Аэрофотосъемка

АЭРОФОТОСЪЕМКА

фотографирование местности  с самолета, вертолета и др. воздушных  летательных аппаратов с помощью  аэрофотоаппарата; техническая основа лесоустройства, а также различных методов аэрокосмического обследования лесных ресурсов и оценки их состояния. Аэрофотосъемка производится, как правило, за год до начала лесоустройства и состоит из подготовительных, летно-съемочных, полевых фотолабораторных и полевых фотограмметрических работ. При подготовительных работах производится расчет элементов аэрофотосъемки. Для этого требуются заданные значения масштаба фотографирования и фокусного расстояния аэрофотоаппарата, формата аэрофотоснимка, заданные проценты продольного и поперечного перекрытий (см. Перекрытие аэроснимков), размеры съемочного участка. Основные расчетные элементы аэрофотосъемки: высота полета, базис фотографирования, расстояние между маршрутами, продолжительность экспозиции, интервал между экспозициями, число аэрофотоснимков, число маршрутов. Высоту полета измеряют по данным радиовысотомеров с точностью до ±1,5-2,0 м. Перед началом летно-съемочных работ проверяют и готовят оборудование, материалы и полетные карты, проводят тренировку экипажей и составляют график полетов. После этого приступают к собственно летно-съемочным работам или фотографированию местности в соответствии с проектом.

При аэрофотосъемке лесов  прямолинейные съемочные маршруты должны быть параллельны друг другу  и направлены с запада на восток. Маршрут самолета прокладывают по приборам и контролируют по земным ориентирам.

Полевые фотолабораторные работы состоят из негативного и позитивного  процессов обработки снятой пленки, получения контактных или увеличенных  аэрофотоснимков. Полевые фотограмметрические  работы включают нумерацию аэрофильмов, статограмм и высотограмм; составление накидных монтажей; изготовление репродукции накидных монтажей; оценку качества съемки по законченным участкам, составление паспортов; подготовку, оформление и сдачу готовой продукции. Готовые материалы аэрофотосъемки должны иметь данные сенситометрического контроля качества аэронегативов и соответствовать стандартным требованиям к фотографическому и фотограмметрическому качеству снимков. Аэрофотосъемка производится при различном положении главной оптической оси аэрофотоаппаратов. Различают горизонтальную, плановую и перспективную аэрофотосъемку.

Горизонтальная аэрофотосъемка - производится при строго отвесном положении главной оптической оси  аэрофотоаппарата.

Плановая аэрофотосъемка - фотографирование местности одним  или двумя аэрофотоаппаратами при отклонении оптической оси на угол не более 3° относительно вертикальной оси съемки. Масштаб планового аэрофотоснимка различен не только в разных его частях, но и в каждой точке. Он неодинаков также для различных направлений. Однако, учитывая, что углы наклона плановых аэрофотоснимков малы и искажения невелики, масштаб их на практике определяется по той же формуле, что и для горизонтальных аэрофотоснимков. Плановые аэрофотоснимки используют при лесоустройстве для составления фотоабрисов, опознавания границ, просек, ходовых линий, топографической ситуации и уверенного ориентирования в лесу, а также для контурного и лесотаксационного дешифрирования, составления лесоустроительных планшетов и др. лесных карт.

Перспективная аэрофотосъемка - фотографирование местности одним  или двумя аэрофотоаппаратами при отклонении оптической оси на требуемые углы (>3°) относительно вертикали. Перспективные аэрофотоснимки в разных частях имеют резкие различия в масштабах изображения, зависящие от того, в каком направлении взят измеряемый отрезок. Поэтому перспективные аэрофотоснимки для картографирования обычно не применяют, их используют при обзорных съемках лесной территории и для получения общего представления о характере рельефа.

В зависимости от характера  покрытия местности различают аэрофотосъемку кадровую, маршрутную и площадную.

Кадровая аэрофотосъемка - съемка серии кадров отдельных  объектов местности с самолета, вертолета  или иного носителя с помощью  аэрофотоаппарата, телевизионной камеры и др. Наиболее распространены кадровые изображения, получаемые в процессе одинарной плановой (перспективной) аэрофотосъемки в обзорных целях или при проведении специальных видов обследования лесов (фотостатистическая инвентаризация лесного фонда, освидетельствование мест рубок и др.).

К кадровой аэрофотосъемке условно относят также стереопары из двух-трех аэрофотоснимков. Крупномасштабная кадровая аэрофотосъемка предъявляет  особые требования к летно-съемочным  работам, техническим и летным средствам. Напр., затвор аэрокамеры должен работать с достаточно короткой экспозицией, исключающей появление недопустимой нерезкости изображения из-за поступательного  движения самолета; аэрофотоустановка должна лучше изолировать аэрокамеру от вибрации, чем при съемках в среднем и мелком масштабах; оптика аэрокамеры должна быть высококачественной, а также должно осуществляться полное выравнивание аэропленки. Аэрофотоаппарат должен быть быстродействующим, т. е. с коротким циклом работы и короткими интервалами между циклами при высокой точности установки и выдерживания интервалов. При съемке с малых высот увеличивается влияние погрешностей пилотирования и самолетовождения на качество материалов съемки из-за неустойчивой ветровой обстановки в приземном слое воздуха, а также из-за снижения обзора местности и резкого повышения требований к точности прокладки маршрутов при подлете к объектам съемки.

