В настоящее время в интернете быстро растёт популярность инженерного проекта по аэрофотосъёмке местности онлайн. Проект даёт возможность делать сборку ортофотопланов, используя любые дроны, оснащённые камерой, без необходимости применения специализированного программного обеспечения. Краудфандинговая кампания по сбору средств на проект позволила привлечь уже более 2 млн рублей.

Наименованием Made Easy разработчики стараются убедить пользователей, что процесс съёмки с воздуха и обработка результатов не представляют большой сложности. Авторы проекта говорят, что их разработка является крупным шагом в развитии картографии, поскольку упрощает аэрофотосъёмку и составление карт на базе полученных данных.

Новый сервис даёт пользователям возможность с лёгкостью производить загрузку сырых аэрофотоснимков с целью обработки сшитыми аэрофотопланшетами, где имеется географическая привязка, позволяющая применить результаты работы в ГИС-приложениях.

Стоимость существующих технологий создания ортофотопланов посредством аэрофотосъёмки, включающих оборудование, камеры, предполётную подготовку, превосходила финансовые возможности большей части заказчиков.

Разработчики намерены автоматизировать сложную дорогостоящую работу по постобработке аэрофотоснимков, максимально её удешевив. Прокладка маршрута, планирование полёта, обработка снимков и их интеграция с имеющимися картами, для этих работ необходимо обладать знаниями и умениями в самых разных сферах от геодезии до фотограмметрии.

Задумка заключается в создании сервиса, который одновременно может быть легко освоен новичком и по своим техническим параметрам подойдёт специалистам в области ГИС-систем.

Способен лететь ниже и с меньшей скоростью, по сравнению традиционной техникой для аэрофотосъёмки. Это даёт возможность добиться снимков более высокого качества. Все материалы могут собираться и обрабатываться дома с использованием специального портала.

Посредством сервиса Maps Made Easy можно заниматься созданием собственных карт, имеющих точность, многократно превышающую точность Google Maps.

Согласно планам разработчиков сайт предназначен для работы с сырыми снимками, собранные с БПЛА, вертолёта, самолёта, воздушного шара. Обработка основана на фотограмметрии, чтобы искать и стыковать похожие пиксели на разных кадрах. Поэтому не нужен GPS лог выполняемого полёта или координаты центров кадров.

Для проведения обработки в относительной системе координат никакая GPS информация не нужна. Сервис работы с картами берёт за основу только сырые кадры, которые выполнены в различных местах мира.

Вследствие работы сервиса пользователю достаётся готовый сшитый ортофотоплан, который расположен на платформе. При указании ряда опорных точек на карте происходит полная геопривязка снимков с точностью порядка 5 метров.

Изначально сайт разрабатывался на основе пожеланий специалистов. Авторы проекта собираются объединить все работы по созданию ортофотопланов под единым брендом. При наличии у пользователя , ему предоставляется возможность предложить услуги аэрофотосъёмки по определённой цене в конкретном районе. Хозяин земельного участка может оставить заказ на выполнение аэрофотосъёмки.

Планируется довести возможности системы до уровня, когда заказчику не нужно искать геодезические фирмы, покупать квадрокоптер и осваивать полёты для получения качественных аэрофотоснимков, используемых в ортофотопланах.

Замысел сервиса для картографии весьма перспективен, но на сегодняшний день ведение аэрофотосъёмки с недорогих аппаратов, имеющихся на рынке, не даёт картографических материалов профессионального качества. Возможно, дальнейшее совершенствование технологий, даст возможность добиться массового внедрения проекта.

В настоящее время наряду с топографическими картами для изучения местности и ориентирования на ней широко используются фотоснимки, получаемые путем фотографирования местности с самолета или какого - либо другого летательного аппарата. Такие изображения местности называются аэрофотоснимками или сокращенно аэрофотоснимками. Процесс фотографирования земной поверхности с самолёта называется аэрофотосъемкой или воздушным фотографированием.

Промежуток времени от начала фотографирования местности до получения аэрофотоснимков обычно сравнительно небольшой, поэтому по аэрофотоснимкам можно получить более свежие и достоверные данные о местности, чем по топографической карте. Преимущество аэрофотоснимка по сравнению с картой заключается еще и в том, что на нем получается подробное изображение всего, что имелось на местности в момент фотографирования, включая и временно находящиеся на ней различные предметы (объекты). Если сфотографировать местность, на которой происходят боевые действия войск, то по полученному аэрофотоснимку можно обнаружить места расположения и сосредоточения войск и боевой техники, начертание траншей и противотанковых рвов, огневые позиции артиллерии и многие другие данные о противнике, необходимые для принятия решения при организации и ведении боя. Таким образом, аэрофотоснимки являются одним из средств разведки.

Виды аэрофотоснимков. В момент фотографирования земной поверхности фотоаппарат может занимать отвесное или наклонное положение, в зависимости от этого различают два вида аэрофотосъемки - плановую и перспективную . Фотографирование местности при отвесном (вертикальном) положении аэрофотоаппарата называется плановой съемкой (рис.1), а аэрофотоснимки, полученные при такой съемке -плановыми. Если же в момент фотографирования аппарат находится в наклонном положении, то такая съемка называется перспективной (рис.2), а полученные аэрофотоснимки - перспективными. На перспективных аэрофотоснимках изображается местность, расположенная в момент фотографирования впереди самолета или в стороне от него. Поэтому местные предметы на них изображаются так, как видны в натуре. При этом изображения местных предметов на переднем плане аэрофотоснимка будет более крупным, чем на дальнем плане.

Рис.1 Плановая аэросъёмка.

Рис.2 Переспективная аэросъёмка.

