Сравнительные характеристики

ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ И НЕФОТОГРАФИЧЕСКОЙ

СЪЕМКИ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

Фотосъемка – это регистрация видимой и ближней, инфракрасной, области спектра электромагнитных излучений местности в диапазоне длин волн 0,4-1,1 мкм на светочувствительных слоях. Именно на этот интервал приходятся максимум энергии солнечного излучения и минимальная потеря ее за счет рассеяния и поглощения атмосферой. Съемка в этой зоне позволяет получить наибольшее линейное и энергетическое разрешение. В настоящее время фотосъемка является одним из основных методов дистанционного зондирования, так как дает наибольший объем информации при ее геометрической определенности.

По назначению фотографические системы можно разделить на топографические, снабженные ортоскопической оптикой, и дешифровочные (фотометрические), оптика которых обеспечивает высокую точность регистрации энергетической информации. По принципу построения изображения фотографические системы делят на три типа:

– кадровые, в которых вся плоскость кадра экспонируется одновременно;

– панорамные, изображение в которых формируется последовательно при поперечном угловом движении объектива или зеркала;

– щелевые, в которых изображение получают с помощью неподвижного объектива последовательно на движущуюся фотопленку через узкую поперечную щель.

Полнота и достоверность создаваемых и обновляемых топографических и тематических карт в значительной мере определяется качеством проведения работ по дешифрированию снимков. Качество дешифрирования, в свою очередь, прямо зависит от свойств фотоснимка как источника информации. Способность фотоснимка передавать в доступной для дешифрирования и интерпретации форме подробности ландшафта, естественных и искусственных объектов в их статическом и динамическом состоянии определяется их информационными свойствами, к которым относятся изобразительная способность, измерительная способность и информационная емкость.

Изобразительная способность характеризует возможность получения по снимку сведений качественного характера для дешифрируемых объектов различного вида. Это функция геометрического размера объекта, разрешения снимка и коэффициента распознавания формы объекта. Измерительная способность характеризует возможность определения по фотоизображению требуемых геометрических характеристик объектов. Она определяется относительно заданной точностью измерений. Общий объем сведений о местности, изображенной на снимке, оценивается его информационной емкостью. Она зависит от изобразительной и измерительной способностей снимка, а также от количества сфотографированных объектов, которое определяется их плотностью, форматом и масштабом снимка.

Информационная емкость – главный критерий при выборе оптимального масштаба снимков при картографировании в заданном масштабе. Таким образом, качество дешифрирования снимков определяется их информационными свойствами. На основе анализа информационных свойств снимков, получаемых различной съемочной аппаратурой, формулируются требования к аэро- и космической информации, предназначенной для решения разнообразных задач мониторинга городских земель.

Нефотографическая съемка – это регистрация большого диапазона (от нанометров до метров) длин волн электромагнитных излучений в виде изображений на фотопленке или магнитном носителе. Наибольшее значение имеют цифровые изображения, полученные из космоса при регистрации видимой области спектра электромагнитных излучений; инфракрасные (тепловые) изображения при регистрации излучений с длиной волн от 1 до 15 мкм; радиолокационные изображения при регистрации радиоволн длиной от миллиметров до метров; лазерные изображения, регистрирующие отраженные сигналы, излучаемые узким пучком лазера в направлении подстилающей поверхности Земли.

Информационные и геометрические свойства нефотографических изображений уступают фотоснимкам, но за пределами видимого света они дают дополнительную информацию, отсутствующую на фотоснимках.

Многозональная съемка производится в узком спектральном диапазоне при использовании 4-6 и более каналов, а изображения получаются в достаточно широком интервале спектра от 0.4 до 1.1 мкм. Многозональную съемку можно отнести к фотосъемке, если запись первичного изображения осуществляется на фотопленку (многозональный космический фотоаппарат МКФ-6 и др.), и к нефотографической, если изображение местности получается непосредственно в цифровом виде.

