Aerofotogrāfijas un kosmosa fotogrāfijas. Plāns, karte, aerofoto, kosmosa attēls

Ļauj iegūt telpisko informāciju par zemes virsma elektromagnētisko viļņu redzamajā un infrasarkanajā diapazonā. Viņi spēj atpazīt zemes virsmas pasīvo atstaroto starojumu redzamajā un tuvajā infrasarkanajā diapazonā. Šādās sistēmās starojums krīt uz atbilstošiem sensoriem, kas ģenerē elektriskos signālus atkarībā no starojuma intensitātes.

Optiski elektroniskās attālās uzrādes sistēmās parasti tiek izmantoti sensori ar pastāvīgu progresīvu skenēšanu. Var atšķirt lineārā, šķērseniskā un gareniskā skenēšana.

Kopējo skenēšanas leņķi visā ceļā sauc par skata leņķi, un atbilstošo vērtību uz Zemes virsmas šaušanas joslas platums.

Datu no satelīta saņemtās datu straumes sauc par ainu. Shēmām straumes sagriešanai ainās, kā arī to izmēram dažādiem satelītiem ir atšķirības.

Optoelektroniskās attālās uzrādes sistēmas veic apsekojumus elektromagnētisko viļņu optiskajā diapazonā.

Panhromatisks attēli aizņem gandrīz visu redzamo elektromagnētiskā spektra diapazonu (0,45-0,90 mikroni), tāpēc tie ir melnbalti.

Multispektrāls(daudzzonu) attēlveidošanas sistēmas veido vairākus atsevišķus attēlus plašām spektra joslām, sākot no redzamā līdz infrasarkanajam elektromagnētiskajam starojumam. Vislielāko praktisko interesi šobrīd pārstāv multispektrālie dati no jaunās paaudzes kosmosa kuģiem, tostarp RapidEye (5 spektrālās zonas) un WorldView-2 (8 zonas).

Jaunās paaudzes augstas un īpaši augstas izšķirtspējas satelīti, kā likums, tiek uzņemti pankromatiskā un multispektrālā režīmā.

Hiperspektrālsšaušanas sistēmas vienlaikus veido attēlus šaurām spektrālām zonām visās spektra diapazona daļās. Hiperspektrālajai attēlveidošanai svarīgs nav spektrālo zonu (kanālu) skaits, bet gan zonas platums (jo mazāks, jo labāks) un mērījumu secība. Tātad uzmērīšanas sistēma ar 20 kanāliem būs hiperspektrāla, ja tā aptvers diapazonu no 0,50 līdz 070 μm, bet katras spektrālās zonas platums nepārsniedz 0,01 μm, un uzmērīšanas sistēma ar 20 atsevišķiem kanāliem, kas aptver redzamo apgabala apgabalu. spektra, tuvu, īsviļņu, vidējo un garo viļņu infrasarkano staru apgabali, tiks uzskatīti par daudzspektriem.

Telpiskā izšķirtspēja— vērtība, kas raksturo attēlā atšķiramo mazāko objektu izmēru. Telpisko izšķirtspēju ietekmējošie faktori ir optoelektroniskās vai radara sistēmas parametri, kā arī orbītas augstums, tas ir, attālums no satelīta līdz fotografējamajam objektam. Vislabākā telpiskā izšķirtspēja tiek sasniegta, veicot uzmērīšanu zemākajā punktā, savukārt, novirzoties no zemākā līmeņa, izšķirtspēja pasliktinās. Satelītu attēliem var būt zema (vairāk nekā 10 m), vidēja (no 10 līdz 2,5 m), augsta (no 2,5 līdz 1 m) un īpaši augsta (mazāk nekā 1 m) izšķirtspēja.

Radiometriskā izšķirtspēja nosaka sensora jutība pret elektromagnētiskā starojuma intensitātes izmaiņām. To nosaka krāsu vērtību gradāciju skaits, kas atbilst pārejai no absolūti "melna" spilgtuma uz absolūti "baltu", un tiek izteikts bitu skaitā uz attēla pikseļu. Tas nozīmē, ka gadījumā, ja radiometriskā izšķirtspēja ir 6 biti/pikseļi, mums kopā ir 64 krāsu gradācijas, 8 biti/pikseļi — 256 gradācijas, 11 biti/pikseļi — 2048 gradācijas.