Достоинством перспективных аэрофотоснимков является то, что по ним легко опознать изображенные местные предметы, особенно расположенные на переднем плане, и получить общее представление о сфотографированной местности. Однако детально изучить местность по перспективным аэрофотоснимкам нельзя, так как часть сфотографированной местности на них не просматривается - она закрыта предметами, расположенными на переднем плане. Например, на рис.3 видна только часть реки, а дальше, за поворотом, она закрыта населенным пунктом. Не видны, будут также предметы, расположенные за возвышенностями, дороги в лесу и т. д. Кроме того, масштаб перспективного аэрофотоснимка в различных его частях разный: на переднем плане масштаб крупнее, чем на дальнем, поэтому производить измерения по такому аэрофотоснимку сложно.

Рис.3 Переспективный аэрофотоснимок.

Практически в войсках, особенно при решении задач командирами подразделений, чаще используются плановые аэрофотоснимки (рис.4), на которых все местные предметы изображаются так, как они видны сверху. При этом если на аэрофотоснимке сфотографирована относительно ровная местность, то размеры местных предметов, независимо от того, в какой части аэрофотоснимка они расположены, уменьшаются при изображении на аэрофотоснимке примерно в одинаковое число раз, т. е. масштаб такого снимка практически одинаков на всей его площади. На плановых аэрофотоснимках в отличие от перспективных можно рассмотреть весь участок сфотографированной местности. Они позволяют изучить местность с большой подробностью и производить необходимые измерения практически так же, как на карте. Однако опознавание местных предметов на плановом аэрофотоснимке затруднено тем, что изображение предметов получается в непривычном виде. Поэтому, чтобы изучать местность по плановым аэрофотоснимкам, надо знать отличительные признаки предметов, а также уметь определять масштаб аэрофотоснимка и производить по нему измерения.

Рис.4 Плановый аэрофотоснимок.

Масштаб планового аэрофотоснимка. Масштабом аэрофотоснимка, как и карты, называется отношение, показывающее, во сколько раз изображение линейных отрезков местности на аэроснимке меньше этих же отрезков на местности. Он может быть определен одним из следующих способов.

Непосредственным измерением длин отрезков на местности и аэроснимке. Для этого необходимо измерить на местности по прямой линии расстояние между двумя местными предметами, которые четко опознаются на аэроснимке (перекрестки дорог, мосты на дороге, перекрестки улиц в населенном пункте, просеки в лесу и т. п.).

Измерив расстояние между этими же предметами на аэроснимке и разделив его на измеренную длину линии на местности, получим масштаб аэрофотоснимка. Например, расстояние, измеренное на местности, равно 600 м, на аэроснимке этот отрезок равен 12 см. Разделив 12 см на 60000 см, получим масштаб аэрофотоснимка 1:5000, т. е. 1 см на аэроснимке соответствует 50 м на местности.

По карте масштаб аэрофотоснимка определяется в такой последовательности (рис.5):

Рис.5 Определение масштаба аэрофотоснимка по карте.

Находят на аэроснимке и на карте две общие точки: перекресток дорог и угол огорода 2 на северо-восточной окраине Демидове;

Измеряют расстояние между указанными точками на аэроснимке (6 см);

Измеряют расстояние между этими же точками на карте и, пользуясь масштабом карты, определяют, чему оно равно на местности (расстояние на карте масштаба 1:25 000 равно 5,6 см, следовательно, расстояние на местности будет равно 1300 м);

Делят расстояние на аэроснимке (6 см) на расстояние, полученное по карте (1300 м или 130000 см), и получают масштаб аэрофотоснимка 1:21 666.

По известному размеру предмета. Допустим, что на аэроснимке четко опознано изображение моста. Длина моста на снимке равна 2 мм, а указанная на карте-14 м. Следовательно, масштаб аэрофотоснимка будет равен 2:14000= 1:7 000.

Измерение расстоянийний по плановому аэроснимку практически не отличается от измерения расстояний по карте. Трудности заключаются лишь в том, что аэроснимок может иметь необычный по сравнению с картой масштаб (например, 1:7540, 1:20600 и т. п.), что вызывает необходимость каждый раз вычислять расстояния. Для удобства измерения расстояний строят линейный масштаб для данного аэрофотоснимка по тем же правилам, что и для линейного масштаба шагов.

ТЕМЫ: 12.1 Аэрофотосъемка. 12.2 Космосъемка. 12.3 Навигационные системы.

Я ЛЕКЦИЯ

Под съемками местности в аэрокосмических методах исследо­вания принято понимать процесс дистанционной регистрации излу­чения с записью принимаемых сигналов в форме изображений (снимков), графиков и регистрограмм, а также в числовой форме. Основной, наиболее распространенной и удобной для практиче­ского использования формой записи результатов съемок является фотоизображение, в которое могут преобразовываться регистри­руемые сигналы практически во всех диапазонах электромагнит­ного спектра.

Аэрокосмические методы исследований бази­руются в основном на использовании фотографирующих съемочных, систем, к которым принято относить системы, дающие на выходе изображения местности, хотя на их входе может фиксироваться не только видимое излучение, но и излучение других диапазонов спектра - ультрафиолетовое, инфракрасное, микроволновое.

Фотографирующая система может быть фотографической, ра­ботающей по принципу прямого оптического проектирования види­мых лучей на светочувствительные фотослои, и нефотографической (оптико-электронной), в которой визуализация регистрируемого излучения осуществляется косвенно, путем электронно-оптических преобразований электрических сигналов.