Радиолокационная съемка предназначена для распознавания объектов и измерения расстояний до них по фотоизображениям, полученным с бортовых радиолокационных станций (РЛС). По сравнению с фотографическими средствами радиолокационная аэрокосмическая съемка имеет преимущества. Это независимость от метеорологических условий и времени суток; независимость (принципиальная) разрешающей способности на местности от дальности до объектов; сравнительно большая полоса захвата на местности; возможность обнаружения объектов по радиолокационным контрастам; возможность передачи информации с борта носителя по каналу связи на значительные расстояния.

Еще в недалеком прошлом изображения интерференционной картины отраженных и опорных сигналов РЛС фотографировались на пленку и подвергались оптической обработке в спектроанализаторе. Изображение местности вдоль полета получалось на вторичной пленке.

В последние годы в связи с бурным развитием средств вычислительной техники, средств связи и спутниковых навигационных систем оптическая обработка уступила место цифровой обработке сигналов РЛС, проводимой непосредственно на борту носителя и на наземных пунктах приема информации.

Инфракрасная (тепловая) аэрокосмическая съемка (ИКА) занимает одно из главных мест среди современных средств дистанционного зондирования. ИКА может быть использована автономно, а также в комплексе с другими средствами.

В основу использования ИКА положена регистрация тепловых контрастов излучений (отражений) различных тел. Инфракрасные системы преобразовывают тепловые контрасты в тоновые и регистрируют их в виде фотографического изображения или путем передачи цифровых данных с борта носителя по каналу связи на наземные пункты приема информации.

ИКА обладает следующими достоинствами: инфракрасные лучи невидимы и при прохождении воздушной среды ослабляются меньше, чем видимые; аэросъемку местности можно осуществлять круглосуточно и круглогодично, без подсветки, с некоторыми ограничениями при наличии облачности, используя так называемые «окна прозрачности» атмосферы. Им соответствуют следующие диапазоны волн: 0.95-1.05 мкм; 1.2-1.3 мкм; 1.6-1.75 мкм; 2-2.4 мкм; 3.5-4.0 мкм; 8-14 мкм. По этой причине инфракрасную область спектра принято разделять на четыре части: ближнюю (с длиной волны 0.75-3 мкм), среднюю (3-6 мкм), дальнюю (6-15 мкм) и очень далекую (15-1000 мкм).

Для получения инфракрасного изображения используется различная сканирующая аппаратура. Поток лучистой энергии от снимаемой поверхности попадает в оптическую часть, при этом объектив осуществляет пространственную и спектральную фильтрацию, а также фокусирует пришедшие лучи на ИК-приемник. Он преобразует их в электрические сигналы, усиливает, индицирует и регистрирует на фотопленку или магнитный носитель информации.

Существующая ИК-аппаратура позволяет получить информацию о местности с записью последней как на борту носителя, так и с передачей ее на землю в реальном масштабе времени. Известно несколько способов получения ИК-изображения, созданы приборы различных конструкций, отличающиеся видом используемых приемников ИК излучения. К ним относятся телевизионные устройства с видиконом, тепловизоры всевозможных конструкций и др.

Лазерная съемка. Развитие науки и техники позволило использовать лазерную (ЛЗ) аэросъемку с ее возможностью при подсвечивании подстилающей поверхности получать изображение в ночное время. В основе ЛЗ аэросъемки лежит регистрация отраженного от подстилающей поверхности излученного лазерного сигнала. ЛЗ аэросъемка может проводиться в двух режимах: днем при использовании освещенности местности Солнцем; ночью при использовании в качестве подсветки направленного излучения лазера.

Лазерная съемка получила применение в основном в разведывательных (военных) целях. Практического применения для целей картографирования она не нашла.

Применение материалов дистанционного зондирования дает возможность осуществлять элементарное наблюдение за появлением и исчезновением на землях города разнообразных физических объектов и положением их границ, так и анализ ряда достаточно сложных процессов в городской среде. В результате анализа материалов двух аэрофотосъемок можно исследовать диагностируемые по снимкам изменения ситуации в городе (появление новых построек, изменение береговой линии пруда и т.п.).

 

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: