контрольная фотограмметрия


НИЖЕГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА ГЕОДЕЗИИ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА
Курсовая работа
по дисциплине
“Фотограмметрия и дистанционнное зондирование ”


Подготовила: студентка 4 курса
группы ЗУЗ-14
Григорьева Т.А.Проверил:
Агафонов В.Н.
Нижний Новгород
2015
Содержание
Введение
Глава 1.Изготовление одномаршрутной фотосхемы
Монтаж фотосхемы по соответственным точкам
Монтаж фотосхемы по начальным направлениям
Оформление фотосхемы
Глава 2. Дешифрирование аэроснимков
2.2 Фотосхема землепользования СПК «Мир»
Глава 3. Решение задач
Заключение
Библиографический список

Введение
По современному определению Международного общества фотограмметрии и дистанционного зондирования (ISPRS), "фотограмметрия и дистанционное зондирование - это искусство, наука и технология получения надежной информации средствами неконтактной съемки и другими датчиками о Земле и ее окружающей среде, других физических объектах и процессах путем регистрации, измерения, анализа и представления". Наибольшее применение фотограмметрия и дистанционное зондирование находят в аэротопографии, при построении и обновлении топографических и кадастровых карт, а также при создании геоинформационных систем.
Фотограмметрия - наука, изучающая способы определения форм, размеров, пространственного положения и степени изменения во времени различных объектов, по их фотографическим изображениям.
Она  является средством бесконтактного определения пространственных - координат точек объекта. В основе  фотограмметрии лежит возможность восстановления модели объекта по стереопаре - двум снимкам объекта, полученным с различных точек пространства.
 Предметы изучения фотограмметрии это геометрические и физические свойства снимков, способы их получения и использования для определения количественных и качественных характеристик сфотографированных объектов, а также приборы и программные продукты, применяемые в процессе обработки.
  Основные достоинства фотограмметрических методов:
- высокая точность результатов, так как снимки объектов получают точными фотокамерами, а их обработку выполняют, как правило, строгими методами;
- высокая производительность, так как измеряют не сами объекты, а их изображения.
- высокий уровень  автоматизации процессов измерений и вычислений;
- объективность и достоверность информации, возможность повторных измерений;
- возможность получения в короткий срок информации о состоянии, как всего объекта, так и отдельных его частей;
- безопасность ведения работ, так как съемка объекта выполняется неконтактным (дистанционным) методом. Это имеет особое значение, когда объект недоступен или пребывание в его зоне опасно для здоровья человека.
- возможность изучения движущихся объектов и быстро протекающих процессов.
Современная фотограмметрия органически связана с геодезией, топографией и картографией. Она  как техническая наука тесно связана с науками физико-математического цикла, достижениями радиоэлектроники, вычислительной техники, приборостроения, фотографии.
 Она  имеет  практически неограниченные возможности при  картографировании территорий (фототопография);  изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений (инженерная фотограмметрия);  в космических исследованиях (космическая фотограмметрия),  при исследовании микрообъектов (микрофотограмметрия).
 

Глава 1. Изготовление одномаршрутной фотосхемы
Фотосхемой называют фотографическое изображение местности, составленное из рабочих площадей снимков. Материалом для монтажа фотосхем могут служить контактные или увеличенные снимки. При значительной разномасштабности конкретных снимков они могут быть приведены примерно к одному масштабу или даже примерно к масштабу картографирования по соответственным отрезкам на их перекрытиях. Но если учесть, что съемку, как правило, выполняют в масштабе, значительно отличающемся от масштаба картографирования, то рассуждения о приведенных фотосхемах становятся чисто теоретическими.
Фотосхемы в производственных предприятиях изготовляют преимущественно одномаршрутные. Если возникает необходимость в обеспечении фотосхемами территорий, выходящих по площади за пределы одномаршрутной фотосхемы, то монтируют несколько одномаршрутных фотосхем. Наклеивают их на основу одну под другой. Это позволяет избежать в некоторых случаях значительных расхождений ситуационных элементов в полосе поперечного перекрытия фотосхемы. Маршрутные границы рабочих площадей фотосхем, проведенные по их идентичным точкам, могут существенно различаться по их начертанию.
Монтаж фотосхемы по соответственным точкам
Фотосхемы — незаменимый материал при выполнении дешифровочных работ с борта самолета или вертолета (аэровизуальное дешифрирование).
Различают два способа монтажа фотосхем — по соответственным точкам и по начальным направлениям.
Первый способ может быть реализован в двух вариантах — индивидуальной и совместной обрезки снимков. При индивидуальной обрезке вблизи средней линии продольного перекрытия снимков выбирают и накалывают на обоих снимках две надежно идентифицирующиеся точки. Разумеется, что эти точки одна от другой должны располагаться на возможно большем расстоянии. Приложив поочередно линейку к наколотым точкам на одном и другом снимке, обрезают их по линииями. Аналогично обрезают остальные снимки маршрута.
При работе с гиростабилизированными снимками равнины выгодно использовать в монтаже только четные или нечетные снимки (монтаж через снимок). Линии порезов пройдут примерно в середине оставшегося (примерно 20%-го) продольного перекрытия. Объем работ при этом сократится при улучшении, или лучше сказать предсказуемости, метрических свойств фотосхемы.
Для совместной обрезки смежные снимки накладывают один на другой, добиваясь наилучшего совмещения элементов изображения вдоль средней линии перекрытия. Качество укладки контролируют наколами в верхней и нижней частях перекрытия, а также в его средней части. Уклонения контролируемых точек в середине должно быть минимальным, а вверху и внизу направлены вдоль средней линии.
Закрепленные грузиками снимки разрезают совместно по кривой или ломаной линии с небольшими отклонениями от средней линии перекрытия снимков. При выборе направления изгибов линии пореза желательно линейные элементы топографической ситуации и границы угодий проходить под углами, близкими к прямому, а компактные элементы обходить.
Отрезанные средние части снимков наклеивают безводным клеем на лист плотной бумаги, картона или другого материала. Если снимки разрезают индивидуально, то получают минимальное расхождение элементов изображения в середине пореза.
Достоинства рассмотренного способа монтажа — высокая производительность и простота технологии. Однако влияние рельефа местности и угла наклона снимка на смещение точек, используемых при монтаже, может привести к существенным искривлениям направления фотосхемы даже при идеальной прямолинейности съемочного маршрута. Это усложнит процесс ограничения рабочих площадей на смежных одномаршрутных фотосхемах и практически исключит возможность изготовления качественной единой многомаршрутной фотосхемы.
Монтаж фотосхемы по начальным направлениям
Второй способ монтажа сложнее по технологии и менее производителен, но он позволяет сохранить прямолинейность фотосхемы, если съемочный маршрут был прямолинейным.
Технология монтажа в этом способе следующая. На всех снимках накалывают рабочие центры — четкие точки изображения, надежно опознаваемые на смежных снимках. Они должны располагаться на расстоянии не более 0,05f от главной точки снимков. Опознают и накалывают выбранные рабочие центры на смежных снимках. Направления на снимках, исходящие из собственного рабочего центра на рабочие центры, перенесенные со смежных снимков, называют начальными.
Примерно в пересечении начальных направлений со средними линиями перекрытия снимков выбирают и накалывают вспомогательные точки. Эти точки опознают и накалывают на смежных снимках. С помощью измерителя устанавливают степень разномасштабности используемых снимков. Для этого определяют разность расстояний между собственным и перенесенным рабочими центрами каждой пары смежных снимков. Если разность не превышает 1 мм, то с помощью пуансона пробивают отверстия на всех наколотых точках. При большей разности отверстия пробивают на вспомогательных точках всех снимков и на рабочих центрах четных или нечетных снимков. На остальных снимках через рабочие центры вдоль начальных направлений прочерчивают штрихи длиной 5 мм.