Съемки земной поверхности, выполняемые с воздушных и кос­мических носителей аппаратуры, в свою очередь можно подразде­лить на фотографические и нефотографические. По принципу и ме­тоду регистрации излучения в группе нефотографических съемок различают телевизионную оптическую (кадровую) и оптико-меха­ническую (сканерную), фототелевизионную и радиолокационную съемки. Перспективными, но пока находящимися в стадии разра­ботки, также являются в этой группе лазерная, голографпческая и акустическая съемки.

Нередко в литературе можно встретить также классификацию нефотографических съемок, связанную с названиями отдельных диапазонов спектра. В ней выделяют обычно ультрафиолетовую, инфракрасную, радиотепловую и радиолокацион­ную съемки.

Следует отметить, что методы съемок могут быть пассивные и активные, а также многозональные и многоспектральные. В пас­сивных методах используются съемочные системы, которые сами не генерируют излучения, а регистрируют естественное излучение земной поверхности (солнечное видимое, инфракрасное, микро­волновое). В активных методах, например радиолокации, исполь­зуется съемочная аппаратура, генерирующая направленное излу­чение, воспринимающая отраженный от поверхности сигнал и преобразующая его в изображение.

Многозональный метод съемки, который может применяться в фотографическом и нефотографическом варианте, состоит в одно­временной регистрации излучения данного диапазона спектра (преимущественно -видимого, включая ближнюю ИК-зону) в не­скольких, обычно не более 6, узких его участках. Многоспектральный метод съемки, который применяется в нефотографическом варианте, заключается в одновременной индикации излучения многих диапазонов спектра также в узких их участках. В настоящее время многоспектральная съемка может вестись, охватывая одновременно ультрафиолето­вую, видимую, вею инфракрасную и даже частично микроволно­вую области спектра. С этой целью используется нефотографиче­ская аппаратура, содержащая до 13 и более съемочных каналов.

Элементы внешнего ориентирования воздушных и космических снимков определяются либо непосредственно при съемке с по­мощью специальных устройств и приборов (радиогеодезические станции, радиовысотомеры, статоскопы), либо косвенно, путем отыскания необходимых параметров на основе аналитического ре­шения так называемой обратной фотограмметрической задачи по данным геодезической или географической привязки снимков к местности. При космической фотосъемке задача определения эле­ментов внешнего ориентирования может быть решена также по данным измерения фотоснимков звездного неба. Эти снимки полу­чают с помощью специальной звездной камеры, определенным образом ориентированной относительно камеры, фотографирующей земную поверхность. Обе камеры работают синхронно, что обеспе­чивает одновременное получение снимков земной поверхности и звездного неба.

Аэрокосмические съемки принято делить на ряд классов и ви­дов в зависимости от назначения, используемых носителей, съе­мочной аппаратуры, технологии выполнения съемки, формы пред­ставления результатов.

Существуют несколько разновидностей съемок с самолета: аэро­фотографическая, тепловая инфракрасная, радиолокационная и др. Кроме того, традиционные аэрометоды включают ряд так на­зываемых геофизических съемок - аэромагнитную, аэрорадио­метрическую, аэроспектрометрическую, в результате выполнения которых получают не снимки, а цифровую информацию об ис­следуемых объектах.

Из всех съемок наиболее распространенной является аэрофо­тографическая съемка. В зависимости от направления оптической оси аэрофотоаппарата различают плановую и перспективную аэро­фотосъемку.

При плановой {вертикальной) аэрофотосъемке оптическую ось аэрофотоаппарата приводят в отвесное положение, при котором снимок горизонтален. Однако в процессе полета по прямолиней­ному маршруту аэросъемочный самолет периодически испытыва­ет отклонения, которые характеризуют углами тангажа, крена и сноса (рыскания). Из-за колебаний самолета аэрофотоаппарат также наклоняется и разворачивается. Принято к плановым относить снимки, имеющие угол наклона не более 3°.

При перспективной аэрофотосъемке оптическую ось аэрофото­аппарата устанавливают под определенным углом к вертикали. По сравнению с плановым перспективный снимок захватывает боль­шую площадь, а изображение получается в более привычном для человека ракурсе.

По характеру покрытия местности снимками аэрофотосъемку делят на одномаршрутную и многомаршрутную.

Одномаршрутная аэрофотосъемка применяется при исследо­ваниях речных долин, прибрежной полосы, при дорожных изыс­каниях и т. д. Выборочную маршрутную аэрофотосъемку характер­ных объектов географ может выполнять самостоятельно, сочетая ее с аэровизуальными наблюдениями. Для этих целей удобно ис­пользовать ручной аэрофотоаппарат или цифровую фотокамеру.

Наибольшее производственное применение, прежде всего для топографических съемок, получила многомаршрутная (площадная) аэрофотосъемка, при которой снимаемый участок сплошь покры­вается серией параллельных прямолинейных аэросъемочных мар­шрутов, прокладываемых обычно с запада на восток. В маршруте

на каждом следующем снимке получается часть местности, изоб­раженной на предыдущем снимке. Аэрофотоснимки, получаемые с продольным перекрытием, образуют стереоскопические пары. Про­дольное перекрытие, выражаемое в процентах, устанавливается в зависимости от назначения аэрофотосъемки различным - от 10 до 80 % при среднем значении 60 %. Аэрофотосъемочные маршру­ты прокладывают так, чтобы снимки соседних маршрутов имели поперечное перекрытие. Обычно поперечное перекрытие составля­ет 30 %. Перекрытие снимков позволяет объединить разрозненные аэроснимки в единый массив, целостно отображающий заснятую территорию.