Tie tiek izgatavoti ar īpašām gaisa kamerām, kas uzstādītas lidmašīnās, un kosmosa attēli tiek uzņemti no pilotējamiem kuģiem, orbitālajām stacijām, automātiskajiem satelītiem, izmantojot foto un skeneru aprīkojumu.

Aerofotogrāfijas tiek iegūtas, izmantojot speciālas kameras, kas sver vairākus desmitus kilogramu, ir ielādētas ar fotofilmu, parasti 18 cm platu, un ir uzstādītas virs īpašas atveres lidmašīnas fizelāžā, lai objektīvs "skatītos" tieši uz Zemi. Jau Pirmā pasaules kara laikā militārie piloti izlūkošanas nolūkos fotografēja no lidmašīnas. 30. gados. 20. gadsimts aerofotografēšana ir aizstājusi zemes fotografēšanu un kļuvusi par galveno karšu veidošanas metodi. Līdz 50. gadu vidum. ar aerofotogrāfiju palīdzību tika sastādītas visas mūsu valsts teritorijas topogrāfiskās kartes 1:100 000, un pēc ceturtdaļgadsimta tika pabeigts milzīgs darbs pie kartes izveides mērogā 1:25 000, kas sastāv no 300 000 loksnes. Krāsaino aerofotogrāfiju parādīšanās šajos gados veicināja to, ka tās sāka plaši izmantot iežu, augšņu pētīšanai, ģeoloģisko, augsnes, ģeobotānisko karšu sastādīšanai, dabisko komponentu attiecību pētīšanai un sarežģītu ģeogrāfisku pētījumu veikšanai.

Pēc mākslīgo Zemes pavadoņu un kosmosa kuģu palaišanas 1957. gadā ģeogrāfi un kartogrāfi savam darbam saņēma jaunus materiālus – satelītattēlus. Izrādījās, ka pat no tūkstošiem kilometru attāluma iespējams uzņemt attēlus, kuros redzamas daudzas zemes virsmas detaļas, un šāda apsekošana dažkārt ir izdevīgāka par aerofotografēšanu. Galu galā viens kosmosa attēls aizstāj tūkstošiem aerofotogrāfiju. Satelīts lido pāri apgabaliem, kas grūti aizsniedzami pat lidmašīnai – augstākajām virsotnēm, ledainiem plašumiem. Satelīts, kas pastāvīgi darbojas orbītā, var atkārtot šaušanu katru dienu, lai novērotu strauji mainīgās ,. Īsāk sakot, šaušanas iespējas ir ievērojami paplašinājušās. Fotografēšanai viņi sāka izmantot ne tikai kameras, bet arī tādas iekārtas, kas ļautu pārraidīt attēlu uz Zemi pa radio kanāliem, piemēram, skeneri. Skenējot (no angļu valodas skenēšanas - “sequential, in parts”), reljefs tiek skatīts posmos pāri maršruta līnijai. Gaismas signāli, kas no katras sekcijas nonāk pie starojuma uztvērēja, tiek pārvērsti elektriskos un pa kosmosa sakaru kanāliem tiek pārraidīti uz Zemi, kur tie tiek fiksēti kā mazi topošā attēla elementi – pikseļi, kas nozīmē "bildes elements". Šāds šķērsskats dod attēla līniju, un līniju uzkrāšanās gar lidojuma trajektoriju pakāpeniski veido attēlu. Skenera fotografēšanas priekšrocība ir tās efektivitāte: iespējams iegūt teritorijas attēlu tieši satelīta lidojuma laikā virs tās. Vēl viena skenera fotografēšanas priekšrocība salīdzinājumā ar fotogrāfiju ir iespēja redzēt to, kas ar aci nav redzams, jo skeneri ir jutīgi pret starojumu, ko nevar uztvert ne acs, ne filma. Attēlā, kas uzņemts ar kameru un nogādāts uz Zemi, ir tik daudz attēla detaļu, ka cilvēka acs tās nespēj saskatīt, tāpēc attēls tiek palielināts. Tuvinot, jūs varat redzēt sīkāku informāciju. Šajā gadījumā attēla integritāte netiks pārkāpta, uz tā nebūs atstarpju, tas paliks nepārtraukts. Fotogrāfijas var palielināt 10 līdz 20 reizes.