Подготовленные снимки попарно и поочередно укладывают один на другой так, чтобы отверстия на вспомогательных точках совпали точно, а несовмещения отверстий на рабочих центрах были направлены по начальному направлению. Если рабочие центры пробивали через снимок, штрихи нижнего снимка должны совпадать с центрами отверстий верхнего снимка. Обрезку снимков по данному способу можно выполнять только совместно по кривым или ломаным линиям.
Качество монтажа фотосхемы оценивают с помощью обрезков. На каждом порезе можно использовать любой из двух обрезков. Обрезок прикладывают к порезу так, чтобы элементы изображения на нем точно совпали с элементами вмонтированного в фотосхему фрагмента того же снимка. Иглой вдоль пореза, не отступая далеко от него, через 2...3 см накалывают четкие точки изображения. Сняв обрезок, измеряют отклонения наколов от точек, которые накалывают на обрезке. Аналогично выполняют контроль по другим порезам. Принципиально можно измерять абсолютные отклонения. Но более важно оценить смещения накола в продольном направлении. Если накол оказался между линией пореза и точкой, наколотой на обрезке, значит изображение в этом участке пореза дублируется — смещение на корректурном листе обозначают знаком «плюс». В противном случае на фотосхеме образуется вырез, размер которого показывают на корректурном листе со знаком «минус». Корректурный лист представляет собой уменьшенное схематическое изображение фотосхемы с примерным сохранением формы порезов.
 
Оформление фотосхемы
Используя карту вверху подписываем название фотосхемы, наносится километровая сетка координат, ее оцифровка. Предварительно определив масштаб фотосхемы и построив клиновой масштаб, который размещен внизу фотосхемы, наносится стрелка, показывающая направление истинного меридиана, фотосхема подписывается.
Глава 2 Дешифрирование аэроснимковДешифрирование аэроснимков, один из методов изучения местности по её изображению, полученному посредством аэросъёмки. Заключается в выявлении и распознавании заснятых объектов, установлении их качественных и количественных характеристик, а также регистрации результатов в графической (условными знаками), цифровой и текстовой формах. Дешифрирование имеет общие черты, присущие методу в целом, и известные различия, обусловленные особенностями отраслей науки и практики, в которых оно применяется наряду с другими методами исследований. Для получения аэроснимков с наилучшими для данного вида дешифрированными информационными возможностями определяющее значение имеют учёт при аэрофотографировании природных условий (облика ландшафтов, освещённости местности), размерности и отражательной способности объектов, выбор масштаба, технических средств (тип аэроплёнки и аэрофотоаппарата) и режимов аэросъёмки (лётносъёмочные и фотолабораторные работы).
  Эффективность дешифрирования, т. е. раскрытия содержащейся в аэроснимках информации, определяется особенностями изучаемых объектов и характером их передачи при аэросъёмке (дешифровочными признаками), совершенством методики работы, оснащённостью приборами и свойствами исполнителей дешифрирования . В ряду дешифровочных (демаскирующих) признаков различают прямые и косвенные (нередко с выделением комплексных). К прямым признакам относят: размеры, форму, тени собственные и падающие (иногда их считают косвенным признаком), фототон или цвет и сложный признак — рисунок или структуру изображения. К косвенным — указывающие на наличие или характеристику объекта, хотя он и не получил непосредственного отображения на аэроснимке в силу условий съёмки или местности. Например, растительность и микрорельеф являются индикаторами при дешифрировании задернованных почв.
  В методическом отношении для дешифрирования  характерно сочетание полевых и камеральных работ, объём и последовательность которых зависят от их назначения и изученности местности. Полевое дешифрирование заключается в сплошном или выборочном обследовании территории с установлением необходимых сведений при непосредственном изучении дешифрируемых объектов. На труднодоступных территориях полевое дешифрирование осуществляют с применением аэровизуальных наблюдений. Камеральное дешифрирование заключается в определении объектов по их дешифровочным признакам на основе анализа аэроснимков с использованием различных приборов, справочно-картографических материалов, эталонов (полученных путём полевого дешифрирования «ключевых» участков) и установленных по данному району географических взаимозависимостей объектов («ландшафтный метод»). Хотя камеральное дешифрирование значительно экономичнее полевого, но его полностью не заменяет, т.к. некоторые данные могут быть получены только в натуре.
