Лекция 3 Общие сведения о видах и технологии съемок(1)

1.

1. Виды аэро- и космических съемок
2. Производство аэрофотосъемки
2.1 Формирование заказа (задания) на АФС
2.2 Аэрофотографирование
2.3 Полевые фотолабораторные работы
2.4 Оценка материалов аэрофотосъемки
Куб Земли
ГАУ, кафедра геодезии
3. Понятие о космической съемке
Доцент Гурский И.Н.
Краснодар 2010г.

2.

Крупномасштабная 1: m > 1: 15000
Среднемасштабная 1: 15000 <1: m < 50000
Мелкомасштабная 1: 51000 <1: m < 200000
Сверхмелкомасштабная 1: m < 200 000
При фотографировании масштаб
получаемых снимков (m) по экономическим соображениям всегда в
несколько раз мельче чем масштаб
конечной продукции (M)
k*=m/M – коэффициент увеличения

3.

Перспективная - при
углах наклона более 3º
Плановая - при углах
- угол
между
наклона
менее 3º
отвесным лучом sN и главным
Гиростабилизированная
- при углах
оптическим лучом
sOнаклона
менее 40ʹ

4.

Плановый
аэроснимок
Перспективный
(наклонный)
аэроснимок

5.

Одинарная
(выборочная)
Маршрутная
При изыскании линейных сооружений
Многомаршрутная
(площадная)

6.

Одно и многомаршрутную аэросьемки
всегда выполняют с перекрытиями
Продольное перекрытие (p) –перекрытие
аэроснимков одного маршрута
Поперечное перекрытие (q) –перекрытие
аэроснимков смежных маршрутов

7.

АФС по виду
фотоизображения
Тоновая
Цветная
Спектрозональная

8.

По виду используемого съемочного оборудования
Многоканальная

9.

Возможности многоканальной съемки

10.

Технологическая схема аэросъемочных работ
предполагает выполнение 4-х этапов
1. Формирование задания
(заказа) на АФС
2. Аэрофотографирование
3. Полевые фотолабораторные работы
4. Оценка материалов
аэрофотосъемки

11.

Формирование задания на АФС
Определение масштаба съемки и высоты
фотографирования;
Вычисление величин перекрытия аэроснимков;
Определение количества маршрутов;
Вычисление потребности в аэропленке
(длина аэрофильма);
Определение интервала фотографирования и максимальной выдержки при съемке;
Определение чистого времени на выполнение съемки;
Составление летной карты.

12.

Исходные параметры задания на АФС
для получения контурных фотопланов
Технические характеристики применяемых воздушных носителей

13.

Масштаб аэрофотосьемки рассчитывают исходя из
масштаба конечной продукции (М) и коэффициента
увеличения аэроснимков (k*).
1
1
m
M k*
1
1
1
m 1 0000 1,7 17000
Высоту фотографирования рассчитывают по масштабу
АФС (т ) и фокусному расстоянию объектива АФА (f)
1
f
m
H
f
hr
2 пл M
H m f
h - Перепад высот на территории съемки.
r - Расстояние от центра снимка до угла рабочей площади.
дпл- Точность определения координат в масштабе плана.
Расчетное значение фокусного расстояния не является стандартным поэтому
принимают ближайшее из стандартных f=(50; 70; 100; 140; 200; 350; 500; 1000) мм.

14.

Исходные данные для разработки задания на аэрофотосъемку
Вид плана и метод
изготовления
1:М
Ортофотоплан
1:2000
(стереоскопический)
Сечение
рельефа
h(м)
0,5
Высоты
местности
Точность измерения
Превыше- Продольных
ний дh (м) параллаксов
др (мм)
1/3..1/5h
0,010…
0,015
Координат
на снимке
тсн (мм)
S(км2)
0,01
250
Zmax
Zmin
Перекрытия %
Рх
Ру
120 110 60 40
Размер
стороны
снимка
см
23
При стереоскопических методах рисовки рельефа производят
расчет максимально допустимой высоты фотографирования
в – базис фотографирования в масштабе снимка
дh – точность измерения превышений
др – точность измерений продольных параллаксов
Расчет знаменателя масштаба
фотографирования
дпл – точность измерений на плане
тсн – точность измерений на снимке
в дh
H max
др
дпл М
m
тсн

15.

Для летного экипажа рассчитывают
абсолютную высоту полета при съемке
Набс= Нф+Zср
Нф
Zmax
Уровень Кронштадтского футштока
Нф = m· f
Zcp
Zmin
Z max Z min
Z ср
2

16.

На аэроснимках направление полета
принимают за ось Х, а линию проходящую
через центр снимка, перпендикулярно оси Х,
принимают за ось У.
У
В литературных источниках
встречаются два способа
обозначения перекрытий
Р или Рх - для продольного
q или Ру - для поперечного
Х
Продольное перекрытие (p) –перекрытие
аэроснимков одного маршрута
h
h
Z
Z
max
min
Р
60
50
Р
30
50
h
х
у
Поперечное
перекрытие
(q)H
–перекрытие
H
ф
ф
2
аэроснимков смежных
маршрутов

17.

Определение продольного перекрытия аэроснимков
при соотношении h/H
Продольное перекрытие, %
Заданное для
равнинной
местности
минимальное
60
80
90
56
76
89
максимальное
h / H < 0.2
h /H > 0.2
66
83
92
70
85
93
Определение поперечного перекрытия аэроснимков
Ру пр = ру + ку *h/H;
Поперечное перекрытие (%)
Масштаб аэрофотосъёмки
ку
минимальное
Максимальное
Мельче 1:25000
70 h/H
20
рупр +10
1: 25000 – 1:10000
65 h/H
20
рупр +15
Крупнее 1:10000
60 h/H
20
рупр +20

18.

По перекрытиям выполняют вычисление размеров
сторон рабочей площади аэроснимка
Рабочая площадь – центральная
часть аэроснимка, отграниченная линиями проходящими по
середине продольного и поперечного перекрытий, в пределах
которой искажения изображения
минимальны.
100 Рх
lх
l
100
100 Ру
lу
l
100

19.

Для получения стабильного продольного перекрытия
необходимо, чтобы расстояния между центрами
снимков на местности были одинаковыми.
Такое расстояние называют базисом фотографирования
Вх = вх·m;
Вх
вх - базис
фотографирования
в масштабе снимка
100 Рх
вх
l
100
На основании базиса фотографирования
определяют интервал фотографирования,
который при равномерной путевой скорости
полета обеспечит планируемое продольное
перекрытие
Вх
V
По векторам скоростей путевая скорость в зависимости от направления
ветра будет различна. Так при азимуте ветра 270º путевая скорость на
запад будет равна сумме скоростей самолета и ветра. При движении на
восток разности скоростей. Следовательно интервалы будут разными.

20.

Для обеспечения поперечного перекрытия необходимо
определить расстояния между маршрутами Ву
Ву = ву·m;
100 Ру
l
ву - расстояние между центрами в у
100
в масштабе снимка
Lу
По ширине участка Lу можно определить
N
1
количество маршрутов на всю территорию
Bу
Определение погонного километража при съемке
Ls= 1,2·Lx · N - для территорий прямоугольной формы
Ls= 1,2 ·S/ Bу
- для территорий сложной конфигурации
1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение погонного километража на маршруте за счёт выполнения
1-2 снимков до и после съёмки основного участка, а также увеличение пути на разворотах.

21.

Определение длины аэрофильма
Определение количества
аэроснимков на территорию
подлежащую съемке
Lфильм Ксн ( l 2 )
Ls
Ксн
Bx
Расчет количества
аэропленки
l – размер стороны аэроснимка
2 – увеличение длины стороны аэронегатива на 2 см для
промежутков между кадрами (негативами)

22.

Расчет общего летного времени
Общее летное время состоит из съемочного времени Тс и
несъемочного Тн, (на подлет к объекту и возвращение). Тл=Тс + Тн
Съемочное время определяется делением
погонного километража на эффективную
скорость летательного аппарата
Расстояние между
маршрутами
Тип самолёта
Ан-2
Ан-30
Ту-134
0,8
124
207
270
1,2
120
202
275
1,6
116
198
300
2,0
111
186
315
3,0
104
176
325
4,0
98
170
335
Т
с
L
Vэфф
Эффективная скорость зависит от
расстояния между маршрутами.
В таблице слева приведены значения эффективных скоростей для
отдельных типов самолетов в
зависимости от расстояния между
маршрутами
Несъемочное время определяется делением погонного
удвоенного расстояния R (расстояние от объекта
съемки до аэродрома) на оптимальную эксплуатационную
скорость летательного аппарата и умножить на количество
съемочных дней n
2R
Тн
*n
V

23.

Путь самолета LТ за время
работы затвора АФА
а LТ =Тmax ·W аʹ
ааʹ = δ
LТ = δ·m
δ·m = Тmax·W
0 ,1
*
k
т
Т max
сек
W
А

24.

Подготовка летной карты
Составляется на карте участка масштаба 1:50000 - 1:200000
наносят границы объектов съёмки;
в масштабе по расстоянию Ву на карту наносят
осевые линии маршрутов;
по маршрутам делается иллюминовка разными
цветами характерных топографических объектов,
служащих ориентирами (входные, контрольные , выходные);
Такими ориентирами служат находящиеся в
створе маршрута: пересечения магистральных
дорог, мосты на реках, мелкие контуры леса
(рощи), фермы, полевые станы, высокие трубы,
церкви, и тп.
При отсутствии естественных ориентиров
проводится маркировка маршрутов созданием
искусственных (отсыпка известью).

25.

Фрагмент летной карты

26.

Фрагмент летной карты

27.

Для автоматического создания летной карты
используют специализированные программы

28.

29.

Аэрофотографирование
На подходе с аэродрома к участку, самолет набирает высоту.
Подойдя к участку и сориентировав самолет, пилот определяет
действительную скорость самолета по ветру и против ветра,
определяет угол сноса, т. е. угол, составленный продольной
осью самолета и линией маршрута.
Съемщик доворачивает на этот угол камеру, иногда уточняет
интервал фотографирования и затем вводит самолет в створ
первого маршрута.
Дойдя до входного ориентира, съемщик включает камеру и
следит за прохождением самолета в створе маршрута.
На выходном ориентире , съемщик выключает камеру.
Выполняется разворот самолета вне участка и выход в створ
второго маршрута.
далее работа продолжается в таком же порядке

30.

Система автоматизированного управления залетом

31.

Полевые фотолабораторные работы
Полученный после залета фильм обрабатывается в фотолаборатории, находящейся на аэродроме. Для этой цели
применяются или фотолаборатории, оборудованные.
в помещениях, или автофотолаборатории, состоящие из
двух специальных автомашин , со светлым помещением для
фотограмметрических работ и затемненным помещением
для фотопроцессов.
Фотолабораторная обработка заключается в
проявлении, фиксировании, промывке, сушке фильма и
печатании с него контактных отпечатков аэроснимков.
Так как фильм представляет собой целлулоидную пленку
длиной в 25-50 метров, покрытую фотографической
эмульсией, то для проявления такой длинной пленки
употребляется особый проявительный прибор ПП-2.
В процессе полевых фотолабораторных работ выполняется изготовление репродукции накидного монтажа

32.

Накидной монтаж
временное совмещение контактных аэроснимков в
одно непрерывное фотографическое изображение.
На накидном монтаже всего участка отмечаются углы рамок
трапеции (границы административных единиц, хозяйств), пункты
геодезических сетей и другие объекты обусловленные заданием на
АФС. С накидного монтажа готовится его репродукция (фотокопия).

33.

Репродукция накидного монтажа

34.

После выполнения аэросъемочных работ руководитель
аэросъемочного предприятия принимает у начальника
летносъемочной группы по акту следующие материалы:
негативы аэрофильмов;
контактную печать с негативов в 2-х экземплярах;
паспорт аэросъемки;
журнал регистрации аэронегативов и контактной
печати;
журнал регистрации негативов репродукций;
условия фотографической обработки;
репродукции накидного монтажа, негативы
репродукций накидного монтажа.

35.

Образцы оформляемых документов

36.

Оценка проводится по фотографическим
и фотограмметрическим показателям
Фотографическое качество зависит от состояния атмосферы, освещения объекта съемки, технических условий проведения аэрофотографирования, фотохимической обработки.
При визуальной оценке на аэрофотонегативах не должно быть
обнаружено механических повреждений, изображений облаков,
теней от них, бликов, ореолов. Изображение на снимках должно
быть резким, с хорошей проработкой деталей в светлых и темных
участках. (Зависит от значения максимальной выдержки)
Оптическая плотность (тон) и контрастность должны соответствовать нормативам. При визуальном способе для сравнения можно
использовать снимки-эталоны, т. е. снимки, фотографическое
качество которых оценено высококвалифицированными
специалистами-экспертами.

37.

Недостатки
фотографического
качества аэроснимков
Пятна после проявления,
передержка в проявителе
Малая выдержка при АФС
(нет проработки деталей)
Задымленность объекта

38.

Фотограмметрическое качество
материалов аэрофотосъемки оценивают по:
1.Продольным и поперечным
перекрытиям.
Если аэрофотосъемка
выполнена с продольным перекрытием 60
или 80 %, то минимальное значение перекрытия допускается соответственно 56 и 78 %.
Минимальное поперечное перекрытие допускается 20 %.
Определение продольного
перекрытия

39.

2. Значение угла наклона
- Для плановой АФСне более 3о
- Для гиростабилизированной
не более 40'
Определяется по
круглому уровню

40.

3. Прямолинейность маршрута –
несовпадение центров аэроснимков с маршрутом
Накидной
монтаж

41.

4.Угол «елочка» - это угол между
направлением съемки и стороной снимка
.
Угол «елочка»
f =100
f = 140
f = 200
f = 350
f = 500
ε = 5º
ε = 7º
ε =10º
ε = 12º
ε = 14º
5.Соответствие высоты фотографирования параметрам задания
Фактическую высоту устанавливают по показаниям
сопровождающих съемку технических средств
(радиовысотомер, статоскоп, радиолокатор и др.)
Практически для определения высоты
фотографирования можно воспользоваться формулой
главного масштаба аэроснимка
H=m*f
Отклонение не должно превышать 5%

42.

Высоту фотографирования можно определить по
паре аэроснимков, скорости самолета в момент
фотографирования и показаниям часов, запечатленных в углу каждого аэроснимка.
Высоту фотографирования вычисляют по Н = m·f.
Фокусное расстояние f известно из паспорта на аэрофотосъемку
Знаменатель масштаба определяют
через базис фотографирования В х
на местности и на аэроснимке вх
Вх
т
вх
На снимке базис вх измеряют в масштабе снимка.
Базис фотографирования на местности определяют
через интервал фотографирования и скорость
самолета Вх = τ·W.

43.

Определение базисов фотографирования
на аэроснимке и на местности
18h25m09s
вх = 40 мм
18h25m18s
Интервал фотографирования τ = 9сек.

44.

При скорости полета
180 км/час и интервале
фотографирования
τ = 9сек получим
Расстояние между центрами снимков в масштабе снимка вх =40 мм.
Масштаб аэросъемки будет
180 1000 9
450 1000
Вх
450 м т
11250
3600
40
Принимая условно фокусное расстояние
f = 100 мм рассчитываем фактическую
высоту фотографирования
Н = 11250 · 100 =1125000мм= 1125м

45.

Космической называют съемку
выполненную с пилотируемых
космических аппаратов, орбитальных станций и беспилотных
искусственных спутников
Земли.
Съемка может быть выполнена
в ручном или автоматически по
заданной программе

46.

Особенности космических съемок
Охватывают огромные площади (на снимке от десятков тысяч км2
до всего земного шара);
На геометрию построения изображения сказывается кривизна земли
(изображение по краю снимка мельче чем в центре);
Оперативность и периодичность. Возможна повторная съёмка
местности в течение короткого времени, что позволяет изучать
динамику периодических (суточных, сезонных и др.) и эпизодических
(извержения вулканов, лесные пожары и др.) природных явлений, а
так же различных проявлений хозяйственной деятельности (уборка
урожая, заполнение водохранилищ и др.);
Большая скорость и сложность траектории движения КЛА (смаз изображения, сложные перекрытия и т.д.);
Влияние всего слоя атмосферы (вызывает геометрическое и
энергетическое искажение отраженного и собственного излучений
Земли и расположенных на ней объектов).

47.

ИСЗ движутся по орбитам
Полярная орбита – это орбита,
имеющая наклонение i орбиты
к плоскости экватора в 90°.
Наклонная орбита смещена под
углом к экватору.
Экваториальная орбита (геостационарная орбита) находится в
экваториальной плоскости Земли. Спутник делает оборот ровно за то
время, за которое Земля обращается вокруг своей оси. Поэтому он
кажется неподвижным. Это очень удобно для ретрансляции сигналов,
так как не нужно регулировать положение рефлекторов антенн,
направляя их на уходящий спутник.

48.

При К. с. применяется та же съёмочная
аппаратура, что и при аэросъёмке.
Наряду с черно-белой и цветной фото- и телесъёмкой выполняется инфратепловая, радарная, спектрометрическая и
другие фотоэлектронные съёмки.
Космические съемки выполняются
съёмки с высот 150—300 км с недолговременных носителей и с возвращением экспонированных плёнок и регистрограмм на Землю;
съёмки с высот 300—950 км с долговременных носителей (на орбитах, при
которых спутник находится постоянно над освещенной стороной Земли) и
передачей изображений на Землю с помощью радиотелевизионных систем;
съёмки с высоты примерно 36 тыс. км со стационарных спутников с доставкой фотоинформации на Землю путём применения тех же систем;
съёмки с межпланетных автоматических станций (с 60 и 90 тыс. км и более);
съёмки Земли с поверхности Луны и ближайших планет, автоматически
выполняемые доставленной туда регистрирующей фотоэлектронной и
передающей радиотелевизионной аппаратурой;
съёмки с пилотируемых космических кораблей и пилотируемых орбитальных станций.

49.

Спутник Монитор-Э
Спектральный диапазон
0.51-0.85
0.54-0.90 мкм
Пространственное разрешение
8м
20 м (40 м)
Полоса захвата
90 км
160 км
Захват поперек траектории
780 км
890 км
Скорость передачи данных
Макет космической
съемочной системы
122.88 Mbit/s
Схема перекрытий космических снимков

50.

51.

Среднемасштабный
космический снимок
Крупномасштабный
космический снимок