Время для съемки выбирают так, чтобы снимки содержали максимум информации о местности. Учитывают наличие снеж­ного покрова, смену фенофаз развития растительности, состоя­ние сельскохозяйственных угодий, режим водных объектов, влаж­ность грунтов и т. д. Обычно аэрофотосъемку выполняют в лет­ние безоблачные дни, в околополуденное время, но в некоторых случаях, например для изучения почв, лесов, предпочтение отда­ют поздневесенним или раннеосенним съемкам. Съемка плоско­равнинной местности при низком положении Солнца в утрен­ние или вечерние часы позволяет получить наиболее выразитель­ные аэроснимки, на которых микрорельеф подчеркивается про­зрачными тенями. Однако освещенность земной поверхности дол­жна быть достаточной для аэрофотографических съемок с ко­роткими экспонирующими выдержками. Поэтому съемку при вы­соте Солнца менее 20° обычно не производят. По завершении летно-съемочных работ оценивается качество полученных мате­риалов: определяется фотографическое качество аэронегативов (величина коэффициента контрастности, максимальная плот­ность, плотность вуали), проверяется прямолинейность съемоч­ных маршрутов, контролируется продольное и поперечное пере­крытие и др.

Вида аэрофотосъемок. Понятие о съемочном процессе . Фотографирование местности с воздуха может вестись не только с самолетов, но и с других носителей съемочной аппарату­ры: вертолетов, воздушных шаров, аэростатов, дирижаблей, пла­неров и т. п. Основное требование к аэрофотосъемочному полету состоит в том, чтобы самолет летел строго по намеченному прямолинейному маршруту на одной заданной высоте и сохранял при этом макси­мально возможную устойчивость. В реальных условиях полета штурман-аэрофотосъемщик, учитывая угол сноса самолета под влиянием ветра, находит такой курс его следования, при котором обеспечивается полет с некоторой путевой скоростью в заданном направлении относительно земной поверхности.

За работой всего комплекса аэрофотосъемочной аппаратуры (аэрофотоаппарат, радиовысотомер, статоскоп, фоторегистрирующие приборы) следит непосредственно бортоператор. По данным о скорости и высоте полета он определяет и устанавливает на командном приборе такой интервал съемки, при котором выдержи­вается определенное перекрытие снимков в маршруте. В практике аэрофотосъемки принято по-разному называть и обозначать высоты фотографирования, измеряемые относительно различных уровней. Если высота фотографирования определяется от уровня моря, ее называют абсолютной. Высота фотографирования, измеряемая относи­тельно уровня аэродрома, называется относительной. Высоты фотографирования, кроме того, могут изме­ряться относительно среднего уровня территории съемки или отно­сительно конкретной точки на земной поверхности. В этом случае их называют соответственно средними и истинными высотами фотографирования. При расчете масштаба фотографирования, как правило, исходят из средней высоты фотографирования.

В зависимости от значений угловых элементов внешнего ориен­тирования камеры и характера покрытия местности снимками различают перспективную, плановую и стабилизированную аэро­фотосъемку, а также аэрофотосъемку одинарную, одномаршрутную и площадную (рис. 61).

Рис. 44 Схемы одинарной (а), одномаршрутной (б) и площадной (в)

аэрофотосъемки

Перспективную съемку выполняют при значительных углах на­клона оптической оси камеры от отвесной линии. При плановой аэрофотосъемке оптическую ось камеры стремятся уста­новить в отвесное положение, удерживая ее в фотоустановке в горизонтальном положении по уровню. При этом удается обеспе­чить вертикальность оптической оси камеры с погрешностью, не, превышающей обычно 3°. Стабилизированную аэрофотосъемку выполняют с помощью специальной гиростабилизирующей фотоустановки, которая обеспечивает получение снимков с углами наклона не более 40". В настоящее время в целях картографирова­ния выполняют, как правило, только плановую и стабилизирован­ную аэрофотосъемку.Под одинарной аэрофотосъемкой подразумевается,
фотографирование небольших участков местности, покрываемых
одиночными снимками. Одномаршрутная аэрофотосъемка приме­
няется обычно для фотографи­рования линейных объектов. Выполняя площадную аэрофотосъемку равнинных районов, обычно стремятся делать продольное и поперечное перекрытие соответственно в 60 и 30%. При таком продольном перекрытии у трех смежных аэроснимков маршрута будет образовываться зона тройного перекрытия, наличие которой необходимо для выполне­ния различных фотограмметрических измерений. Если на аэрофото­снимке площадной съемки провести средние линии перекрытий, то на нем будет очерчена некоторая центральная часть, называемая его рабочей или полезной площадью. В этой части снимка иска­жения за перспективу и рельеф всегда меньше, чем в периферий­ных его частях.

Для того чтобы обеспечить в процессе аэрофотосъемки задан­ную величину продольного перекрытия, командный прибор должен включать АФА через заданные интервалы времени.

Дешифрированием в аэрокосмическом методе называется про­цесс извлечения необходимой полезной информации об изучаемой территории из материалов аэрокосмической съемки. В результате дешифрирования специалист получает определенное количество исходных фактических сведений и данных, которые интерпретиру­ются в соответствии с конкретной тематикой исследования и ле­жат в основе создаваемой тематической карты.

Из всех видов регистрации информации, характеризующей изу­чаемую местность, предпочтение отдается наглядным видео­изображениям - воздушным снимкам и их монтажам, космиче­ским снимкам и наземным фототеодолитным фотографиям. Эти материалы являются основными для дешифрирования и изучения территориальных особенностей, но и другие виды представления зарегистрированной информации, например запись на магнитной ленте, не остаются без внимания в аэрокосмическом методе исследований. В процессе дешифрирования видео­изображений решается ряд задач, а именно: а) распознавание и классификация объектов местности или их комплексов, изобразив­шихся на снимках; б) установление взаимосвязей между отдель­ными объектами и характерных особенностей их пространствен­ного размещения и в) распознавание и фиксация динамических процессов и природных явлений, возникающих и протекающих на данной территории.

Из большого количества информации, содержащейся на воз­душных и космических снимках, в процессе дешифрирования, как правило, выбирается не вся, а только некоторая часть.

Дешифрирование фотографий непосредственно на местности - (полевое дешифрирование) представляет собой комплекс работ, осуществляемых в натуре путем прокладывания наземных марш­рутов. Распознавание и классификация участков и объектов мест­ности, являющихся предметом исследования, производится путем сличения фотографических изображений. Благодаря такому способу достигается высокая степень достовер­ности дешифрирования и максимальная полнота.

Помимо расшифровки фотографических изображений и их классификации в комплекс наземных работ при полевом дешиф­рировании входят следующие операции: а) нанесение на дешиф­рируемые снимки объектов, которые по ряду причин не нашли своего изображения, но имеют существенное значение для данного исследования и создаваемой, тематической карты; б) уточнение границ различных участков, неясно выразившихся на снимках; в) вычерчивание на фотоснимках объектов и участков, исчезнув­ших на местности, и нанесение на них появившихся вновь; г) сбор дополнительных сведений и характеристик соответственно тема­тике исследований и д) установление и сбор географических наи­менований.

Таким образом, в комплекс «полевое дешифрирование» поми­мо собственно дешифрирования включаются съемочные операции, а также исследования и измерения, соответствующие теме состав­ляемой карты и задачам географического исследования. При по­левом дешифрировании снимки выполняют двойную функцию: во-первых, снабжают специалиста рядом необходимых фактиче­ских данных, содержащихся на них, и, во-вторых, являются осно­вой, на которую наносятся те объекты местности, которые состав­ляют предмет исследования и нагрузку составляемой карты.

Одно из преимуществ полевого дешифрирования состоит в том, что при его производстве местность изучается на момент дешиф­рирования, а не на момент фотографирования. В самом деле, летно-съемочные работы и полевое дешифрирование нередко бывают разделены некоторым промежутком времени, за который на местности могли произойти более или менее существенные изме­нения. Полевое дешифрирование позволяет уточнить устарев­шие аэрофотоснимки. Важным преимуществом полевого дешиф­рирования является то, что в процессе полевых работ на аэро­фотоснимок можно нанести объекты, которые на нем не изобра­зились или из-за недостаточного разрешения фотослоя, или из-за того, что они закрыты другими объектами (например, детали местности под пологом леса), или из-за малого интервала ярко­стей объектов и фона, на котором они размещены. Немаловажное преимущество полевого дешифрирования состоит в возможности в процессе полевых работ безошибочно установить географические наименования речек, ручьев, урочищ, населенных пунктов и т. д.

Наряду с этими достоинствами полевого дешифрирования от­метим ряд недостатков. Одним из них является большая затрата средств на организацию и выполнение полевых работ. Кроме того, само производство полевого дешифрирования сопряжено со зна­чительными затратами труда и сил дешифровщика..

Перед выходом на местность для производства полевого де­шифрирования необходимо провести некоторые предварительные, работы, которые заключаются в следующем: а) географическое изучение района исследований и составление ряда документов, способствующих полевому дешифрированию; б) предварительное камеральное дешифрирование тех изображений, которые не вызы­вают никаких сомнений в их значении, например дорог, пашен", ручьев, границ леса и пр.; в) отбор, оценка и подготовка для де­шифрирования материалов аэрофотосъемки.

В подготовительный период создается предварительная схема-проект наземных маршрутов. Эта схема составляется на восковке или пластике, которые накладываются на накидной монтаж, смон­тированный из контактных отпечатков, отобранных через номер. На схеме тушью или фломастером вычерчиваются проектируемые наземные маршруты, по ходу которых должно производиться по­левое дешифрирование. Выбор маршрутов производится с учетом тематики создаваемой карты. Например, маршруты геоморфоло­гического дешифрирования будут отличаться от маршрутов геобо­танического, топографического и других видов дешифрирования.

При составлении схемы-проекта наземных маршрутов следует соблюдать следующие правила.

Маршруты должны быть проложены с таким расчетом, что­бы исследователь мог посетить участки и объекты, составляющие предмет исследования. Например, при геологическом или геомор­фологическом дешифрировании маршруты должны быть проложе­ны ко всем обнажениям, поперек речных долин, проходить через участки, изображения которых отличаются друг от друга рисунком или фототоном. Полевое дешифрирование произво­дится одновременно с рисовкой горизонталей и дополнительной съемкой объектов местности, не изобразившихся на фотографии, и тех, которые составляют содержание данной тематической карты.

Фотосхемы и увеличенные космические снимки целесообразно использовать для полевого дешифрирования тогда, когда обследу­ется большая по площади территория и создается мелкомасштаб­ная карта (1:100000 и мельче). | Обычно в этом случае полевое дешифрирование проводится с автомашины или вертолета.

Аэровизуальное дешифрирование состоит в том, что _производится оно с борта самолета или вертолета. Для этой работы используются тихоходные летательные аппараты, имеющие скорость полета не более 150 км/ч, так как при большей скорости дешифровщик не успевает различить и зарегистрировать объекты дешифрирования, быстро исчезающие из его поля зрения. Оптимальные высоты, с которых производится аэровизуальное дешифрирование, зависят от скорости полета, задач, исследования и желаемой де­тальности дешифрирования. Опыт показал, что аэровизуальное дешифрирование целесообразно производить с высот до 200 м.

Технологическая схема аэровизуального дешифрирования со­стоит из нескольких этапов. На первом этапе на материалах аэро-дешифрирования кодовыми обозначениями, которые следует раз­работать заранее, так как стандартов для них нет. Сплошное полевое дешифрирование в настоящее время все чаще заменяется так называемым комбинированным, которое пред­ставляет собой сочетание полевого и камерального. Такая технологическая схема дешифрирования отличается своими экономиче­скими выгодами без ухудшения качества. Существует несколько вариантов комбинированного дешифрирования. Наиболее простым, но и менее экономным является такой процесс комбинированного дешифрирования, при котором все аэрофотоснимки перед выездом на местность подвергаются предварительному камеральному де­шифрированию с использованием прямых и косвенных признаков.

Камеральное дешифрирование материалов аэрокосмической съемки отличается от полевого тем, что процесс извлечения ин­формации и изучение сфотографированной территории осуществля­лся в лабораторных условиях. В настоящее время камеральное дешифрирование интенсивно развивается. По сравнению с полевым имеет ряд преимуществ: экономическая выгодность, экономия времени и трудовых затрат, комфортные условия труда, возможность кооперирования различных специалистов, применение разнообразной аппаратуры, облегчающей труд человека, изучение труднодоступных или вовсе недоступных регионов. В процессе камерального дешифрирования ряд его этапов может быть автоматизирован. К недостаткам камерального - дешифрирования можно отнести то, что во многом оно имеет вероятностный характер, что сказывается на достоверности дешифрирования и требует полевой доработки.

Визуальное дешифрирование всегда целесообразно произво­
дить на стереомодели




визуальное дешифрирование производится не толькона воздушных снимках, но также и на космических, для чего сле­дует скомбинировать стереопары из снимков, полученных на соседних витках полета космического корабля.

Из стереоскопических приборов общеупотребительны следующие: а) зеркальные и призменные стереоскопы; б) зеркальные стереоскопы с переменным увеличением; в) стереопантометры с| параллаксометром; г) интерпретоскопы.

Из семейства зеркально-линзовых стереоскопов наиболее удоб­ны для визуального дешифрирования стереоскопы со сменным увеличением, которые изготавливает народное предприятие «Карл-Цейсе» в ГДР. Этот прибор допускает общий обзор всей площади стереопары (или ее большей части). Для детального дешифриро­вания на прибор надевается насадка с двумя окулярами, имеющи­ми увеличение 4 х. Поле зрения при этом уменьшается, но отдель­ные участки стереомодели рассматриваются с увеличением, что способствует дешифрированию мелких деталей изображения. В комплект к стереоскопу придается параллаксометр, с помощью которого можно измерять линейные продольные параллаксы с точностью не более 0,05 мм и, следовательно, производить обмер стереомодели и определять собственные высоты ряда объектов местности.

Наиболее универсальный стереоскопический прибор для дешиф­рирования - интерпретоскоп - изготавливается в ГДР (рис. 62). Это прибор стационарного типа и предназначен для визуального дешифрирования воздушных и космических снимков, имеющих размеры от 70X70 до 230X230 мм, изготовленных как на прозрачной основе, так и на непрозрачной. Одно из достоинств прибора состоит в том, что на нем можно обрабатывать нераз­резанную на отдельные кадры пленку. Дешифрируемые снимки помещаются на стеклянную столешницу стола, где могут просве­чиваться источниками света, расположенными в корпусе стола. Снимки на непрозрачной основе освещаются светильниками такСплошное полевое дешифрирование в настоящее время все чаще заменяется так называемым комбинированным, которое пред­ставляет собой сочетание полевого и камерального. Такая технологическая схема дешифрирования отличается своими экономиче­скими выгодами без ухудшения качества. Существует несколько вариантов комбинированного дешифрирования. Наиболее простым, но и менее экономным является такой процесс комбинированного дешифрирования, при котором все аэрофотоснимки перед выездом на местность подвергаются предварительному камеральному де­шифрированию с использованием прямых и косвенных признаков.

Камеральное дешифрирование материалов аэрокосмической:ъемки отличается от полевого тем, что процесс извлечения ин­формации и изучение сфотографированной территории осуществля­лся в лабораторных условиях. В настоящее время камеральное дешифрирование интенсивно развивается. По сравнению с полевым имеет ряд преимуществ: экономическая выгодность, экономия времени и трудовых затрат, комфортные условия труда, возможность кооперирования различных специалистов, применение разнообразной аппаратуры, облегчающей труд человека, изучение труднодоступных или вовсе недоступных регионов. В процессе камерального дешифрирования ряд его этапов может быть автоматизирован. К недостаткам камерального дешифрирования можно отнести то, что во многом оно имеет вероятностный характер, что сказывается на достоверности дешифрирования и требует полевой доработки.

Визуальное дешифрирование всегда целесообразно произво­
дить на стереомодели по двум причинам. Во-первых, прямой приз­
нак дешифрирования (форма объекта) на стереомодели рассмат­
ривается в трехмерном, а не в двухмерном пространстве, как это
имеет место на плоских одиночных снимках или их монтажах.
Поэтому возможность распознавания и классификации объектов,
имеющих высоту, значительно возрастает. Во-вторых, на стереомо­
дели наглядно представлены характерные особенности простран­
ственного размещения отдельных компонентов ландшафта, зако­
номерно приуроченных к различным формам рельефа, что лежит
в основе косвенных способов дешифрирования. Стереоскопическое
визуальное дешифрирование производится не только на воздушных снимках, но также и на космических, для чего сле­дует скомбинировать стереопары из снимков, полученных на соседних витках полета космического корабля.

Аэрофотосъемка земельного участка , проведенная как совместно с геодезическими работами, так и отдельно от них, позволит получить наглядное представление об особенностях местности. На полученной ЦММ возможно проводить измерения расстояний, объемов. Это особенно важно в случае, если необходимо провести оценку издержек для проектирования дорог, коммуникаций.

Кому и зачем нужна аэрофотосъемка участка

Получить изображение участка с высоты будет полезно в различных случаях. Среди них - проектирование автодорог, коммуникаций. Благодаря полученным моделям местности удастся определить характер ландшафта, особенности рельефа, произвести измерения объема и площади и многое другое. Эти данные станут основой для топопланов территории.

Аэрофотосъемка будет полезна при:

• Составлении топографических планов - полученные методом аэрофотосъемки данные позволят собрать 3D модель местности с высотами, а ортофотоплан даст возможность вычерчивать плановые элементы, что в итоге превратится в топографический план М 1:500 – 1:10 000;
• Мониторинге незаконного использования земли - в этом случаем съемка с БПЛА позволит определить местоположение фактических заборов, границ землепользования, размещенных на ней объектов недвижимости и сопоставить полученные данные с кадастром недвижимости;
• Маркшейдерской съемки карьеров - услуга позволит составлять маркшейдерские планы карьеров и отвалов. Точность данной методики значительно выше традиционных средств съемки, а скорость проведения работ составляет 1-2 дня на объекты в несколько квадратных километров.

Стоимость аэрофотосъемки участков

Преимущества аэрофотосъемки

• высокое качество, четкость и разрешение полученных кадров;
• возможность реализации съемки в любой труднодоступной местности;
• всепогодность использования;
• возможность создания панорамных видео- и фотоматериалов;
• доступная цена по сравнению с арендой вертолета/самолета;
• возможность получения подробных данных в высоком разрешении о размерах и ландшафте территории, наличии на ней водоемов и растительности;
• мобильность - мультикоптер и беспилотный самолет, с помощью которого осуществляется съемка, не требует много места для взлета и посадки - для этого достаточно небольшого участка земли;
• быстрая скорость получения данных - результат работы вы получите через 1-2 дня.

Закажите аэрофотосъемку участка в «Сервис Гео»

История

Первая аэрофотосъёмка состоялась в г. над Парижем . Её осуществил её французский фотограф и воздухоплаватель Гаспар-Феликс Турнашон , более известный под псевдонимом Надар . .

В 1887 году французский фотограф разработал и выполнил фотосъёмку с помощью воздушного змея .

Голубь с камерой для аэрофотосъёмки

Среди различных способов ведения аэрофотосъёмки есть и довольно экзотические. Так в начале XX века немецкий аптекарь Юлиус Нойброннер запатентовал свой «Способ и средства для фотографирования пейзажей сверху » с помощью почтовых голубей . Этот способ пользовался успехом и завоевал награды на международных выставках в Дрездене , Франкфурте и Париже в 1909-1911 годах Голубиная фотосъёмка использовалась в время Первой мировой войны для ведения воздушной разведки и послужила прообразом современных «живых камер» устанавливаемых на диких и домашних животных.

В Первую мировую войну аэрофотосъёмка для военных целей практиковалась многими лётчиками; в числе этих пилотов был легендарный американец Фред Зинн. Одним из первых известных сражений, во время которых проводилась аэрофотосъёмка, была битва при Нев-Шапель ( г.).

Применение аэрофотосъёмки для картографирования впервые произошло тоже на фронтах Первой мировой войны. В январе г. по приказу генерала Алленби пять австралийских лётчиков эскадрильи № 1 Королевских военно-воздушных сил Австралии сфотографировали местность площадью 1 620 км 2 в Палестине с целью корректировки и улучшения карт турецкого фронта. Лейтенанты Леонард Тэплин, Аллан Браун, Х. Л. Фрэзер, Эдвард Патрик Кенни и Л. В. Роджерс сняли территорию, которая простиралась от линии турецкого фронта на 51 км вглубь тыловых районов. Начиная с 5 января, они летали на истребителях сопровождения «Ройал Эйркрафт Фэктори B.E.2» и «Мартинсайд» (Martinsyde ) с целью отражения атак боевой авиации противника. Пилотам приходилось не только отбивать удары вражеской авиации, но ещё и преодолевать порывы ветра 29 м/с, огонь противовоздушной аритиллерии противника, а также справляться с плохо работающим оборудованием. Поставленная задача была выполнена предположительно 19 января г.

Одним из наиболее успешных инициаторов коммерческого использования аэрофотосъёмки был Шерман Фэйрчайлд, который основал собственную компанию «Фэйрчайлд Эйркрафт» по проектированию и производству самолётов, предназначенных для полётов в условиях высокогорной местности. В 1935 году на борту самолёта аэротопографической службы компании «Фэйрчайлд Эйркрафт» был установлен блок с двумя камерами, работающими синхронно. Каждая камера, снабжённая пятью шестидюймовыми, а также десятидюймовыми линзами, делала снимки с высоты 23 000 футов (7 010,4 ). Один снимок охватывал территорию в 580 км 2 . Один из первых государственных заказов компании предусматривал аэротопографическую съёмку штата Нью-Мексико для изучения почвенной эрозии . Через год Фэйрчайлд применил более совершенную камеру для аэрофотосъёмки высокогорных местностей - она имела девять линз в одном блоке и могла снимать с высоты 30 000 футов (9 144 м ), причём, каждый снимок отображал территорию 1 600 км 2 .

В наши дни, в связи с повсеместным распространением недорогих цифровых фотоаппаратов, многие люди тайно делают снимки, находясь на борту коммерческих самолётов и - всё чаще - самолетов гражданской авиации общего назначения , совершающих частные прогулочные полёты.

Способы аэрофотосъёмки

При съёмке заданной местности плоскость аэрофотоаппарата может занимать горизонтальное или наклонное положение. При этом аэрофотосъёмка называется плановой или перспективной соответственно. Также возможно фотографирование на цилиндрическую поверхность или вращающимся объективом. Такая съемка носит название панорамной.

В основном, аэрофотосъемка выполняется фотоаппаратом с одним объективом, но если требуется увеличить площадь снимка, используются многообъективные аэрофотоаппараты.

Могут выполняться одиночные аэроснимки, кроме того, может производиться фотографирование по определённому направлению или по площади. При этом аэросъёмка носит название маршрутной или площадной, соответственно.

Ведение аэрофотосъёмки

Для корректного прокладывания маршрута при аэрофотосъемке часть участка местности, сфотографированного на одном снимке, обязательно должна быть отображена и на другом. Эту особенность аэрофотоснимков называют продольным перекрытием. Продольное перекрытие - это отношение площади, сфотографированной на двух соседних снимках, к площади, изображённой на каждом отдельном снимке, выраженное в процентах. Обычно значение продольного перекрытия на аэрофотоснимках составляет 60 %, хотя в особенных случаях данные значения могут быть изменены в соответствии с требованиями к этим снимкам.

Если требуется провести аэрофотосъёмку обширного по ширине участка, то фотографирование заданной площади производят серией параллельных маршрутов, имеющих поперечное перекрытие. При такой фотосъёмке стандартное значение перекрытия обычно составляет 30 %.

Для проведения аэрофотосъёмки задаются высота полёта относительно фотографируемой местности, фокусное расстояние камеры аэрофотоаппарата, сезон, время и порядок прокладывания маршрутов.

Из-за подвижности основания при аэрофотосъемке в каждый момент фотографирования центр проектирования объектива и плоскость аэроснимка занимают произвольное положение. Величины, определяющие пространственное положение снимка относительно принятой системы координат, называются элементами внешнего ориентирования снимка. Это три линейные координаты центра проектирования x s , y s , z s и три угла, определяющие поворот снимка вокруг трёх осей координат.

В связи с развитием технологий спутникового позиционирования в последнее время при производстве аэрофотосъёмки (с целью облегчения обработки результатов) большой популярностью пользуются системы GPS и ГЛОНАСС .

Определение координат сфотографированных точек

Для определения пространственных координат сфотографированных точек по аэрофотоснимкам сначала находят элементы внешнего ориентирования снимков. Этими точками могут стать некоторые достоверно определённые координаты геодезических или иных объектов, которые отчетливо видны на снимках. Для установления в полёте элементов внешнего ориентирования аэрофотосъёмки применяют следующие устройства:

В сумме все данные позволяют вычислить координаты центра проектирования. Показания гировертикали дают возможность найти углы наклона снимка. Эти же углы можно определить обработкой снимков, на которых запечатлены звёздное небо, положение Солнца или линия горизонта.

Фотопленки и объективы, применяемые в аэрофотосъемке

Для увеличения качества и точности полученных аэроснимков в настоящее время применяются аэрофотообъективы с высокой разрешающей способностью и малой дисторсией . Также широкое применение нашла аэроплёнка с очень малой деформацией. Падение освещённости по полю зрения должно быть наименьшим, а затвор должен обеспечить очень короткие (до 1/1000 с) выдержки, чтобы уменьшить нерезкость. Сама же аэроплёнка в момент фотографирования должна быть строго выровнена в плоскости.

На сегодняшний день аэрофотографирование производят на следующие типы плёнок:

Кроме этого в настоящее время приобретает популярность съемка на цифровые фотоаппараты, что позволяет достичь оперативности в работе.

Обработка полученных изображений

В настоящее время обработку полученных изображений ведут с помощью специальных компьютерных комплексов - Цифровых фотограмметрических станций (ЦФС) - например, Intergraph ImageStation или PHOTOMOD. При этом дополнительно выполняются коррекции перспективы, дисторсии и иных оптических искажений, цветовая и тоновая коррекция полученных снимков, сшивка смонтированного фотоплана в единое изображение, каталогизация изображений, совмещение их с уже существующими картографическими материалами, включение в Географические информационные системы (ГИС) и пр.

См. также

Техника и аппаратура для аэрофотосъёмки

• Ан-30 - самолёт воздушного наблюдения и аэрофотосъёмки.
• Сверхлёгкая авиация - парапланы , парамоторы , автожиры, мотодельтапланы.
• Уран - светосильные высококачественные объективы для аэрофотокамер.
• Ортогон - специальные прецезионные ортоскопические объективы для аэрофотокамер.

Примечания

1. History of Aerial Photography Professional Aerial Photographers Association (retrieved December 21, 2007)
2. History of Aerial Photography . // papainternational.org. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 9 апреля 2012.
3. Brons, Franziska (2006b), "«Bilder im Fluge: Julius Neubronners Brieftaubenfotografie»", Fotogeschichte Т. 26 (100): 17–36 .
4. Dr Julius Neubronner’s Miniature Pigeon Camera . // publicdomainreview.org. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 6 апреля 2012.
5. Neubronner, Julius (1920), «55 Jahre Liebhaberphotograph: Erinnerungen mitgeteilt bei Gelegenheit des f?nfzehnj?hrigen Bestehens der Fabrik f?r Trockenklebematerial» , Frankfurt am Main: Gebr?der Knauer, сс. 23–31, OCLC
6. Большая Советская Энциклопедия , статья «Аэрофотоаппарат» (eng. aerial camera ).
7. Биография лейтенанта Леонарда Тэплина (англ.) Retrieved 24 February 2011.
8. The Complete Encyclopedia of World Aircraft pg. 382 ISBN 0-7607-0592-5 printed 1997
9. «Wide Area Is Mapped From Air By Giant Ten Lens Camera» Popular Mechanics , October 1935 editors have stated Fairchild Aircraft in hand written comment to left of archived article