Cita lieta ir attēls, kas iegūts skenējot un pārraidīts uz Zemi pa radio kanāliem. Signāli šādā pārraidē attiecas uz noteiktiem, parasti taisnstūrveida apvidiem. Pietuvinot, kļūst skaidrs, ka šāds attēls sastāv no daudziem vienāda izmēra taisnstūra elementiem, kuru iekšpusē nav detaļu, un attēla tonis pie sadaļu robežām strauji mainās. Šis ir diskrēts attēls. Katrs attēla pikselis atbilst datora atmiņā saglabātajam skaitlim, kas norāda tā spilgtumu. Šādus attēlus sauc par digitāliem. Tie ir ierakstīti optiskajos kompaktdiskos, un tos var pārraidīt pa telekomunikāciju tīkliem, izmantojot internetu. Nepārtraukts fotogrāfiskais attēls apstrādei datorā arī jāpārvērš diskrētā digitālā; tas tiek darīts, izmantojot laboratorijas datoru skenerus.

Kosmosa fotogrāfijas, to veidi un atšķirība no aerofotogrāfijām.

Nefotogrammetriskās uzmērīšanas sistēmas.

Kosmosa fotogrāfijas, to veidi un atšķirība no aerofotogrāfijām.

Lekcija Nr.3

Kosmosa fotogrāfija ir aerofotogrāfijas attīstība, taču atšķiras no pēdējās ar fotografēšanas specifiku no liela augstuma un no kosmosa. Fotografēšana tiek veikta no noteiktas orbītas, pa kuru ierīce pārvietojas. Vienmēr ir zināmi orbītas parametri, kā arī kosmosa kuģa ātrums, kas ļauj noteikt atrašanās vietu vienā vai otrā brīdī.

Kosmosa attēliem (CS) salīdzinājumā ar aerofotogrāfiju (APS) ir vairāki ieguvumi.

Redzamība CS sniedz iespēju pētīt globālas Zemes virsmas parādības un tās zonālos modeļus, un to mazais mērogs ļauj atbrīvoties no konkrētām zemes virsmas detaļām un vienlaikus skaidrāk izšķirt lielas zemes virsmas pazīmes. aerofotogrāfijās grūti pamanāma teritorijas struktūra.

Visas ainavas sastāvdaļas ir attēlotas vienā attēlā, kas ļauj izpētīt to attiecības. Pamatojoties uz šādiem attēliem, sniega izplatības modelis tiek ticami noteikts, pamatojoties uz zemes virsmas reljefu, tiek atklātas mākoņu struktūras iezīmes virs jūras zonām, pamatojoties uz jūras straumju virzienu un veidiem utt.

Svarīga CS priekšrocība ir iespēja atkārtoja vienu un to pašu zemes virsmas daļu attēlus, veicot apsekojumus no satelīta (mākslīgā Zemes pavadoņa) un orbitālajām stacijām. Tas ir īpaši vērtīgi, pētot strauji plūstošas ​​parādības - mežu ugunsgrēkus, kūstošu sniega segu, kaitēkļu postījumus lauksaimniecības laukiem utt.

CS ir arī numurs nepilnības, kavē to praktisko izmantošanu.

1. nozīmīgs izkropļojumu fotogrāfisks attēls, pat nelielas novirzes optiskais cirvji fotografēšanas aparāti simtiem kilometru lidojuma augstumā rada lielus attēlu perspektīvas kropļojumus, īpaši to malu zonās;

2. izkropļojumi, kondicionēts sfēriskums zemes virsma. Šie izkropļojumi ir lielāki, jo mazāks ir attēlu mērogs. Šo traucējumu absolūtās vērtības palielinās virzienā uz CS malām;

3. zema līnijas izšķirtspēja apgrūtina objektu identificēšanu apgabalā, COP ģeoreferences procesu.

Zemes virsmas fotografēšana kosmosā tiek veikta no kosmosa kuģa (SV). Lidojuma trasēs notiek strauja zemes virsmas apgaismojuma apstākļu maiņa, kas būtiski ietekmē fotogrāfiskā attēla kvalitāti. Tas pastāvīgi jāņem vērā, veicot fotografēšanas darbus.

Kosmosa kuģis, no kura tiek uzņemti Zemes satelītattēli, pārvietojas dažādās orbītās un dažādos augstumos no zemes virsmas. Zemākās orbītās šo ierīču kustībai atmosfēra ievērojami pretojas.

Palielinoties lidojuma augstumam, satelīta kalpošanas laiks palielinās un apsekojuma platība palielinās, bet tajā pašā laikā CS izšķirtspēja samazinās.