  Ведутся разработки по автоматизации дешифрирования в направлениях: а) отбора аэроснимков, обладающих нужной информацией, и преобразования их с целью улучшения изображения изучаемых объектов, для чего используются методы оптической, фотографической и электронной фильтрации, голографии, лазерного сканирования и др.; б) распознавания объектов сопоставлением при помощи ЭВМ (электронная вычислительная машина) закодированных форм, размеров данного изображения и плотности фототона данного изображения и эталонного, что может быть эффективным только при стандартизованных условиях аэросъёмки и обработки снимков. В связи с этим ближайшие перспективы автоматизации дешифрирования связывают с применением так называемой многоканальной аэросъёмки, позволяющей получать синхронные изображения местности в различных зонах спектра.
  Для дешифрирования используются приборы: увеличительные — лупы и оптические проекторы, измерительные — параллактические линейки и микрофотометры и стереоскопические — полевые переносные и карманные стереоскопы и стереоскопические очки и камеральные настольные стереоскопы, частью с бинокулярными и измерительными (например, стереометр СТД) устройствами. Стационарным прибором, разработанным специально для целей дешифрирования является интерпретоскоп. Дешифрирование  аэроснимков проводят и на универсальных стереофотограмметрических приборах в комплексе работ по составлению оригинала карты. В зависимости от задачи дешифрирование  может выполняться по негативам аэроснимков или их отпечаткам (на фотобумаге, стекле или позитивной плёнке), на смонтированных по маршруту или площадям фотосхемах и на точных фотопланах. Дешифрирование  осуществляют в проходящем или отражённом свете с вычерчиванием (или гравированием) его результатов в одном или нескольких цветах на самих материалах аэросъёмки или наложенных на них листах прозрачного пластика.
  К исполнителям дешифрирования  предъявляются особые профессиональные требования в отношении восприятия яркостных и цветовых контрастов и стереоскопичности зрения, а также способностей к эффективному опознаванию и определению объектов по их специфическому изображению на аэроснимках. Наряду с этим исполнители дешифрирования  должны знать особенности природы и хозяйства данной территории и иметь сведения об условиях её аэросъёмки.
  Различают общегеографическое и отраслевое дешифрирование.  К первому относят топографическое и ландшафтное дешифрирование, ко второму — все остальные его виды. Топографическое дешифрирование характеризующееся наибольшим применением и универсальностью, имеет своими объектами гидрографическую сеть, растительность, грунты, угодья, формы рельефа, ледниковые образования, населённые пункты, строения и сооружения, дороги, местные предметы, геодезические пункты, границы. Ландшафтное дешифрирование завершается региональным или типологическим районированием местности. Основные из отраслевых видов дешифрирования  применяются при выполнении следующих работ: геологическое — при площадном геологическом картировании и поисках полезных ископаемых, гидрогеологических и инженерно-геологических работах; болотное — при разведке торфяных месторождений; лесное — при инвентаризации и устройстве лесов, лесохозяйственных и лесокультурных изысканиях; сельскохозяйственное — при создании землеустроительных планов, учёте земель и состояния посевов; почвенное — при картировании и изучении эрозии почв; геоботаническое — при изучении распределения растительных сообществ (преимущественно в степях и пустынях), а также для индикационных целей; гидрографическое — при исследовании вод суши и площадей водосбора и исследовании морей в отношении характера течений, морских льдов и дна мелководий; геокриологическое — при изучении мерзлотных форм и явлений, а гляциологическое — ледниковых и сопутствующих им образований. Дешифрирование  применяется также в метеорологических целях (наблюдения за облаками, снеговым покровом и др.), при поиске промысловых животных (особенно тюленей и рыб), в археологии, при социально-экономических исследованиях (например, контроле движения транспорта) и в военном деле при обработке материалов  HYPERLINK "http://vseslova.com.ua/word/%D0%90%D1%8D%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%BA%D0%B0-7293" аэрофоторазведки. При решении многих задач дешифрирование  носит комплексный характер (например, для целей мелиорации).
  В ряде отраслей науки и практики наряду с дешифрированием  аэрофотоснимков ведутся работы по дешифрированию космических фотоснимков, выполняемых с пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций, а также с искусственных спутников Земли. В последнем случае получение фотоснимков полностью автоматизировано; доставка их на Землю осуществляется с помощью контейнеров или передачей изображения телевизионным путём. Благодаря снимкам из космоса обеспечивается возможность непосредственного дешифрирования  объектов глобального и регионального характера и дешифрирования динамики природных процессов и проявлений хозяйственной деятельности сразу на значительных пространствах за короткий промежуток времени. Начато (60-е гг. 20 в.) дешифрирование  снимков, полученных с обычных высот и из космоса не только при фотографической съёмке, но и при различных видах фотоэлектронной съёмки.
Глава 3. Решение задач
Задача 1
Масштаб аэроснимка 1:10000, разрешающая способность в центре 40 линий на мм. На краю – 15 линий на мм. Определить минимальный размер деталей объекта различных на аэроснимке.
Решение:
l\m = l\L = fk\H
= r*h\H = r*h\fk\*m
L1 = l*m = 1\40 * 10000 =250 мм =25см
L2 = l*m = 1\15 * 10000 = 667 мм =67см = 0,67 м
Задача 2
Опытом установлено, что различить на аэроснимке форму компактных объемов можно лишь в том случает, если размеры их фотоизображений будут е менее 0,3 мм. Для обнаружения же какого- либо линейного объекта ширина его фотоизображения должна быть не менее 0,03 мм. Подсчитать, какого масштаба должна быть фэроснимки, чтобы на них можно было различить форму компактного объекта имеющего в натуре размеры 3 м о более, а также канавы шириной 1 м.
Решение:
l/m2 = 0,03/ 1000 = 1/3300
l/m1 = 0,3/ 3000 = 1/1000
Задача 3
Высота съемки Н= 17500 м. Определить масштаб аэроснимка если фотографирование велось АФА с фокусным расстоянием равным 500 мм.
Решение:
l/m = 500/ 17500000 = 1/35000
m = 1: 35000
Задача 4
На аэроснимке имеется изображение моста, длина которого 22 м, а длина его фотоизображения равна 1,8 мм. Определить длину плотины, если длина ее изображения на этом же снимке равна 22,3 мм.
Решение:
m = 1,8/ 22000 = 1/12222
L2 = m*l = 12222*22,3 = 272,55 м
Задача 5
Разрешающая способность объектива 40 линий на мм, а разрешающая способность аэрофотопленки – 250 линий на мм. Определить разрешающую способность съемочной системы.
Решение:
l/ R системы = l/ Rоб + l/ Rф = 1/40 + 1/250 = 1/34
Задача 6
В каком масштабе будет изображение объекта, относящего от передней главной плоскости объектива на 1,2 м, если ф.к.=600 мм.
Решение:
l/m=600/1200=1/2
m=1:1
Задача 7
Высота космической съемки 200 км, f=1000 мм, форма снимка 30 на 30 см. Какая территория покрывается снимком.
Решение:
l/m=1000/200000000=1/200000
L=0,3*200000/1=60 км
S=3600 км=360000 га
Задача 8
Какое расстояние на горизонтальном снимке будет между изображением просек, составляющих на местности сетку квадратов со стороной равной 1км, при f=100 мм, Н=1000м и высоте полога леса 30 м.