В комплект аэрофотосъемочного оборудования при выполнении кадровой А. должны входить аэрофотоаппарат (типа АФА-ТЭ, АФА-42/20, АФА-ТЭС, ТАФА), электронный командный прибор (типа ЭКП-2М), аэрофотоустановка с автоматическим разворотом аэрофотоаппарата на угол сноса или гироста-билизирующая установка. Для получения кадровых снимков в масштабе 1:2 000-1:5 000 аэрофотосъемка выполняется над участками с равнинным рельефом на высоте 300-700 м, а при значительных превышениях точек местности относительно среднего уровня снимаемого участка - на высоте 400-1000 м.

Маршрутная аэрофотосъемка - воздушное фотографирование полосы местности по произвольному маршруту, последовательные аэрофотоснимки которого перекрываются на заданную величину продольного перекрытия, составляя  обычно 56-60 %. В зависимости от объекта, подлежащего аэрофотосъемке, маршруты полетов могут быть прямолинейными (ряд кварталов леса, лесные полосы и др.), ломаными, или криволинейными (вдоль русла реки, опушки леса и  др.). Маршрутная аэрофотосъемка, состоящая  из одного, двух или трех маршрутов, применяется на лесотранспортных, водно-мелиоративных  и др. работах, проводимых в пределах узкой полосы местности. Контроль прокладки  маршрутов, выполненных по заданным линиям, осуществляется по отклонениям  главных точек аэрофотоснимков  от заданной линии на топографической  карте. Отклонения измеряются на аэрофотоснимке в миллиметрах и не должны превосходить величин, приведенных в табл.

Отклонения, допустимые на аэрофотоснимке:

Искажения аэрофотоснимка на рельеф. На горизонтальном снимке неровной местности масштаб ее изображения получается переменным в зависимости от высоты неровностей. Для горизонтальных участков местности, расположенных вблизи точки А (на возвышении), точки надира N (в горизонтальной предметной плоскости ЕЕ), точки В (в понижении), высота фотографирования равна соответственно Н - h_A, Я, Н + h_B, а масштаб соответствующих участков фотоизображения в плоскости С снимка принимает значения

1 :m_A=f:(H-h_A); \:m_N=f:H; 1 : m_B=f: (Н+h_B).

На отвесном проецирующем луче SN аэрофотоаппарата расположены точки надира п (на снимке) и N (на предметной плоскости ЕЕ). Точки местности А и В в центральной проекции изображаются на снимке в точках а и Ъ. Но для получения их изображения а₀кЪ₀ъ отвесной проекции точки местности А и В теоретически следует отвесно спроецировать на предметную горизонтальную плоскость ЕЕ в точки А₀ и В₀. Проецирующие лучи SA₀ и SB₀ определяют, что для исправления искажений изображения, вызванных рельефом, точки снимка аи b необходимо сместить в положение а₀ и b₀ в радиальных направлениях относительно точки надира п. Величины радиального смещения 5 элементов изображения в точки а₀ и bo рассчитывают по формуле

ɓ_а = rh/H = rh /fm, 

где г - радиальное расстояние участка  изображения от точки надира п на снимке.

Фотоизображение, полученное в центральной  проекции, преобразуют в ортогональную  отвесную проекцию компьютерной обработкой числовой модели стереопары снимков, устраняя искажения изображения, вызванные рельефом.

Космические съемки

Космические съемки применяются при изучении природных явлений, земных ресурсов, в экологических исследованиях и сопровождаются картографированием объектов изучения. Одной из характеристик космической информации является ее разрешающая способность, т.е. минимальная линейная величина четкого отображения контуров земной поверхности. Принято различать три категории разрешения для космических съемок фотографическими, оптико-электронными, радиолокационными, сканерными и другими методами:

• информация малого разрешения от 20 до 50 м (находит применение при изучении динамики природных процессов на значительных территориях, лесных пожаров и др.);
• космические съемки среднего разрешения от 3 до 5 м (наиболее востребованы для решения научных, проектных и производственных задач);                   изображения с высоким разрешением около 1-2 м (применяются, как правило, для ограниченных по площади объектов и решения локальных задач).
• Космические фотоснимки высокого разрешения по графической точности соответствуют топографическим картам масштаба 1:10000 - 1 : 25 000 (см. п. 2.1). Они снимаются длиннофокусными фотокамерами и в результате полоса фотографирования по ширине ограничивается приблизительно до 10 км, а повторный выход спутника на ту же или параллельную трассу происходит более чем через 1-2 месяца и реже, но фотосъемка будет возможной только в отсутствии облачности. Стоимость космической съемки высокого разрешения пока еще выше стоимости аэрофотосъемки.

~ ~