AES orbītas iedala riņķveida un eliptiskās (3.1. att.).

Kosmosa fotogrāfijas, to veidi un atšķirība no aerofotogrāfijām. - jēdziens un veidi. Kategorijas "Kosmosa attēli, to veidi un atšķirība no gaisa attēliem" klasifikācija un iezīmes. 2017., 2018. gads.

Globuss diezgan precīzi parāda Zemes zemes kontūras, taču ne vienmēr to ir ērti izmantot. Praktiskāk ir dot Zemes un tās daļu kontūru uz plaknes, papīra.

Aplūkosim atlantā Zemes virsmas attēlu - apvidus zīmējumu un plānu (14., 15. att.), aerofotogrāfiju (16. att.), satelītattēlu (17. att.) un ģeogrāfisko karti (att. 14., 15. att.). 18). Kā tie atšķiras viens no otra?

skats no gaisa - šī ir teritorijas fotogrāfija, kas uzņemta no lidmašīnas vai cita gaisa kuģa, izmantojot speciālu gaisa kameru atbilstošā mērogā.

Aerofotogrāfiju izmanto ģeogrāfiskās un ģeoloģiskās izpētes, inženiermeklēšanas darbos, kā arī topogrāfisko karšu sagatavošanā.

kosmosa šāviens - šī ir zemes virsmas vai visas planētas fotogrāfija, kas izgatavota ar automātisko fotoiekārtu palīdzību no mākslīgajiem Zemes pavadoņiem.

Satelītu attēli ļāva sastādīt jauna veida kartes (kosmosa fotokartes). Uz to pamata attīstās tāda zinātnes nozare kā kosmosa kartogrāfija. Jo īpaši tur detalizētas kartes Mēness, Venera, Merkurs, Marss. Apvidus plānā visi objekti un objekti ir atveidoti ar vispārpieņemtām nosacītajām zīmēm.

Apvidus plāns - Šis ir nelielas apgabala attēls, izmantojot parastās zīmes un mērogā.

Rīsi. 16. Teritorijas aerofotogrāfija
Rīsi. 17. Kosmosa šāviens

Ģeogrāfiskajā kartē, kā arī lokālplānojumā objekti tiek parādīti arī ar nosacītām zīmēm.

Ģeogrāfiskā karte - tas ir vajadzīgās teritorijas vai visas planētas attēls ar konvencionālu zīmju palīdzību un noteiktā mērogā.

Tiek saukta nosacītu zīmju kopa un to skaidrojumi kartes leģenda. Visu veidu nosacītās zīmes ir sadalītas kontūra, ārpus mēroga, lineāra. Kontūru zīmes nodod faktiskos objekta izmērus, sastāv no kontūras, kas piepildīta ar krāsu vai izšķilšanos. Piemēram, mežs, purvs, ezers - uz reljefa plāna, kalni, līdzenumi, kontinentu kontūras - uz ģeogrāfiskās kartes . ārpus mēroga zīmesģeometriskās formas, simboli, zīmējumi parāda objektus, kurus nevar iezīmēt plāna vai kartes mērogā. Piemēram, avots, aka, skola pēc lokālā plāna, derīgo izrakteņu un apmetņu zīmes, kalnu virsotnes . Lineārās zīmes tie pārraida plānā un kartē lineārus objektus: ceļus, upes, robežas utt. Mērogā tiek parādīts tikai to garums, bet ne platums. Atkarībā no attēlotās teritorijas lieluma un pašas kartes izmēra tiek izmantoti dažādi mērogi. Jo mazāka teritorija un vairāk detaļu tās reprodukcijā, jo lielāks ir kartes mērogs. To sauc par liela mēroga. Teritorijas plāniem ir šāds mērogs (1: 5000 un vairāk). Ir liela mēroga topogrāfiskās kartes(no 1:5000 līdz 1:200000) (19. att.). Uz att. 19 - mērogs ir lielāks, un att. 18 ir mazāk. Šādās kartēs neliela teritorija ir detalizēti attēlota. Tos izmanto militārās lietās, celtniecībā, ceļu ieklāšanā, lauksaimniecībā, pārgājienos uc Kartes ar mērogu no 1:200 000 līdz 1:1 000 000 tiek sauktas vidēja mēroga(20. att.).

Rīsi. 18. Fiziskā karte
Rīsi. 19. Topogrāfiskā karte (mērogs 1: 10 000)

Bet visbiežāk cilvēkam kartē jāparāda plašās kontinentu teritorijas, atsevišķas valstis vai to reģioni un dažreiz arī visa planēta. Tad tiek izmantots mazs mērogs, un tiek izsauktas kartes maza mēroga(21. att.). Skolu atlantu kartes, sienas kartes - maza mēroga. Piemēram, skolas atlantā pusložu kartes mērogs ir 1:90 000000 (900 km 1 cm), Ukrainas karte ir 1:6 000000 (60 km 1 cm). Ņemiet vērā, ka pirmās kartes mērogs ir mazāks, bet otrās ir lielāks.

Plānā un kartē nav iespējams parādīt visus mazākos objektus uz zemes. Tie apgrūtinātu attēlu lasīšanu. Tāpēc plānam un kartei tiek piemēroti tikai galvenie, t.i. attēls ir apkopots. Jo mazāks ir kartes mērogs, jo lielāks vispārinājums. materiāls no vietnes

Plāns un karte - Šis ir samazināts zemes virsmas attēls plaknē, kas izveidots pēc mēroga.

Tiek sauktas ģeogrāfiskās kartes, kurās attēloti dabas objekti (kontinenti, okeāni, kalni, līdzenumi, upes, ezeri u.c.). fiziskais. Piemēram, pusložu fiziskā karte, Ukrainas fiziskā karte.

Ir vairāki Zemes vai tās atsevišķu posmu attēlu veidi: globuss, apgabala plāns, ģeogrāfiskā karte, zīmējums, aerofoto, kosmosa attēls.

Šajā lapā materiāls par tēmām:

  • Kāda ir atšķirība starp aerofotogrāfiju un teritorijas plānu

  • Kāda ir atšķirība starp teritorijas plānu un attēlu no kosmosa

  • Kāda ir atšķirība starp satelītattēlu un aerofotogrāfiju?

  • Apgabala kosmosa attēls mērogā 1: 5000 fotoattēlu

Jautājumi par šo vienumu:

19. gadsimta vidū gaisa balons pacēlās virs Francijas galvaspilsētas Parīzes, un fotogrāfs Nadars pirmo reizi šo pilsētu fotografēja no putna lidojuma. Parīzieši redzēja, kā no augšas izskatās pilsētas kvartāli, ielas, Sēnas upe, kuras krastos auga pilsēta. Tā parādījās pirmās aerofotogrāfijas – samazināti fotoattēli no zemes virsmas posma (er - franču valodā "gaiss").

Šobrīd aerofotogrāfijas tiek uzņemtas no lidmašīnām un bezpilota lidaparātiem, tostarp no multikopteriem.

Aerofotogrāfijā redzamas mājas, ceļi, tilti, upes un gravas, lauki un meži – vārdu sakot, viss, ko redzam plānā un kartē. Iemācīties atpazīt ģeogrāfiskos objektus attēlā nozīmē mācīties atšifrēt aerofotogrāfiju. Svarīgi ir ne tikai objekti, bet arī attēla tonis: jo mitrāks, mitrāks zeme, jo tumšāks ir attēla tonis. Attēlā ūdens upē vai ezerā būs pilnīgi tumšs. Kartē nevar redzēt, vai lauks ir slapjš vai nav. Jā, tas nav vajadzīgs, dažu dienu laikā zeme uz lauka var izžūt.

Ja lidmašīna lido augstu virs zemes, tad aerofotogrāfijas mērogs ir mazs. Ja lidmašīna lido zemu, aerofotoattēls būs liela mēroga, ļoti detalizēti parādot nelielu laukumu. Aerofotografēšanas laikā lidmašīna lido noteiktā virzienā un fotografē ar regulāriem intervāliem. Tad tas pagriežas un lido atpakaļ paralēli nesenajai takai, atkal fotografējot zemi. Blakus esošās aerofotogrāfijas tiek salīmētas kopā un, izmantojot tās, tiek uzzīmēts plāns vai karte.

Karte ir samazināts vispārināts zemes virsmas attēls. Attēlam kartē viņi izvēlas svarīgāko, nozīmīgāko, to, kas nedēļas laikā nemainīsies. Upju nosaukumi ir ierakstīti kartē, apmetnes, galvenie ceļi, plānos redzams gan upes tecējuma virziens, gan ceļa raksturs - asfalts, netīrumi utt. materiāls no vietnes