Решение:
l/m=fk/H1-h2=100/1000000-30000=1/9700
1/9700=1/1000=103 мм
Задача 9
При каких превышениях на местности в пределах рабочей площади аэроснимка смещения точек на рельеф на увеличенном до масштаба плана снимке на превысят 0,4 мм, если масштаб плана 1:10000, f=100мм, масштаб аэросъемки 1:20000.
h=r*h/H
0,2=70мм*L/100*20000
20*20000/70=L
L=6000мм=600см=6м
Задача 10
Как изобразятся деревья, расположенные по углам рабочей площади планового снимка, чему равен размер их изображения, если Н=300 м, f=100 мм, высота деревьев - 20 м.
Решение:
h=70*20/300=4,67 мм
Заключение
Аэрофотосъемку городов и крупных поселений городского типа выполняют с учетом некоторых особенностей полетов и технических требований к получаемым изображениям фотографируемых территорий.
Важный этап подготовки проведения летно-съемочных работ -- согласование режима полетов над территорией города. При этом утверждают сроки, время суток и минимально допустимую высоту аэрофотографирования, воздушные коридоры подлета к участку съемки, типы аэросъемочных летательных аппаратов.
Технические параметры и условия проведения аэрофотосъемки определяются спецификой городского ландшафта. Это прежде всего значительная плотность высотных объектов (зданий и сооружений), которые при съемке кадровыми АФА закрывают определенные участки местности, так называемые «мертвые зоны». Помимо «мертвых зон» высотные объекты создают тени, длина которых пропорциональна их высотам и обратно пропорциональна высоте Солнца. Участки местности, находящиеся в «мертвых зонах» и закрытые тенью, в большинстве случаев становятся недоступными для изучения по аэрофотоснимкам. Кроме того, на снимках недостаточно полно отображаются линии электропередачи, связи, колодцы теплосетей, водопроводов и других коммуникаций.
Особенности городского ландшафта предъявляют специальные требования к проведению аэрофотосъемки:
· для уменьшения «мертвых зон» аэрофотосъемку проводят с продольным перекрытием снимков Рx = 80 % и поперечным перекрытием Рy= 40...60 % и более;
· если аэрофотоснимки в дальнейшем будут использоваться для получения только плановых координат (х, у) точек местности (например, при инвентаризации земель), то применяют аэрофотоаппараты с длиннофокусным объективом высокой разрешающей способности;
· для улучшения изобразительных свойств аэроснимков применяют аэрофотопленки с высокой разрешающей способностью и большой фотографической широтой;
· экспонированную аэрофотопленку обрабатывают в мелкозернистом проявителе. Для проработки изображений деталей объекта в тенях коэффициент контрастности проявленного изображения должен быть равен 1 ...0,2;
· для уменьшения влияния теней от высотных объектов съемку проводят при максимально возможных высотах Солнца. Если позволяют погодные условия, то выполняют так называемую «съемку под зонтиком» -- летательный аппарат находится ниже сплошной высокой облачности. При этом объект съемки освещается только рассеянной радиацией и поэтому теней практически не образуется.

Библиографический список
1. Богомолов Л.А. Дешифрирование аэрофотоснимков. М.: Недра, 1976.
2. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмическиеметоды географических исследований. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 336 С.
3. Кислов В.В., Заитов И.Р. Практикум по фотограмметрии. М.: Недра,
1965. 188 С.
4. Руководство по дешифрированию аэроснимков при топографическойсъемке и обновлении планов м-бов 1 : 2 000, 1: 5 000. 1980.
5. Обиралов А.И., Лимонов А.Н., Гаврилова Л.А.,  Фотограмметрия и дистанционное зондирование, Издательство: Колосс, 2006г.
6. Практикум по фотограмметрии и дешифрированию снимков/Учеб. пособие для вузов/ Обиралов А.И., Гебгарт Я.И. и др.- М.: Недра, 1990.

Приложенные файлы

  • docx 14719411
    Размер файла: 47 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий