь такую работу выполняют с помощью компьютера, пользуясь специальными стереоочками.
Дешифрирова́ние сни́мков
метод исследования территорий, акваторий, атмосферных явлений по их изображениям на аэро-, космических, подводных снимках, фотосхемах, фотопланах. Суть дешифрирования составляет расшифровка содержания снимков, распознавание изображённых объектов, определение их качественных и количественных характеристик, извлечение информации на основе зависимостей, существующих между свойствами объектов и их отображением на снимках.
По техническим способам различают визуальное (камеральное и полевое, в т. ч. аэровизуальное), инструментальное (измерительное) и автоматизированное дешифрирование, причём часто эти способы применяют в сочетании. По содержанию выделяют дешифрирование общегеографическое (в т. ч. топографическое), тематическое (геологическое, ландшафтное, экологическое и т. п.) и специальное (лесоустроительное, мелиоративное и др.). Качество и надёжность распознавания объектов определяют дешифровочные признаки, масштаб и разрешение снимков, их стереоскопические свойства, техническая обеспеченность и применяемые алгоритмы.
Дешифровочные признаки – это характерные особенности объектов, по которым их удаётся распознать, выделить среди других и интерпретировать. Их подразделяют на прямые и косвенные. Прямые
признаки присущи самим объектам, это конфигурация, размер, цвет, фототон, тень от объекта, структура и текстура изображения. Косвенные
(индикационные) дешифровочные признаки характеризуют объект опосредованно через свойства какого-либо другого объекта, связанного с ним. Напр., тектонические разломы и грунтовые воды часто обнаруживают на снимках по приуроченным к ним полосам растительности. В процессе дешифрирования обычно используют заранее подготовленные наборы эталонных признаков.
Дешифровщик непременно должен знать конкретные (географические, геологические и др.) особенности территории и понимать природу самого дешифрируемого объекта. Результаты представляют в цифровой форме или оформляют их в виде дешифровочных схем, по которым затем составляют, уточняют, обновляют карты.
Современное автоматизированное дешифрирование предусматривает применение специальных фотограмметрических электронно-оптических приборов, компьютеров, программных и информационных средств. Автоматизация охватывает весь цикл работы, включая предварительную коррекцию снимков, выделение, распознавание и цифрование объектов, рисовку карт и их вывод на экран или на печатающее устройство.
- - чтение, расшифровка аэрофотоснимков с целью изучения или уточнения района развития подземных вод по геоморфологическим особенностям рельефа, по характеру и окраске растительности или почвенного слоя и т....
Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
- - thoto–interpretation for mudflows ----- ДЕШИФРИРОВАНИЕ СНИМКОВ В СЕЛЕВЕДЕНИИ - один из методов изучения селей, особенно широко используемый при их картографировании...
Селевые явления. Терминологический словарь
- - рассматривание, чтение, расшифровка содер. аэрофотоснимков любых видов. Вследствие разностороннего содер...
Геологическая энциклопедия
- - чтение, расшифровка, интерпретация содер...
Геологическая энциклопедия
- - распознавание заснятых объектов, в частности растительности, ее состояния и продуктивности, характера поверхности, границ отдельных ценоэкосистем...
Экологический словарь
- - см....
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона
- - I Дешифри́рование дешифрование, расшифровка, чтение текста, написанного условными знаками, шифром, тайнописью...
- - Дешифрирование аэроснимков, один из методов изучения местности по её изображению, полученному посредством аэросъёмки...
Большая Советская энциклопедия
- - Дешифрирование, дешифрование, расшифровка, чтение текста, написанного условными знаками, шифром, тайнописью...
Большая Советская энциклопедия
- - метод исследования территории по ее аэрофотографическим изображениям, заключающийся в обнаружении и распознавании объектов, определении их качественных и количественных характеристик и отображении их условными...
Большой энциклопедический словарь
- - ДЕШИФРИ́РОВАТЬ, -рую, -руешь; -ованный; сов. и несов., что. Определить, опознать объект по его изображению. Д. местность. Д. корабль...
Толковый словарь Ожегова
- - дешифри́рование ср. 1. процесс действия по несов. гл. дешифрировать 2. Результат такого действия...
Толковый словарь Ефремовой
- - дешифр"...
Русский орфографический словарь
- - разбирание и чтение шифрованных рукописей...
Словарь иностранных слов русского языка
- - расшифровка, опознавание, опознание, дешифрация, расшифровывание, дешифрование, декодировка, дешифровка, фотодешифрование, раскодирование,...
Словарь синонимов
- - ...
Словарь антонимов
"дешифрирование снимков" в книгах
Дешифрирование (аэроснимков)
БСЭДешифрирование (расшифровка)
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ДЕ) автора БСЭВыбираем качество снимков
Из книги Цифровая фотография в простых примерах автора Биржаков Никита МихайловичВыбираем качество снимков Снимая в Jpeg, вы столкнетесь с выбором качества изображения. Оно сильно зависит от разрешения и степени сжатия. С одной стороны, снимая в максимальном качестве, вы получите четкие и резкие кадры, но с другой – на карту памяти влезет гораздо больше
Создание экранных снимков
Из книги Linux Mint и его Cinnamon. Очерки применителя автора Федорчук Алексей ВикторовичСоздание экранных снимков Поскольку каждому практикующему линуксописателя делать экранные снимки подчас приходится в массовых количествах (десятками, а иногда и сотнями), то к скриншоттеру предъявляются довольно жёсткие требования не только в плане функциональности,
13.4. Сохранение снимков в библиотеке фотографий
Из книги iOS. Приемы программирования автора Нахавандипур Вандад13.4. Сохранение снимков в библиотеке фотографий Постановка задачи Необходимо обеспечить возможность сохранения снимков в пользовательской библиотеке
Создание экранных снимков
Из книги Программирование КПК и смартфонов на.NET Compact Framework автора Климов Александр П.Создание экранных снимков Если при работе с мобильным устройством необходимо сделать скриншоты, то для реализации замысла необходимо использовать внешние устройства. Конечно, можно просто сфотографировать экран, но настоящий программист будет использовать функции
Создание панорамных снимков
Из книги 500 лучших программ для Windows автора Уваров Сергей СергеевичСоздание панорамных снимков Достигнув определенного уровня мастерства и научившись создавать красивые портреты и пейзажи, несомненно, нужно стремиться дальше. Многие фотолюбители нередко находили чрезвычайно красивый пейзаж, проникаясь непреодолимым желанием
Глава 5 О качестве снимков
автора Зьомко ОльгаГлава 5 О качестве снимков Пожалуй, разговор о качестве снимков можно считать краеугольным камнем темы продажи своих фотографий на микростоковых сайтах. Очень часто, когда люди, в целом далекие от искусства фотографии, слышат о том, что кто-то продает свои фотоснимки и
Коммерческая ценность стоковых снимков
Из книги Как заработать на фотографии в Интернете автора Зьомко ОльгаКоммерческая ценность стоковых снимков Крайне туго может прийтись тем фотографам, у которых есть свое уникальное видение объекта съемки. Здесь можно привести в качестве примера студентов-художников (да и просто художников) – все они могут выучить основы живописи и
Глава 9 Программы для обработки снимков
Из книги Как заработать на фотографии в Интернете автора Зьомко ОльгаГлава 9 Программы для обработки снимков После того как съемка окончена, пришло время переносить получившиеся снимки на компьютер и подготавливать их к отправке на проверку Разумеется, вы уже знаете, как вынимать карточку из фотоаппарата, вставлять ее, например, в
Организация каталога снимков
Из книги Как заработать на фотографии в Интернете автора Зьомко ОльгаОрганизация каталога снимков После того как съемка окончена, пришло время переносить получившиеся снимки на компьютер и подготавливать их к отправке на проверку. Разумеется, вы уже знаете, как вынимать карточку из фотоаппарата, вставлять ее, например, в кардридер и
Часть III Обработка снимков
Из книги Цифровая фотография. Трюки и эффекты автора Гурский Юрий АнатольевичЧасть III Обработка снимков Глава 14. ФотомонтажГлава 15. Изменение внешностиГлава 16. Смена погоды и сезонаГлава 17. ФотомастерскаяГлава 18. ФотообрамлениеГлава 19.
8.2.6. Создание снимков экрана
Из книги Самоучитель работы на компьютере автора Колисниченко Денис Николаевич8.2.6. Создание снимков экрана Вы хотите «сфотографировать» окно программы? Нажатие клавиши Print Screen делает снимок всего окна экрана, а нажатие комбинации Alt+Print Screen - текущего окна. Снимок экрана (он же скриншот - от англ. screenshot, или просто «скрин») помещается в буфер обмена
4.7.2. Съемка четырех мгновенных снимков
Из книги Самоучитель работы на Macintosh автора Скрылина Софья4.7.2. Съемка четырех мгновенных снимков Режим съемки четырех фотографий позволяет за один сеанс автоматически выполнить серию снимков. Для этого нажмите на кнопку: Когда будете готовы к фотосессии, запустите съемку, щелкнув мышью по изображению фотоаппарата После
Саша Снимков
Из книги СуперДиджей-2: 45 рецептов по раскрутке автора Масленников Роман МихайловичСаша Снимков Те, кто действительно поставил перед собой цель «Стать тем, о ком идет речь в книге» уже во всю пользуются советами, которые даны совершенно бесплатно! Информация никогда не бывает лишней! Зачем гулять по полю, усеянному граблями, когда можно воспользоваться
Дешифрирование – отвечает на вопрос, что находится в данном месте снимка (какой объект), т.е. возможность получения предметной информации об объекте. Единый процесс дешифрирования включает стадии: обнаружение, распознавание и интерпретацию, а также определение качественных и количественных характеристик объектов и представление результатов дешифрирования в графической, цифровой или текстовой форме. Различают дешифрирование снимков военное, топографическое, геологическое, сельскохозяйственное и др. При географическом дешифрировании прежде всего приходится давать ответ на вопрос о том, что изображено на снимке. В зависимости от целей аэрокосмических исследований содержание этого ответа может быть достаточно простым (лес, водоем, ледник) или более сложным (кедровый лес, сильно поврежденный сибирским шелкопрядом; участки водоема с различной концентрацией взвесей и фитопланктона). Технологии классификации: кластарная (на основании формальных признаков, которые мы задаем, программа распределяет пиксели по классам), классификация с обучением (дешифровщик задает эталоны (обучает программу)) Под дешифрированием всегда понималось извлечение качественнойгеоинформации со снимков при их непосредственном рассматривании. В настоящее время это основной и наиболее распространенный способ извлечения информации из снимков. При визуальном дешифрировании изучаемый локальный объект или явление всегда рассматривается в пространственной взаимосвязи с его окружением, что дает важную дополнительную информацию, которая обычно ускользает при компьютерной обработке. Поэтому стратегия совершенствования способов получения тематической информации по аэрокосмическим снимкам заключается в интеграции визуального и компьютерного дешифрирования, каждое из которых имеет свои достоинства и ограничения. Так, визуальное дешифрирование снимков на экране компьютера с успехом дополняется автоматизированной обработкой по специальным программам, позволяющим улучшить дешифровочные свойства снимка, либо быстро и с большой детальностью выделить четко изобразившиеся объекты. Для разделения объектов разного типа, определения границ между ними используются методы компьютерной классификации (кластеризации). Компьютер позволяет анализировать большие объемы цифровой информации, что необходимо, например, при обработке гиперспектральных снимков. Примечательно, что для суждения о достоверности результатов компьютерной обработки снимков нередко приходится использовать визуальные оценки.
№34 Количественное, инструментальное, автоматизированное и автоматическое дешифрирование. Сложности компьютерного дешифрирования.
Результаты визуального дешифрирования нередко носят субъективный характер, поэтому важно объективизировать этот метод получения информации, вводя в него меру и число. При применении наблюдательных и измерительных приборов говорят об инструментальном и измерительном дешифрировании; если результат дешифрирования получен на основе числовых характеристик изображения, то дешифрирование называют количественным. Всегда стремились автоматизировать в целом эвристический процесс дешифрирования, поэтому в учебных пособиях по дисциплине встречаются термины - автоматизированное и даже полностью автоматическое дешифрирование, которое по праву относится к фундаментальному научному направлению - распознаванию образов.
С распространением персональных компьютеров дешифрирование стали чаще подразделять на визуальное, при котором, как и прежде, результат достигается человеком, использующим свою зрительную систему и интеллект, и компьютерное, когда это поручается (как правило, частично) электронно-вычислительной машине.
Задача компьютерного дешифрирования снимков сводится к классификации -- последовательной «сортировке» всех пикселов цифрового снимка на несколько групп.
Для этого предложены алгоритмы классификации двух видов -- с обучением и без обучения (кластеризации - от англ. «скопление, группа»).
При классификации с обучением пикселы многозонального снимка группируются на основе сравнения их яркостей в каждой спектральной зоне с эталонными значениями.
При кластеризации же все пикселы разделяют на группы-кластеры по какому-либо формальному признаку, не прибегая к обучающим данным. Затем кластеры, полученные в результате автоматической группировки пикселов, дешифровщик относит к тем или иным объектам.
Недостаток метода:
* результаты не всегда объективны (достоверность всего 60-80%);
* метод не совсем самостоятельный (часто помогает и дополняет исполнитель).
№35 Разрешающая способность снимков и пространственное разрешение.
Для характеристики детальности аэрокосмических снимков предложено несколько количественных показателей. Среди дешифровщиков наибольшее распространение получили два показателя: пространственное разрешение и разрешающая способность, которая используется для оценки фотографических материалов.
Разрешающая способность. –возможность раздельного воспроизведения слоем мелких близко расположенных деталей изображения. Ее определяют по фотоизображению специального стандартного тест-объекта - миры. Штриховая мира состоит из элементов с различным числом штрихов, приходящихся на один погонный миллиметр. Штрихи миры делают абсолютно белыми и абсолютно черными, т.е. их визуальный контраст Кв= 1. В настоящее время в качестве единицы измерения приняты миллиметры в минус первой степени (мм-1). Когда говорят,
что фотоматериал имеет разрешающую способность 50 линий на миллиметр (50 мм-1), то это значит, что он может раздельно воспроизвести на одном погонном миллиметре 50 черных штрихов миры шириной в 0,01 мм и 50 белых штрихов.
Разрешающая способность:
Аэрофотоснимков (10-40мм^-1)
Космических (в 2-3р. выше)
Пространственное разрешение – величина, хар-щая размер наименьших объектов, различимых на изображении.
№36 Сопоставительное дешифрирование. Дешифрирование разновременных снимков. Полевое и камеральное дешифрирование. Эталонное дешифрирование. Индикационное.
Сопоставительное дешифрирование - основано на использовании спектральных образов изобразившихся на снимке объектов. Спектральный образ объекта на фотографическом снимке определяется визуально по тону его изображения на серии зональных черно-белых снимков. По полученным данным строится кривая спектрального образа, отражающая изменение оптической плотности изображения на снимках в разных спектральных зонах. При этом откладываемые по оси ординат значения оптической плотности отпечатков D, вверх по оси убывают, чтобы кривая спектрального образа соответствовала кривой спектральной яркости. Схема сопоставительного дешифрирования: определение по снимкам спектрального образа объекта - сопоставление с известной спектральной отражательной способностью - опознавание объекта.
На каждом из зональных снимков по тону изображения разделяются определенные совокупности объектов, причем на снимках в различных зонах эти совокупности разные. Сопоставление зональных снимков позволяет разделить эти совокупности и выделить индивидуальные объекты, в данном случае. Такое сопоставление может быть реализовано совмещением («вычитанием») схем дешифрирования зональных снимков на каждой из которых выделены разные совокупности объектов.
Дешифрирование разновременных снимков. Разновременные снимки обеспечивают качественное изучение изменений исследуемых объектов и косвенное дешифрирование объектов по их динамическим признакам.
Исследования динамики. Для выявления изменений по разновременным снимкам их нужно сопоставить между собой, что осуществляется путем поочередного (раздельного) или одновременного (совместного) наблюдения. Технически визуальное сопоставление разновременных снимков осуществляется наиболее просто их поочередным наблюдением. Очень старый способ «миганий» (фликер-способ) позволяет, достаточно просто обнаружить вновь появившийся отдельный объект быстрым поочередным рассматриванием двух разновременных снимков. Из серии снимков изменяющегося объекта может быть смонтирована иллюстративная кинограмма. Так, например, если получаемые через 0,5 ч с геостационарных спутников в одном и том же ракурсе снимки Земли смонтировать в анимационный файл, то возможно многократно воспроизвести на экране суточное развитие облачности.
Для выявления небольших изменений оказывается более эффективным не поочередное, а совместное наблюдение разновременных снимков, для чего используются специальные приемы:
совмещение изображений (монокулярное (на просвет) и бинокулярное (каждый снимок рассматривается одним глазом, с помощью стереоскопа)); стереоскопические наблюдения (используют при исследовании изменений вследствие движения, перемещения объектов).
Дешифрирование по динамическим признакам. Закономерности временных изменений географических объектов, для которых характерна смена состояний во времени, могут служить их дешифровочными признаками, которые называют временным образом объекта. Например, тепловые снимки, полученные в разное время суток, позволяют распознавать объекты, имеющие специфический суточный ход температуры.
Полевое и камеральное дешифрирование. При полевом дешифрировании опознавание объектов производится непосредственно на местности путем сличения объекта в натуре с его изображением на снимке. Досъемка производится глазомерным или инструментальным способом. Для этого применяются приемники спутникового позиционирования, позволяющие определять в поле координаты объектов, отсутствующих на снимке, практически с любой необходимой точностью.
При камеральном дешифрировании, которое представляет собой основной и наиболее распространенный вид дешифрирования, объект распознается по прямым и косвенным дешифровочным признакам без выхода в поле и непосредственного сличения изображения с объектом. На практике обычно комбинируют оба вида дешифрирования.
Эталонное дешифрирование. Камеральное дешифрирование основано на использовании дешифровочных эталонов , создаваемых в поле на типичные для данной территории ключевые участки. Таким образом, дешифровочные эталоны представляют собой снимки характерных участков с нанесенными на них результатами дешифрирования типичных объектов, сопровождаемые характеристикой дешифровочных признаков. Далее эталоны используются при камеральном дешифрировании, которое выполняется способом географической интерполяции и экстраполяции , т. е. путем распространения выявленных дешифровочных признаков на участки между эталонами и за их пределами.
ПриИндикационном дешифрировании определяют не сам объект, который может и не изобразиться на снимке, а его указатель, индикатор. В качестве индикатора наиболее часто выступают растительный покров, а также рельеф и гидрография. Косвенные признаки лежат в основе ландшафтного метода дешифрирования, базирующегося на многосторонних связях между отдельными компонентами ландшафта, между дешифрируемым объектом и всем природным комплексом.
Пример: По растительности можно судить также о почвах и грунтах, индикаторами движения водных масс в океане, приповерхностных ветров, льда ледников часто служат массовые объекты (трассеры), в совокупности визуализирующие направление и характер
движения. Их роль могут выполнять битые льды, фитопланктон, рисунок трещин или слоистости на поверхности горного ледника
При индикационном дешифрировании составляют так называемые индикационныетаблицы, где для каждого типа или состояния индикатора указан соответствующий ему вид индицируемого объекта.
№37 Особенности наблюдения снимков на экране дисплея. Приборы и вспомогательные средства. Оформление результатов дешифрирования.
Особенности наблюдения снимков на экране компьютера. Для восприятия снимков важны характеристики экрана дисплея: наилучшие результаты дешифрирования достигаются на экранах большого размера, воспроизводящих максимальное количество цветов и имеющих высокую частоту обновления изображения. Увеличение цифрового снимка на экране компьютера близко к оптимальному в тех случаях, когда одному пикселу экрана соответствует один пиксел снимка.
Время эффективной работы при дешифрировании экранных снимков короче, чем при визуальном дешифрировании отпечатков. Необходимо учитывать также текущие санитарные нормы работы на компьютере, регламентирующие, в частности, минимальное расстояние глаз дешифровщика от экрана (не менее 500 мм), длительность непрерывной работы, интенсивность электромагнитных полей, шума и т.д.
Приборы и вспомогательные средства. Часто в процессе визуального дешифрирования необходимо произвести несложные измерения и количественные оценки. Для этого применяют различного рода вспомогательные средства: палетки, шкалы и таблицы тонов, номограммы и т.д. Для стереоскопического рассматривания снимков применяют стереоскопы различных конструкций. Лучшим прибором для камерального дешифрирования следует считать стереоскоп с двойной наблюдательной системой. Перенос результатов дешифрирования с отдельных снимков на общую картографическую основу обычно выполняют с помощью небольшого специального оптико-механического прибора.
Оформление результатов дешифрирования. Результаты визуального дешифрирования наиболее часто представляют в графической, текстовой и реже цифровой формах. Обычно в итоге дешифровочных работ получают снимок, на котором графически выделены и обозначены условными знаками изучаемые объекты. При работе на компьютере результаты удобно представлять в виде принтерных отпечатков. По космическим снимкам создаются так называемые схемы дешифрирования, которые по своему содержанию представляют фрагменты тематических карт, составленных в масштабе и проекции снимка.
№38 Две технологические схемы визуального дешифрирования. Этапы дешифрирования.
Технология и организация работ по дешифрированию существенно зависят от его задач, территории, масштаба и вида снимков (фотографических или сканерных, тепловых, радиолокационных и др.), от использования одиночных снимков или их серий (многозональных, разновременных). Существуют различные организационно-технологические схемы дешифрирования, но все они включают следующие этапы:
2) выявление набора объектов дешифрирования (составление предварительной легенды будущей схемы дешифрирования или карты);
3) подбор снимков для дешифрирования, преобразование снимков для повышения их выразительности, подготовка приборов и вспомогательных средств дешифрирования. Следует иметь в виду, что снимки, оптимальные для решения одной задачи, могут оказаться неэффективными для другой;
4) собственно дешифрирование аэрокосмических снимков и оценка его достоверности;
5) оформление результатов дешифрирования.
Центральным моментом любых работ является собственно дешифрирование аэрокосмических снимков. Тематическое дешифрирование можно выполнять по двум принципиальным логическим схемам. Первая схема предусматривает вначале распознавание объектов, а затем их графическое выделение; вторая схема - вначале графическое выделение на снимке участков с однотипным изображением, а затем их распознавание. Обе схемы завершаются этапом интерпретации, научного толкования результатов дешифрирования. Работая со снимками, особенно с космическими, дешифровщик широко привлекает дополнительный материал, обычно картографический, который служит для уточнения дешифровочных признаков и оценки результатов дешифрирования.
Первая схема оказывается универсальной для решения большинства задач; она получила широкое признание в практике визуального дешифрирования. Вторая схема весьма эффективна при дешифрировании относительно простых объектов по яркостным признакам, но имеет ограниченное применение. Обе эти схемы при компьютерном дешифрировании реализуются в технологиях классификации с обучением и без обучения.
№ 39 Дешифровочные признаки. Прямые и косвенные (форма, размер, тон, цвет, тень). Рисунок изображения (текстура, структура).
На аэрокосмическом снимке объекты отличаются один от другого по ряду дешифровочных признаков. Выделяют основные признаки, которые принято делить на прямые (простые и сложные) и косвенные . Прямые простые дешифровочные признаки - форма, размер, тон (цвет) изображения и тень, а сложный (комплексный) признак, объединяющий выше названные признаки, - рисунок изображения. Косвенные признаки основаны на связях между объектами, на возможности выявления не видимых на снимке объектов по другим объектам, хорошо изобразившимся. Косвенными признаками служат также местоположение объекта, географическое соседство, следы воздействия объекта на окружение.
Каждому объекту присущи особенности, проявляющиеся в прямых и косвенных дешифровочных признаках, которые в общем не постоянны, а зависят от сезона, времени и спектральных диапазонов съемки, масштаба снимков и т.д. Начинающий исполнитель больше работает с прямыми дешифровочными признаками; умелое использование косвенных признаков - свидетельство высокой квалификации дешифровщика.
При прямом дешифрировании используются прямые признаки.
Форма - результативный прямой признак при визуальном дешифрировании. Именно в форме контура заключается основная часть информации об объекте. Антропогенные объекты имеют геометрически правильную, стандартную форму - по прямоугольной форме выделяют сельскохозяйственные поля.
Размер - признак, используемый главным образом при работе с крупномасштабными снимками. По размеру различают здания разного функционального назначения, разделяют поля зерновых и кормовых севооборотов.
Тон изображения, определяемый яркостью объекта и спектральной зоной съемки, помогает разделить основные типы поверхности: снег, открытый грунт, растительность.
Цвет - более информативный и надежный признак, чем тон черно-белого снимка. По цвету хорошо выделяются водные объекты, леса, луга, распаханные поля. Используя снимки с целенаправленно искаженной цветопередачей, разделяют различные типы растительности, горных пород и т.д.
Тень можно отнести как к прямым, так и к косвенным дешифровочным признакам. Тень на детальных снимках отражает силуэт заснятого объекта и позволяет оценить его высоту. Поскольку тень всегда имеет относительный контраст, значительно больший, чем сам объект, то часто только падающая тень позволяет обнаружить на снимках малоразмерные в плане, но высокие объекты, например заводские трубы. В горных районах глубокие тени затрудняют дешифрирование. Тени существенно влияют на рисунок изображения.
Рисунок изображения - устойчивый комплексный дешифровочный признак, обеспечивающий безошибочное опознавание не только таких объектов, как сельскохозяйственные поля, населенные пункты, но и разных типов геосистем. Каждому природно-территориальному комплексу свойствен определенный рисунок на снимке, который отражает его морфологическую структуру. В рисунке изображения различают текстуру - форму рисункообразующих элементов и структуру - пространственное расположение элементов текстуры. Иногда рисунок изображения характеризуют количественными показателями, что служит основой морфометрического дешифрирования.
№ 40 Характеристики компьютерных систем для обработки снимков (аппаратное обеспечение, программное, экранная визуализация и печать снимков).
Быстродействие, Объем видеопамяти, Программное обеспечение. К пакетам программ для компьютерной обработки снимков предъявляются следующие основные требования:универсальность возможность визуализации программируемость: интегрированность: Применяют также программное обеспечение общего назначения: для визуализации снимков, простой обработки иподготовки к выводу на печать - программы графической редакции (Adobe Photoshop, Corel PHOTO-PAINT), для создания описаний и отчетов - текстовые программы-редакторы (MS Word, Word Perfect), для количественного анализа снимков - программы статистической обработки данных (MS Excel), для просмотра и получения снимков по сети Интернет - сетевые программы (MS Internet Explorer, Netscape
Аппаратное обеспечение. Основные компоненты компьютера включают: центральное процессорное устройство (ЦПУ); оперативную память (ОП), хранящую данные и программы, используемые компьютером в текущий момент работы; жесткий диск для постоянного хранения данных и программ; управляющие контроллеры различных внешних устройств для ввода, вывода и представления информации - дисководов, монитора, принтера, сканера, устройств для чтения и записи магнитных лент, устройств воспроизведения звука, цифровых камер, карманных компьютеров, приемников глобального спутникового позиционирования (ГЛОНАСС/GPS) и т. п.
Для обработки снимков наиболее важны следующие взаимосвязанные параметры компьютера:
Быстродействие, объем дисковой и оперативной памяти, объем видеопамяти.
Экранная визуализация и принтерная печать снимков. Опыт показывает, что для комфортного визуального дешифрирования снимка на экране важно использовать экран размером не менее 17 дюймов (43 см) по диагонали, с матрицей экрана не менее 1024x768 пикселов.
Поскольку результаты компьютерной обработки часто представляются на бумаге, немаловажен способ изготовления принтерных отпечатков снимков. Для этого используется лазерная и струйная печать. При более распространенной струйной технологии изображение создается с помощью печатающей головки принтера, из которой на бумагу выпрыскиваются микроскопические капельки разноцветных чернил.
При изготовлении принтерных отпечатков следует учитывать, что всегда цвета отпечатка будут отличаться от цветовой гаммы экранного снимка. Поэтому необходима взаимная калибровка принтера и экрана монитора, для которой имеются специальные компьютерные программы. Еще один важный параметр - разрешающая способность принтера, традиционно измеряемая в dpi. Для высококачественного воспроизведения снимка необходима разрешающая способность не менее 600 dpi.
Программное обеспечение подразделяется на операционные системы и прикладные программы. Первые обеспечивают работу компьютера в целом и базовые функции: доступ к файлам, запуск прикладных программ, управление порядком обращения различных программ ко внешним устройствам, таким, как жесткий диск и принтер.
К пакетам программ для компьютерной обработки снимков предъявляются следующие основные требования:
а) универсальность;
б) возможность визуализации;
в) программируемость;
г) интегрированность;
№ 41Тенденции в развитии аппаратного, программного и информационного обеспечения.
Персональные компьютеры быстро совершенствуются, расширяя возможности обработки снимков. Увеличивается быстродействие процессоров, растет их количество, объемдисковой и оперативной памяти; практикуется распределенная обработка снимков на нескольких компьютерах благодаря использованию локальных сетей и сети Интернет; увеличивается размер экранов и улучшается их качество; расширяются компьютерные средства для использования стереоизображений и виртуальных трехмерных моделей в процессе дешифрирования. В перспективе возможно голосовое управление программами вместо ручного ввода команд. Увеличивается объем общедоступной справочной цифровой информации, например библиотек эталонных значений спектральных характеристик различных объектов на земной поверхности; появляются новые цифровые топографические и тематические карты на разные районы Земли. Совершенствуются алгоритмы обработки данных и разрабатываются полуавтоматические интерактивные экспертные системы для дешифрирования снимков на основе базы знаний - совокупности решающих правил и базы справочных данных.
№ 42 Форматы хранения цифровых снимков. Компрессия – декомпрессия информации.
Форматы хранения цифровых снимков. Формат, в котором хранится файл снимка - это способ его записи для хранения на носителе информации (жестком диске, дискете, CD-ROM).
Существует большое разнообразие растровых графических форматов для хранения различных изображений, которые используются и для снимков, например TIFF, BMP (без потери информации), JPEG, GIF (с потерей информации). Единого общепринятого формата для хранения аэрокосмических снимков нет.
Большинство пакетов программ для компьютерной обработки снимков обеспечивают чтение наиболее распространенных растровых форматов и перевод из одного формата в другой.
Компрессия цифровых снимков («упаковка», «сжатие») - это преобразование, направленное на уплотнение информации, на уменьшение ее объема, выражаемого в битах или байтах. Это необходимо для экономии памяти, требуемой для записи и хранения снимков, при передаче их со спутников на Землю по каналам космической связи с небольшой пропускной способностью, а также для сжатия избыточно детальных изображений, что позволяет быстрее обрабатывать их на компьютере или передавать по сети Интернет.
Компрессия сочетается с декомпрессией («распаковкой») - восстановлением исходного изображения. Компрессия может производиться без потерь и с потерей информации. Если на снимке присутствуют однотонные объекты, которые отображаются пикселами с одним и тем же значением яркости, например чистые водоемы, то компрессия без потери информации проводится путем замены повторяющихся одинаковых значений яркости одним значением с указанием числа таких пикселов. Опыт показывает, что при этом виде компрессии объем информации аэрокосмических снимков в среднем уменьшается раза в два, но изображение можно полностью восстановить при декомпрессии. Обычно сжатие без потери информации осуществляют посредством широко используемого для записи изображений формата TIFF. При компрессии с потерей информации изменяющиеся в определенных пределах значения яркости пикселов однотипных участков, например лесных насаждений, усредняются, а затем для всех пикселов записывается одно это среднее значение и число пикселов. В этом случае объем информации аэрокосмического изображения удается уменьшить в десятки раз, но при декомпрессии детали изображения уже не восстанавливаются. Так выполняется сжатие изображения в формате JPEG, который используется для изготовления просмотровых космических снимков в Интернете.
№ 43Анализ современных источников получения аэрокосмической информации. Google Планета Земля, SASPlanet.
Google профессиональный инструмент для обработки, анализа и визуализации геоданных. Программа объединяет в себе огромное количество спутниковых фотографий, что составляет полную карту Земли. Практически вся поверхность суши покрыта изображениями, полученными от компании DigitalGlobe, и имеющими разрешение 15 м. на пиксель. Есть отдельные участки поверхности (как правило, покрывающие столицы и некоторые крупные города большинства стран мира), имеющие более подробное разрешение. Например, г. Москва снята с разрешением 0,6 м/пиксель, а многие города США c разрешением 0,15 м/пиксель. Данные о ландшафте имеют разрешение порядка 100 м. SAS.Планета / SAS.Planet / SASPlanet – свободная программа, предназначенная для просмотра и загрузки спутниковых снимков высокого разрешения и обычных карт? все скачанные вами карты останутся у вас на компьютере, и вы сможете их просматривать даже без подключения к интернету. Помимо спутниковых карт возможна работа с политической, ландшафтной, совмещенной картами, а также картой Луны и Марса. Загрузка карт осуществляется как выделением некоторой области (возможно непрямоугольной), так и в процессе перемещения по карте. Карты часто обновляются – программа позволит вам загрузить только самые новые.
| | | | | | | | | | | | | | | | 17 |
1. Какие виды аэрофотосъемки применяют в лесном хозяйстве?
2. Каковы причины искажения изображений на аэрофотосъемках и способы их устранения?
3. Какие виды дешифрирования Вы знаете?
4. В чем сущность разности продольных параллаксов?
5. Для каких целей закладывается таксационно -дешифрованная пробная площадь (ТДПП)?
6. Что такое дистанционные методы в изучении лесов?
1
. В связи с широким применением аэрофотосъемки во многих отраслях лесного дела имеют значение различные виды фотографирования земной поверхности с самолета.
Виды аэрофотосъемки отличаются рядом признаков.
Фотографирование земной поверхности с самолета может происходить при различных положениях главной оптической оси аэрофотоаппарата. В зависимости от этого признака существуют следующие виды аэрофотосъемки: горизонтальная, плановая и наклонная (перспективная) - рис.
Под горизонтальной подразумевается такая аэрофотосъемка, при которой главная оптическая ось аэрофотоаппарата занимает отвесное положение (α=0), плоскость негатива строго горизонтальна.
Если в момент фотографирования главная оптическая ось аэрофотоаппарата отклоняется от отвесной линии в среднем на 1-1,5°, но не более 3°, то такая аэрофотосъемка называется плановой.
Фотографирование же при наклонном положении главной оптической оси аэрофотоаппарата (α>3°) называется наклонной, или перспективной, аэрофотосъемкой. В том случае, когда на аэроснимке изображается естественный горизонт, аэрофотосъемка будет перспективной с горизонтом.
Кроме того, может быть планово-перспективная аэрофотосъемка, при которой по одному и тому же маршруту с помощью специальных аэрофотоаппаратов одновременно производятся плановые и перспективные аэроснимки.
В зависимости от характера покрытия местности аэроснимками аэрофотосъемка разделяется на одинарную, маршрутную и многомаршрутную, или аэрофотосъемку площади.
Oдинapнaя аэpoфoтocъeмкa представляет собой фотографирование отдельных объектов местности (например, гари, ветровала, склада древесины, участка леса, сплава и др.) одиночными аэроснимками. Такая аэрофотосъемка применяется при решении отдельных лесохозяйственных вопросов, при аэротаксации лесов и авиационной охране лесов от пожаров.
Маршрутной аэрофотосъемкой называется воздушное фотографирование полосы местности по определенному маршруту. В зависимости от объекта, подлежащего аэрофотосъемке, маршруты полетов могут быть прямолинейными (ряд кварталов леса), ломаными, или криволинейными (вдоль русла реки). При такой аэрофотосъемке между аэроснимками в маршруте осуществляется перекрытие, достигающее 56-60%. Оно называется продольным перекрытием.
Маршрутная аэрофотосъемка, состоящая из одного, двух или трех маршрутов, применяется для лесотранспортных, водномелиоративных и других работ, проводимых в пределах узкой полосы местности.
Многомаршрутная, или аэрофотосъемка площади, применяется в тех случаях, когда необходимо заснять лесной массив, занимающий значительную площадь. Производится она путем проложения ряда прямолинейных и параллельных между собой маршрутов аэроснимков, взаимноперекрывающихся. При данном виде аэрофотосъемки, помимо продольных перекрытий между аэроснимками в маршрутах, должно быть соблюдено и заданное перекрытие между аэроснимками соседних маршрутов полета, называемое поперечным перекрытием, Обычно оно составляет 30-40% (рис. 16).
В России ведущее место в картографировании страны, в том числе лесных массивов, заняла плановая аэрофотосъемка. Планово-перспективная аэрофотосъемка получила крайне ограниченное распространение, а перспективная аэрофотосъемка применяется для научных целей и для получения фотографии - панорамы местности.
По методу последующей фотограмметрической обработки аэроснимков и изготовления конечной продукции различаются три вида аэрофотосъемки: контурная, комбинированная и стереофотограмметрическая, или стереотопографическая.
Контурная аэрофотосъемка - это съемка, в результате которой получается контурный план местности.
Комбинированная аэрофотосъемка заключается в том, что контурный план местности создается путем использования материалов аэрофотосъемки, а рельеф изображается на нем горизонталями в результате полевых наземных топографогеодезических работ, преимущественно с применением мензульной съемки с использованием аэроснимков.
Стереофотограмметрическая, или стереотопографическая, съемка дает возможность получить топографический план местности на основании камеральной обработки аэроснимков при небольшом объеме геодезических работ.
Лётно-съемочный процесс для всех этих видов аэрофотосъемки в основном один и тот же, но стереофотограмметрическая съемка предъявляет специальные требования к оптике, юстировке аппарата и фиксированию элементов внешнего ориентирования.
Плановую аэрофотосъемку разделяют на крупномасштабную - при масштабе фотографирования крупнее 1:10000, среднемасштабную - при масштабе фотографирования от 1:10000 до 1:30000, мелкомасштабную-при масштабе фотографирования мельче 1:30000 (1:50000, 1:75000 и предельно до 1:100000).
Применение того или иного вида аэрофотосъемки в лесном деле зависит от назначения самой съемки и предъявляемых к ней требований. Аэроснимки, полученные в результате плановой, перспективной или других видов аэрофотосъемки в крупном или мелких масштабах, резко различаются по фотограмметрической обработке и использованию их для различных целей лесного хозяйства и лесной промышленности.
Фотограмметрическая обработка плановых аэроснимков наиболее проста в условиях равнинной местности. Здесь она заключается прежде всего в устранении искажений от несоблюдения вертикального положения главной оптической оси аэрофотоаппарата и от колебаний высоты полета.
Возможность использования плановых аэроснимков для таксации леса без предварительной и сложной фотограмметрической обработки (развертывания, трансформирования) является большим достоинством и позволяет сразу же после аэрофотосъемки применить их для полевых работ. В тех же случаях, когда для решения различных лесохозяйственных и лесоинженерных задач требуется составление более точных планов, создаются фотопланы с соблюдением потребной степени точности.
Основным недостатком плановой аэрофотосъемки считается меньшая производительность ее по сравнению с перспективной и планово-перспективной съемками. Но при современном со стоянии техники этот недостаток устраняется в связи с наличием широкоугольных объективов, применением увеличения фотоизображений и большого формата аэроснимков.
Аэроснимки наклонной аэрофотосъемки с перспективным изображением снятой местности имеют переменный масштаб, уменьшающийся от переднего плана к дальнему. При этом значительное уменьшение масштаба на дальнем плане вызывает резкое падение распознаваемости снимаемых объектов и таксационных показателей насаждений. Если на переднем плане деревья с кронами видны полностью, то по мере удаления от переднего плана к дальнему кроны деревьев все более налегают друг на друга и закрывают собой мелкие прогалины, речки, дороги, просеки и другие земные объекты.
При наклонной аэрофотосъемке в горной местности на аэроснимках получаются значительные искажения ситуации, появляются «мертвые» пространства, вследствие чего на них не фиксируется ряд важных деталей местности.
К числу основных недостатков наклонной аэрофотосъемки относится большая сложность их фотограмметрической обработки.
Заслуживает внимания так называемая щелевая аэрофотосъемка, разработанная в 1936 г. В.С. Семеновым. Схема двухщелевого аэрофотоаппарата системы Семенова приведена на рис. 17.
Сущность щелевой аэрофотосъемки заключается в непрерывном фотографировании полосы местности на движущуюся пленку сквозь узкую щель в фокальной плоскости камеры, расположенную перпендикулярно направлению полета. Щелевой аппарат затвора не имеет, объектив ею все время открыт. При щелевой аэрофотосъемке происходит непрерывное экспонирование пленки, поэтому контактный отпечаток имеет на рулонной бумаге вид сплошной ленты. Движение пленки синхронизировано с движением изображения, что и обусловливает резкость снимка.
Чаще всего щелевые аппараты делаются двухобъективными. Один из них, широкоугольный, дает мелкомасштабное изображение, другой - Крупномасштабное. С помощью этих аппаратов можно производить фотографирование с низкой высоты полета в облачные дни и в условиях сумерек, получать плановые аэроснимки одновременно в различных масштабах, выполнять стереоскопическую съемку одним объективом через обе щели и вести перспективную съемку под любым заданным углом. в частности, щелевая аэрофотосъемка под углом 45° применялась при изучении лесосырьевых баз в зимних условиях. Такая съемка названа аксонометрической. Это правильно только по отношению к середине ленты, так как изображения предметов в краевых частях получались под иными поперечными углами, непрерывно увеличивающимися от центра к краям аэроснимка. По этой причине измерительные свойства таких аэроснимков значительно хуже плановых. Кроме того, встречается полосатость (ребристость) изображения, возникающая за счет неполной синхронизации движения пленки с движением изображения.
Щелевая аэрофотосъемка имеет практическое значение для лесоустройства, различных лесоинженерных и лесохозяйственных целей.
За последние годы развитие получает двухмасштабная аэрофотосъемка. Такая аэрофотосъемка выполняется одновременно двумя аэрофотоаппаратами, в двух различных масштабах (мелком и крупном) при соотнощении 1:2. При лесоустройстве аэроснимки более мелкого масштаба используются для составления планово-картографических материалов, а аэроснимки более крупных масштабов служат для контурного дешифрирования, полевых работ, ориентирования на местности, таксационного и измерительного дешифрирования.
Применяемые для этой цели спаренные аэрофотоаппараты имеют различные фокусные расстояния и при наличии разных форматов аэроснимков (например, 18х18 см и 30x30 см) позволяют почти полностью покрыть снимаемую площадь аэроснимками двух масштабов. Для крупномасштабной аэрофотосъемки возможно уменьшение величины поперечного перекрытия (16-20%). так как такие аэроснимки фотограмметрической обработке не подвергаются.
2 . АЭРОФОТОСЪЁМКА, фотографирование земной поверхности с воздуха специальным фотоаппаратом (аэрофотоаппаратом, АФА), смонтированным на подвижном носителе (например, на самолёте, вертолёте, дирижабле). Широко применяется для картографирования, разведки местности (исследования природных ресурсов), экологического контроля, в археологии и др. Обычно аэрофотосъемку выполняют однообъективным АФА для покадровой фоторегистрации, который отличается от обычного фотоаппарата максимально полной автоматизацией съёмочного процесса, применением дистанционного управления и контроля, большим форматом кадра. Аэрофотосъемку осуществляют по определённому направлению (маршрутная аэрофотосъемка) или по площади (площадная аэрофотосъемка); диапазон длин волн от 380 до 1300 нм. На качество получаемых фотоснимков (помимо несовершенства съёмочной аппаратуры) оказывают влияние такие факторы, как рассеяние света в атмосфере, турбулентность атмосферы, термобарические условия, смещение оптического изображения относительно фотослоя в процессе экспонирования. Для уменьшения смещения изображения аэрофотосъемку выполняют с минимальными по длительности выдержками, а также используют оптическую или механическую компенсацию. При использовании оптических (зеркальных или клиновых) компенсаторов оптическое изображение смещается на фотослоев направлении, противоположном движению самолёта или другого носителя. При механической компенсации фотоплёнку перемещают в направлении смещения оптического изображения со скоростью, близкой к скорости носителя; экспонирование осуществляется через узкую щель, поэтому такие АФА называются щелевыми.
Изображение местности на снимке имеет искажения, основные из которых обусловлены непостоянством высоты фотографирования, рельефом местности, наклоном снимка, кривизной земной поверхности.
Различают плановую и перспективную аэрофотосъемку. При плановой аэрофотосъемке (наиболее распространена) оптическая ось фотообъектива перпендикулярна земной поверхности (при этом АФА занимает горизонтальное положение). Для сохранения положения АФА неизменным в течение всего времени съёмки его стабилизируют при помощи гироскопических устройств. Перспективная аэрофотосъемка осуществляется при наклонных (по отношению к земной поверхности) положениях оптической оси; применяется в основном для получения обзорно-поисковой информации. Незначительные перспективные искажения изображения на аэрофотоснимке исправляют посредством специальных приборов - фототрансформаторов. Аэрофотоснимки подвергают дешифрованию (распознаванию зафиксированных на них объектов) или фотограмметрической обработке. Для лучшего распознавания наземных объектов аэрофотосъемку нередко выполняют с помощью многообъективных АФА в различных участках оптического спектра (спектрозональная аэрофотосъемка). Для получения фотосхемы местности при съёмке обеспечивают взаимное перекрытие изображаемых участков на соседних фотоснимках. При перекрытии свыше 60% соседние фотоснимки образуют так называемые стереопары, позволяющие наблюдать стереоскопическое изображение местности. Для расширения полосы фоторегистрации используется панорамная аэрофотосъемка. Прямое панорамирование обеспечивается покачиванием объектива (или всего АФА) в плоскости, перпендикулярной направлению полёта; косвенное панорамирование - с помощью призменных или зеркальных систем, располагаемых перед объективом АФА. Масштаб фотоснимков m зависит от высоты фотографирования Н и фокусного расстояния объектива f: m=f/Н; соответственно различают крупномасштабные, среднемасштабные и мелкомасштабные (высотные) снимки.
3 .Топографическое дешифрирование является одним из основных процессов технологической схемы создания и обновления карт.
По данным профессора М.Д. Коншина, удельный вес стоимости топографического дешифрирования при съемках карт масштаба 1: 25 000 составляет около одной третьей, а при обновлении карт масштабов 1: 25 000 - 1: 100 000 - до половины стоимости их создания.
Топографическое дешифрирование фотоснимков производится с целью обнаружения, распознавания и получения характеристик объектов, которые должны быть изображены на составляемой или обновляемой топографической карте.
Ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков имеет целью региональное или типологическое районирование местности. Это имеет большое значение как для изучения поверхности Земли, так и для решения специальных технических задач, например, для планирования аэросъемки.
Отраслевое (специальное) дешифрирование производится различными организациями для решения ведомственных задач, отнесенных ко второй группе, и имеет много разновидностей.
Виды и разновидности дешифрирования аэрофотоснимков не являются какими-то резко отличными и не связанными друг с другом. Это, в частности, проявляется в единстве методов и способов выполнения работ, применяемых во всех видах дешифрирования.
Из принятой классификации видов дешифрирования для военных топографов наибольший интерес представляют две разновидности:
Топографическое дешифрирование;
Военное дешифрирование.
Топографическое дешифрирование фотоснимков - это обнаружение и распознавание, а также получение характеристик тех объектов, которые должны быть изображены на топографической карте.
Военное дешифрирование - это процесс обнаружения и распознавания военных объектов, а также определения тактических свойств местности по их фотографическим изображениям.
Результаты дешифрирования доводятся до войск в графической, цифровой или текстовой формах.
В зависимости от принципов организации работ и условий выполнения различают четыре метода дешифрирования аэрофотоснимков:
Полевое дешифрирование предусматривает выполнение работ непосредственно на местности. В результате полевого дешифрирования выявляются все объекты, которые необходимо нанести на топографическую карту, в том числе и не изобразившиеся на фотоснимке. Опознанные объекты и их характеристики вычерчиваются на фотоснимке в условных знаках.
Методы и способы дешифрирования
дешифрование снимок фотоизображение
Полевое дешифрирование аэрофотоснимков может быть полным и неполным.
При полном производится распознавание всех подробностей, подлежащих вскрытию (например, распознаются все элементы местности, изображаемые на топографической карте).
Неполное полевое дешифрирование обеспечивает распознавание только тех объектов, которые не могут быть надежно отдешифрированы камерально.
Полевой метод дешифрирования аэрофотоснимков применяется при:
Съемке и обновлении карт на районы, имеющие особо важное хозяйственное и оборонное значение;
Геодезических работах;
Полевой подготовке снимков;
Создании фотоснимков - эталонов дешифрирования на ключевые участки.
Недостатком полевого метода является его трудоемкость и значительные материальные затраты. Кроме того, полевое дешифрирование сложно в организационном отношении.
Камеральный метод дешифрирования фотоснимков предусматривает распознавание объектов и получение их характеристик без выхода в поле путем изучения свойств фотоизображений.
Основой для принятия решения при камеральном дешифрировании служат дешифровочные признаки объектов, определенным образом изобразившихся на снимке.
Камеральный метод дешифрирования аэрофотоснимков является в настоящее время основным во всех видах дешифрирования и используется при стереотопографическом методе аэрофототопографической съемки. Недостаток метода состоит в том, что он не может обеспечить 100%-ную полноту и достоверность полученной информации.
Аэровизуальный метод заключается в распознавании объектов с самолета или вертолета. Этот метод позволяет увеличить производительность и снизить стоимость работ в труднодоступных и малообжитых районах.
Например, стоимость аэровизуального дешифрирования в труднодоступных районах составляет около 40% от затрат, необходимых для выполнения полевого дешифрирования.
Вместе с тем, аэровизуальный метод дешифрирования требует специальной подготовки операторов по быстрому ориентированию и распознаванию объектов за сравнительно ограниченные сроки.
Комбинированный методпредусматривает сочетание камерального и полевого дешифрирования, причем, в поле или в полете выявляются и распознаются только те объекты или их характеристики, которые невозможно вскрыть камерально, то есть основная работа по дешифрированию выполняется в камеральных условиях.
Вопрос о том, должно ли камеральное дешифрирование предшествовать полевому (аэровизуальному) или наоборот, решается в зависимости от конкретных условий.
Во всех без исключения методах дешифрирования применяются три способа выполнения работ:
Визуальный;
Машинный (автоматический);
Комбинированный (человек и машина).
Визуальный способ дешифрирования снимков является основным. В дальнейшем, даже в случае развития машинного способа, он будет чаще применяться в полевом и аэровизуальном методах.
Восприятие и обработку информации снимка осуществляет глаз и мозг оператора дешифровщика. Если глаз не вооружен, говорят о непосредственном визуальном дешифрировании.
Однако, как правило, человек использует технические средства, расширяющие возможности глаза. В этом случае говорят об инструментальном визуальном дешифрировании.
Для успешного решения задач дешифрирования часто применяют снимки, на которых показан пример дешифрирования. Такие снимки носят название аэрофотоснимков - эталонов, а способ дешифрирования - визуальное дешифрирование по эталонам.
Машинный (автоматический) способ дешифрирования предусматривает выполнение всех этапов дешифрирования с помощью специальных устройств. Различают следующие разновидности машинного способа:
Микрофотометрический;
Фотоэлектронный;
Пространственной фильтрации.
Микрофотометрический способ дешифрирования аэрофотоснимков основан на установлении и использовании корреляционных связей между свойствами объектов и статистическими характеристиками их фотоизображений. Для этих целей пригодны фотометрические (средняя плотность, ее дисперсия, асимметрия и эксцесс, корреляционные функции оптической плотности и т. п.), геометрические (средние размеры, кривизна, частота пересечений контурных линий и т. д.) и другие характеристики фотоизображений.
Фотоэлектронный способ дешифрирования аэрофотоснимков аналогичен микрофотометрическому. Однако, в отличие от микрофотометрического способа, здесь информация считывается одновременно с некоторой площади изображения и обрабатывается параллельно.
Способ пространственной фильтрацииоснован на прямом и обратном преобразовании Фурье и корреляционных связях между свойствами объектов и спектрами пространственных частот их фотоизображений.
Комбинированный способ дешифрирования предусматривает тесную связь оператора - дешифровщика с автоматизированной системой, которая должна давать максимум сведений, необходимых человеку для принятия решения по распознаванию.
Вид и разновидность дешифрирования накладывает свой отпечаток на состав распознаваемых на снимке объектов, а также на свойства объектов.
Наиболее представительной является группа топографических объектов:
Гидрография;
Различные угодья;
Населенные пункты;
Дорожная сеть, линии ЛЭП;
Границы и т. п.
Разновидности тематического (отраслевого) дешифрирования направлены на изучение внутреннего содержания объектов.
«Происхождение» объекта определяет не только его внешний облик и положение, но и методику дешифрирования.
Объектам естественного происхождения характерны произвольность формы контура и отсутствие строгой упорядоченности в расположении. Внешний вид характеризуется структурой изображения.
Объектам искусственного происхождения характерны часто стандартные формы, постоянство состава, типовые размеры.
В зависимости от абсолютных значений и соотношений линейных размеров объекты делятся на три группы:
Компактные (имеют исключительно малые размеры);
Линейные (это те, у которых длина более чем в три раза превосходит ширину);
Площадные (имеют большие размеры).
В зависимости от состава и предназначения элементов объекта выделяются две группы:
Простые (одиночные);
Сложные (групповые).
Простой - это элемент сложного.
Сложный - это упорядоченная совокупность простых объектов, объединенная целевым назначением.
Объекты по-разному отражают падающую на них солнечную радиацию и поэтому разделяются по контрасту:
Малоконтрастные;
Контрастные;
Высококонтрастные.
Длительность существования объектов и их признаков делит объекты на динамичные и стационарные.
Динамичные объекты меняют свои свойства или вообще пропадают в сравнительно короткие сроки - часы, сутки, недели.
Стационарные - меняют свои характеристики, но в течение сезона, нескольких лет.
4. Пара горизонтальных снимков Р1и Р 2 , полученных с горизонтального базиса B = S 1 S 2 , с осями абсцисс, лежащими на одной прямой (идеальный случай съемки) в позитивном варианте, показана на рисунке 5.1.
Рис. 5.1 - Изображение отвесной линии на паре снимков идеального случая съемки
Отвесная линия AD (на местности - столб, заводская труба и т. п.) отобразилась на снимках отрезками а 1 d 2 и a 2 d 2 , направленными соответственно в точки о х и о 2 , так как точки надира n 1 и п 2 на горизонтальных снимках совмещаются с главными точками. Точки а 1 и а 2 будут иметь равные ординаты У а 1 =У а 2 так как в идеальном случае съемки след сечения снимков базисной плоскостью будет параллелен общему направлению осей абсцисс этих снимков. Аналогичное равенство будет справедливым для любой пары соответственных точек.
Разность ординат соответственных точек пары снимков называют поперечным параллаксом точки Y1 – Y2 = qt (1)
Одна и та же пара снимков в различных ракурсах показана на рисунках 5.1 и 5.2.
Рис. 5.2- Координаты концов отвесной линии, изображенной на паре снимков
Из них видно, что абсциссы точек изображения изменяются в зависимости от высоты их положения относительно плоскости, принятой за начальную (плоскость Е). С увеличением геодезической отметки точки масштаб изображения элементов, лежащих в горизонтальной плоскости, проходящей через эту точку, будет укрупняться. Следовательно, через абсциссы точек пары снимков можно получить информацию о высотах точек и, в частности, о рельефе местности.
Разность абсцисс пары соответственных точек на левом и правом снимках называют продольным параллаксом точки
P = X1 – X2
5. Таксационно-дешифровочные пробные площади (ТДПП) закладывают с целью тренировки, изучения морфологической структуры полога насаждений, установления зависимостей между таксационными и дешифровочными показателями. Пробные площади подбираются в однородных по лесорастительным уловиям и таксационной характеристике участках, намеченных по АФС под стереоприборами. Пригодность этих участков окончательно выясняется на местности путем натурного осмотра насаждения.
Для удобства перечета и определения участия крон деревьев в пологе насаждения длинная сторона ТДПП намечается параллельно лучам солнца в момент аэрофотосъемки и она располагается по возможности ближе к центру АФС. Ее опознают и привязывают в натуре г ясно заметным ориентирам.
При исследовательских работах на ТДПП проводится частичное или. сплошное картирование деревьев и проекций их крон. Для этого ТДПП разбивают на площадки размером 5 х 5 м (в древостоях I - III класса) или 10 х 10 м (в насаждениях старших возрастов). По углам площадок ставят колышки размером 40 - 50 см с номерами площадок.
Затем все деревья нумеруют и определяют их местоположения путем промеров между колышками по двум взаимно перпендикулярным направлениям (система координат). Определяют местоположение деревьев, которые находятся вне ТДПП, но кроны которых входят на ее территорию. Определив положение каждого дерева, измеряют его параметры: диаметр на высоте 1,3 м (d 1,3), диаметр кроны (Дк),высоту (h), высоту расположения наибольшего диаметра кроны (ЬДк), длину кроны (Lk) . (Рис. 1-3).
Затем устанавливают степень густоты и форму кроны в вертикальном и горизонтальном разрезах по классификации Г.Г.Самойло- вича (рисАК-ЗД. По густоте кроны делят на три группы:
Густые (1) - при осмотре в натуре сбоку в кроне не более 25% просветов между ветвями;
Средней густоты (2) - количество просветов не более 50%;
Редкие (3) - просветы составляют более 50%.
Запись проводится в виде - "2 - IV (3) - 8” - (средней густоты, шаровидная, сфероидальная, неправильно эллипсовидная).
Диаметр крон правильной формы измеряют в направлениях С-Ю, В-3. Диаметр ассимметричных крон измеряют также и в направлениях СВ-ЮЗ, СЗ-ЮВ. Измерение следует проводить с помощью крономера или 2-х метровой рейки с точностью + - 0,1 м.
Местоположение деревьев и проекции крон зарисовывают на план (миллиметровка) пробной площади в масштабе - I: 100 или I: 200 (рис 3,6) .
При закладке ТДПП с частичным картированием деревьев отбивают ленту вдоль длинной стороны пробной площади. Если средний Дк менее 5 м, ширина ленты должна быть 5 м, при Дк более 5 м – отбивается лента шириной 10 м. Отграниченную ленту разбивают клетки размером 5x5 или 10 х 10 м. Все последующие операции на ленте выполняют вышеизложенным способом.
По результатам обмеров составляют профили древостоев (рис 3.7).
После картирования и составления профиля древостоя проводят сплошной перечет деревьев по ступеням толщины в зависимости от среднего диаметра древостоя:
До 6 см - по 1 см ступеням толщины;
От 6 до 16 см - по 2 см ступеням толщины;
От 16 и более - по 4 см ступеням толщины.
При перечете сырорастущие деревья подразделяются на деловые, полуделовые и дровяные. К деловым относятся деревья, длина деловой части которых не менее 6,5 м, и при высоте ствола до 18 м - не менее 1/3 высоты. К полуделовым относятся деревья, у которых длина деловой части составляет от 2 до 6,5 м. Дровяными считаются деревья с длиной деловой части менее 2,0 м.
Рисунок 1. Показатели формы и размера крон дерева.
Рисунок 2. Изменение формы крон по мере увеличения высоты до наибольшей ширины кроны при одной и той же ширине, длине и высоте дерева.
Рисунок 3. Измерение показателей формы и размера кроны дерева.
Рис 4. Классификация форм крон деревьев (в схематическом изображении).
I. Конусовидные: I- узкоконусовидная (шиловидная); 2- узкопирамидальная; 3 - конусовидная; 4 - тупоконусовидная; 5 - ширококонусовиндная.
II. Эллипсовидные и цилиндрические: 1 - эллипсовидная; 2- овально-конусовидная (снизу); 3- конусовидно-овальная (снизу); 4- цилиндрическая; 5 - неправильно-цилиндрическая.
III. Параболоидные (яйцевидные) и ромбовидные: / - параболоидная (яйцевидная); 2 - полукруглоовальная (обратно-яйцевидная); 3 - полу-кругло-длинновытянутая; 4 - ромбовидная.
IV. Шаровидные и сфероидальные: 1 - шаровидная; 2 - неправильно-округлая; 3 - сфероидальная (полушаровидная); 4 - широкоовальная.
V. Плосковершинные и куполообразные: I - плосковершинная; 2 - плосковершинно-узорчатая; 3 - плосковершинно-раскидистая (зонтичная); 4 - куполообразная.
VI. Неправильные: 1 - неправильнооднобоко-сжатая; 2 - неправильно-узорчато-однобокая; 3 - овально-однобокая, высокопосаженная.
VII. Узорчатые, раскидистые и плакучие: I-узорчатая; 2 - узорчатовысокопосаженная; 3 - плакучая.
VIII. Сложные: I - длинная рассеченно-узорчатая; 2 - многоствольная сложная форма; 3 - канделябровидная
Рисунок 5. Классификация форм проекций крон в плане (в схематическом изображении).
I. 1 – округлая; 2 – неправильно округлая; 3 – ассиметрично-округлая; 4 – округло-вытянутая; 5 – округло-длнновытянутая.
II. 1 – эллипсовидная; 2 – расширенно-эллипсовидная; 3 – неправильно эллипсовидная; 4 – ассиметрично-выпукло-витянутая; 5 – выпукло-вытянутая (сжато-эллипсовидная).
III. Односторонне-сжатые и ненравильно-однобокосжатые:
1, 2, 4 – неправильные; 3 – ромбовидная; 5 – узорчатая.
Рисунок 6. План горизонтальной проекции полога насаждений (8С1Л1Б, 100 лет, полнота 1,0, сомкнутость 0,75, тип леса – сосняк разнотравный).
Рисунок 7. Схема профиля насаждения (8С1Л1Б, 100 лет, полнота 1,0, сомкнутость 0,75, тип леса – сосняк разнотравный).
В процессе перечета в каждой ступени толщины дополнительной чертой отмечают учетные деревья (5, 10, 15, 20).
При перечете в каждой ступени толщины учитываются деревья, видимые на АФС. К видимым относятся те деревья, у которых кроны освещены в момент аэросъемки и размеры освещенной части кроны больше разрешающей способности АФС (1,5 м и более при масштабе АФС 1: 15000).
В результате обработки такого перечета можно установить де- шифровочный состав и сомкнутость полога. Для этого по плану измеряют площадь проекций крон. Этот способ наиболее точный, но и трудоёмкий. Поэтому используют более простые способы определения сомкнутости полога, рис. 3.8.
Линейный способ.
По сторонам ТДПП протягивают мерную ленту, визируют начало и конец проекции кроны на этой линии и измеряют полученный отрезок. Соотношение сумм измеренных отрезков проекции крон к общей протяженности ленты и есть величина сомкнутости полога. Общая длина линий должна быть не менее 200 м.
Точечный способ.
На ТДПП прокладывают параллельные линии и через определенный интервал останавливаются и визируют вверх в полог с помощью кро- номера или вехи. Подсчитывают отдельно число точек визирования на крону и между кронами. Точку, попавшую в край кроны, считают за 0,5. Отношения суммы точек, попавших в крону, к общему количеству точек и есть сомкнутость полога. Для обеспечения точности определения сомкнутости полога + - 5% требуется 250 - 300 измерений.
Возраст основного элемента леса определяют путем подсчета годичных слоев на кернах, взятых с помощью возрастного бурова у шести кернов или их подсчета у 3 - 5 модельных деревьев, срубленных вне ТДПП.
Для учета и характеристики подроста и подлеска на ТДПП равномерно закладываются не менее 5 площадок, составляющих в сумме 5% от ее площади.
Характеристика травяного и мохового покрова дается в целом для ТДПП с указанием видового состава, степени проективного покрытия и других данных.
Почвенный разрез описывается по генетическим горизонтам с указанием их мощности, цвета, механического состава, структуры, сложения, включений, новообразований, характера смены горизонтов.
Записи проводят в карточке ТДПП (приложение 1).
Обработка ТДПП проводится в следующем порядке:
При полекамеральной обработке полуделовые стволы делятся поровну между деловыми и дровяными;
По таблицам площадей сечений подсчитывается сумма площадей сечений по каждой ступени толщины с подразделением обшей суммы по составляющим элементам леса, в том числе для деревьев, видимых на АФС;
Путем деления сумм площадей сечений на соответствующее число стволов вычисляются площади сечений средних деревьев каждого элемента леса, в том числе для деревьев видимых на АФС;
По площади сечений средних деревьев определяют средний диаметр;
На миллиметровой бумаге составляются графики зависимостей: |
d 1,3 = f (h), d 1,3 = f (Дк), d 1,3 = f (НДк) , d 1,3 = f (Lk) ;
На графике высот от оси абсцисс по значению среднего диаметра восстанавливается перпендикуляр до пересечения с кривой высот и по числовому значению на оси ординат находятся средние h, Дк, НДк, Lk; (Рис. 9).
Относительная полнота определяется с точностью до 0,01 как отношение суммы площадей сечений на 1 га таксируемого древостоя к сумме площадей региональных стандартных таблиц. При смешении пород, резко отличающихся по своим биологическим свойствам, относительные полноты устанавливаются отдельно для каждого элемента леса и суммируются при определении общей полноты яруса;
Запас определяется по каждому элементу леса, в том числе для деревьев, видимых на АФС леса, путем набора запасов по ступеням толщины по объемным таблицам соответствующего разряда высот. Общий запас древостоя находится путем суммирования запасов элементов леса.
Для контроля запас рассчитывается по формулам:
1. М =∑ g . Н. f
2. М =∑ g . (Н + 3)С; где
∑ g - сумма площадей сечений;
Н - средняя высота;
f - видовое число;
С - коэффициент, для светолюбивых пород - 0,40; для теневыносливых - 0,42;
Коэффициенты состава вычисляются по соотношению запаса составляющих пород с точностью до 0,01 и последующим округлением до целых чисел;
Процент деловой древесины определяется с точностью до 0,1% отношением запаса деловой древесины к общему запасу.
6. В условиях возрастающего значения лесов для природы и общества, а также усиливающегося антропогенного воздействия на лесные ландшафты особенно остро встает задача рационального использования и воспроизводства лесных ресурсов и их полезных свойств. Как считает В.И. Сухих (1990), для успешного решения этой задачи прежде всего необходимы надежные, точные и оперативные данные о состоянии лесных угодий и существенных изменениях, происходящих в лесных экосистемах.
К наиболее известному способу оперативного получения информации о статике и динамике крупных лесных массивов относится широкое использование материалов аэрокосмических съемок и автоматизированных методов обработки и анализа поступающих данных.
Начало применения аэрометодов для изучения и картографирования лесов в бывшем СССР относится к 20-м годам, а с конца 70-х годов в производственную практику активно внедряются методы, предусматривающие проведение космических съемок.
Имеющиеся данные убедительно доказывают эффективность таких подходов к решению задач по изучению, картографированию лесов и контролю за их состоянием. Это достигается при комплексном использовании материалов авиационных и космических съемок. При этом наиболее продуктивно аэрокосмическая информация может применяться при осуществлении специализированного мониторинга.
Аэрокосмический мониторинг лесов следует рассматривать как совокупность дистанционных и наземных методов получения информации об их состоянии, основных экологических и ресурсных функциях (Сухих, 1990).
Сбор данных в рамках системы аэрокосмического мониторинга лесов (AKMJI) проводится на различных уровнях. Первая (обзорная) ступень наблюдений - дистанционное зондирование с автоматических и пилотируемых космических летательных аппаратов (КЛА), которое должно обеспечивать регулярный - не реже раза в год, а в отдельных случаях (например, для обнаружения лесных пожаров) даже 2-3 раза в сутки - контроль над всей территорией лесфонда, который предполагает распознавание всех необходимых природных и антропогенных объектов, интерпретацию их свойств и комплексную оценку возможных экологических нарушений.
Основу дистанционного зондирования с КЛА применительно к задачам мониторинга лесов составляют космические многозональные сканерные съемки высокого разрешения (10-50м). Они позволяют в сжатые сроки получать информацию о значительных территориях и одновременно выявлять важные изменения количественных и качественных характеристик лесных ресурсов на относительно небольших площадях (до 1-10га).
При изучении и картографировании лесов, слежении за динамикой лесных экосистем на ограниченных территориях (например, при контроле за выруокои лесной растительности в определенных районах) могут также использоваться космические фотосъемки (спектрозональные или многозональные) высокого разрешения (5-20 к) и ИСЗ серии «Космос». Как показывают проведенные исследования, весьма полезной оказывается и оперативно передаваемая по радио с долговременных орбитальных станций (ДОС) тематическая информация, собираемая космонавтами при осуществлении по заданиям с Земли инструментально-визуальных наблюдений за конкретными объектами и процессами.
Вторая ступень мониторинга лесов - авиационная (аэросъемки и аэровизуальные наблюдения), третья - наземные обследования. Указанные мероприятия проводятся только для сбора данных, отсутствующих в материалах дистанционного зондирования с KJIA. Задача ставится таким образом, чтобы аэрокосмические измерения обеспечивали получение основного объема информации, а наземные обследования осуществлялись лишь при нехватке или низкой разрешающей способности данных дистанционного зондирования. Иными словами, в подобной ситу ации фактически применяется оптимизационная модель: минимум затрат труда и финансовых средств - максимум необходимой информации.
По данным В.И.Сухих, для решения ряда научно-практических проблем вполне достаточно космической информации, в других случаях дистанционное зондирование с KJIA осуществляется в комплексе с аэросъемками (масштаб 1:500 - 1:100000), а нередко дополнительно проводятся и наземные обследования. При выполнении некоторых видов работ, требующих детальной информации, первая (космическая) ступень наблюдений исключается, а используются данные, получаемые только аэро- и наземными методами.
Организация мониторинга лесов требует развития специальной географической информационной системы (ГИС). Геоинформационная система (ГИС) - автоматизированная система, ориентированная на решение проблем мониторинга окружающей среды, планирования и управления ресурсами и обеспечивающая ввод, хранение, доступ, анализ и вывод информации о Земле. Она включает в себя базы картографических, таксационных и других данных, согласованных во времени в пространстве и характери- зирующих лесной фонд в статике и динамике. Наличие баз данных обеспечивает всесторонний анализ имеющихся материалов о лесном фонде и выдачу соответствующих сведений в картографической, статической, текстовой или иной форме (на бумажных носителях или экране дисплея) для управления лесохозяйствен- ным производством, осуществления многоцелевого лесопользования, решения задач охраны окружающей среды.
Для эффективного функционирования системы мониторинга лесов создаются банки данных различных уровней:
а) детальные (повыдельные), содержащие информацию по каждому таксационному выделу, которая собирается при инвентаризации лесных насаждений, в том числе картографические материалы в масштабе лесоустроительных планшетов (в большинстве районов России - 1:10000 - 1:25000, в северно-восточной части страны - 1:50000 - 1:100000);
б) локальные, содержащие генерализованную информацию для карт масштаба 1:200000 - 1:500000 (в картографии под термином «генерализация» понимается отбор главного, существенного и его целенаправленное обобщение, предполагающее отображение объектов на карте соответственно ее значению, тематике и масштабу в пределах нескольких относительно крупных выделов - лесных кварталов, урочищ и т.д.);
в) региональные, содержащие генерализованную информацию для карт масштаба 1:2500000 - 1:5000000.
Специальная ГИС предоставляет возможность посредством анализа материалов аэрокосмических съемок выявлять и фиксировать в базе данных различные изменения, происходящие в лесном фонде в результате антропогенных воздействий и экологических нарушений, пожаров, повреждения лесов насекомыми- вредителями, болезнями, ветровалами и т.п. Для решения указанной задачи предусмотрен ввод в базу данных всей картографической информации в единой системе координат, привязанной к топографической основе. Это позволяет переносить в автоматизированном режиме на топографические карты границы лесного фонда, лесохозяйственных предприятий, лесничеств, кварталов, таксационных выделов, а соответствующие цифровые данные включать в единую общегосударственную ГИС.
Поскольку база общегосударственной ГИС содержит информацию всех землепользователей о геологическом строении, рельефе, водных объектах, почвах, растительности, дорожно-транспортной сети и т.д. (иными словами, цифровую модель территории страны), то лесохозяйственная информационная система может по запросам получать для своих нужд цифровую топографическую основу и необходимые сведения о состоянии окружающей среды.
В рамках аэрокосмического мониторинга лесов должны решаться следующие главные задачи:
Изучение и картографирование лесных земель (обновление кадастра лесных ресурсов);
Охрана лесов от пожаров;
Оценка санитарно-лесопатологического состояния лесных экосистем;
Контроль за лесопользованием и другими видами хозяйственной деятельности;
Всесторонний учет различных изменений в лесном фонде, обусловленных естественными и антропогенными факторами.
Изучение лесных земель традиционно осуществляется в процессе лесоустройства, которое включает мероприятия по организации территории (в частности, проведение границ, прокладка квартальных просек) и таксацию лесов на основе сочетания наземных обследований с дешифрированием крупно- и среднемас- штабных аэрофотоснимков (1:10000 - 1:20000), а также создание лесных карт масштаба 1:10000 - 1:25000.
Лесоустройство обеспечивает получение необходимых сведений о динамике лесного фонда. Вместе с тем, оно весьма трудоемко и требует значительных производственных затрат. Хотя на территории бывшего СССР лесоустройство осуществляется еще с середины прошлого века и в настоящее время к этой работе привлечено около 10000 человек, детальные и надежные данные имеются менее чем о 60% общей площади лесного фонда (700 млн. га).
Задачи изучения лесного фонда и обновления накопленных данных успешно решаются средствами аэрокосмического мониторинга на основе широкого использования материалов дистанционного зондирования и проведения постоянной инвентаризации лесных ресурсов в условиях функционирования совмещенных банков картографической и таксационной информации.
В северных, северо-восточных и других районах России, не охваченных лесоустройством (обследования лесов выполнялись здесь еще в 40-е - начале 50-х гг. упрощенными, недостаточно надежными аэровизуальными и аэротаксационными методами), изучение лесного фонда осуществляется с помощью фотостатических методов инвентаризации, базирующихся на дешифрировании космических снимков.
При фотостатической инвентаризации удается получить полный набор картографических, лесоучетных и иных материалов, использующихся при реализации мероприятий по охране лесов, организации и ведению лесного хозяйства, планированию лесозаготовок и т.д. По уровню детализации и надежности указанные материалы обычно являются вполне адекватными для достижения намеченных целей.
Космические снимки также успешно применяются при проведении повторных лесоустроительных работ в таежной зоне: поступление оперативной информации гарантирует постоянное обновление картографических, лесоучетных и проектных материалов в соответствии с требованиями лесоустройства при значительном сокращении затрат труда и финансовых средств.
Уточнение данных лесоустройства и инвентаризации лесных ресурсов в условиях функционирования совмещенных банков картографической и таксационной информации обеспечивается за счет своевременного анализа текущих изменений в лесном, фонде, выявленных путем дешифрирования аэрокосмических снимков высокого разрешения в сочетании с организацией ограниченных наземных обследований или аэровизуальных наблюдений.
В рамках аэрокосмического мониторинга лесов на основе использования данных дистанционного зондирования с KJIA можно решать и задачи составления серии сопряженных многоцелевых и тематических мелкомасштабных лесных карт, которые необходимы различным учреждениям и ведомствам для осуществления специальных прогнозных разработок, а также мероприятий по планированию и освоению территории лесного фонда.
Применение космических снимков и совмещенных банков картографической и таксационной информации позволяет ускорить и автоматизировать процесс создания тематических карт, повысить их качество и, как следствие, снизить производственные затраты лесоустроительных работ, особенно в малоизученных и труднодоступных районах.
Охрана лесов от пожаров, причиняющих огромный ущерб биоценозам (в 2002 году доля погибших насаждений от лесных пожаров составила 288 тыс. га, или 85,4% от обшей площади погибших насаждений, а общая площадь погибших насаждений составила 334,6 тыс. га) - одна из главных задач лесного хозяйства.
Традиционные методы охраны лесов от пожаров основываются на авиационном и наземном патрулировании лесных массивов. В пожароопасный период организуется поиск очагов загорания, эффективность которого оставляет желать лучшего. Применение спутниковой информации позволяет намного повысить эффективность мероприятий по охране лесов от пожаров. При этом наиболее значительные результаты могут быть достигнуты посредством регулярных аэрокосмических съемок лесных территорий.
Для обеспечения эффективной охраны лесов от пожаров необходима обширная информация о состоянии лесного фонда, в частности, нужны карты лесных ландшафтов и информация о наличии в них горючих материалов, районировании территорий по степени пожарной опасности. В рамках аэрокосмического мониторинга лесов подготовка подобных карт может осуществляться в процессе лесоустройства, создания и пополнения банков данных различных уровней.
По мнению специалистов, дистанционное зондирование целесообразно использовать прежде всего для решения трех ключевых лесопожарных задач:
Наблюдения за сходом снежного покрова, фенологическим состоянием лесов, общей, метеорологической обстановкой, влажностью горючих материалов и нарастанием степени пожарной опасности лесных территорий;
Обнаружение и оценка параметров лесных пожаров при любом состоянии атмосферы;
Прогнозирование распространения огня по элементам ландшафта и слежение за динамикой лесных пожаров.
Для решения указанных задач в Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН создана и действует автоматизированная система «Прогноз», состоящая из трех подсистем: спутникового оперативного контроля, самолетного зондирования, наземного центра приема и обработки информации.
Спутниковые методы наблюдения применяются для оперативной оценки общей метеорологической и пожарной обстановки, обнаружения лесных пожаров и слежения за их динамикой.
Самолетное зондирование осуществляется в целях выявления очагов загорания и детальной оценки пожарной опасности (особенно в условиях значительной облачности и задымления территории), картографирования и диагностики лесных пожаров. Обработанная аэрокосмическая информация, передаваемая в наземный центр по радиоканалам, анализируется с помощью ЭВМ; на основе полученных результатов составляются оперативные и долгосрочные прогнозы, производится расчет необходимых материально-технических ресурсов для предупреждения и ликвидации пожаров. Соответствующие данные направляются затем ле- сохозяйственным органам для использования в практической деятельности.
В последние годы санитарно-лесопатологическое состояние многих лесных экосистем стремительно ухудшается. Ущерб, наносимый лесам насекомыми-вредителями, сопоставим с потерями от лесных пожаров. Значительное неблагоприятное влияние на лесные насаждения оказывают также ветровалы, буреломы, усиливающееся загрязнение атмосферы (кислотные дожди). Поэтому к числу важнейших задач аэрокосмического мониторинга лесов относятся оперативный учет и прогнозирование массового размножения насекомых-вредителей, оценка степени повреждения лесной растительности в результате выброса загрязняющих веществ в воздушный бассейн, выявление других негативных процессов, слежение за локализацией и ликвидацией потенциально опасных естественных и антропогенных воздействий на лесные ландшафты.
Одна из основных особенностей защиты таежных лесов от насекомых вредителей - необходимость контроля за их численностью на огромных территориях. Институтом леса им. В.Н.Сукачева СО РАН разработан ландшафтно-ключевой дистанционный метод изучения наиболее опасного вредителя - сибирского шелкопряда. Данный метод предусматривает выделение ареалов, наиболее благоприятных по своим экологическим условиям для перехода популяций вредителя в фазу вспышки. Реконструкция динамики очагов насекомых в пределах системы природных комплексов (в сочетании с традиционными методами прогноза) позволяет осуществлять вероятностный контроль за численностью насекомых- вредителей и исключает внезапность их массового размножения.
Зоны повреждения древесной растительности в результате стихийных бедствий (ветровалы, буреломы) также приурочены к определенным типам лесных насаждений и экологическим условиям, а деградированные вследствие загрязнения атмосферы лесные массивы находятся обычно вблизи крупных городов и промышленных центров. Поэтому наличие в банке данных карт са- нитарно-лесопатологического состояния лесных экосистем, мест размножения насекомых-вредителей и прогнозных районов возможного развития неблагоприятных природно-антропогенных процессов позволяет с помощью целого ряда дистанционных и наземных методов своевременно обнаружить возникновение подобных явлений и до минимума сократить ущерб, причиняемый лесным ландшафтам.
ЛИТЕРАТУРА
1. Малов А.Н., Законников Обработка деталей оптических приборов. Машиностроение, 2006. - 304 с.
2. Бардин А.Н. Сборник и юстировка оптических приборов. Высшая школа, 2005. - 325с.
3. Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. Машиностроение, 2004. - 333 с.
4. Аковецкий В. И. Дешифрирование снимков. - М: Недра, 1983. … Аэрокосмич. методы и обработка материалов съёмок, - М.: Газойл Пресс, 2003−352
5. Коровин Г. Н., Андреев Н. А. Авиационная охрана лесов. М.: Агропромиздат, 1988.
6.ВерещакаТ.В., Зверев А.Т., Сладкопевцев С.А., Судакова С.С., Визуальные методы дешифрирования, - М.: Недра, 1990