К наколотым точкам прикладывают тонкую металлическую линейку и острым скальпелем разрезают снимки по линиям ab, a b , cd, c d и т. д. (рис. 8.7). Обрезки снимков (на рис. 8.7 они заштрихованы) вдолькаждой линии сохраняют для контроля изготовленной фотосхемы.
Вырезанные центральные части снимков наклеивают на основу. При этом общие точки вдоль линии пореза, как правило, не будут совпадать, поскольку масштаб смежных снимков не одинаков. Поэтому при наклейке рабочей площади каждого последующего снимка ее укладывают таким образом, чтобы совпали элементы ситуации в центральной части снимка.
При совместной обрезке снимков предварительно выполняют их монтаж по общим контурам. Совмещение контуров выполняют способом мелькания, путем наложения одного снимка на другой перекрывающимися частями и быстрого и многократного приподнимания верхнего аэроснимка с одновременным его перемещением с целью максимального совмещения общих контуров в средней части перекрытия. Для контроля совмещения на верхнем снимке накалывают несколько точек, отгибают его и оценивают качество монтажа. При наличии систематических расхождений верхний снимок смещают в нужном направлении. В таком положении снимки закрепляют грузиками и выполняют порез с таким расчетом, чтобы оба снимка оказались прорезанными, а приведенные ранее требования к линии пореза были выполнены. Обрезки снимков подписывают и сохраняют для оценки точности.
Аналогично выполняют монтаж и обрезку следующих снимков и т. д. После обрезки всех снимков их наклеивают на основу, точно совмещая линии порезов смежных снимков.
Монтаж многомаршрутных фотосхем выполняют способом мельканий и начинают со среднего маршрута. Затем подориентируют к нему снимки верхних и нижних смежных маршрутов, добиваясь максимального совмещения контуров, размещенных в зоне как продольного, так и поперечного перекрытия. Каждый снимок после его укладки закрепляют грузиками.
Обрезку снимков начинают после полного монтажа всех снимков и выполняют по маршрутам. Вначале обрезают снимки маршрутов по средним линиям продольных перекрытий, отгибая и прижимая грузиками смежные маршруты, а затем – по средней линии поперечного перекрытия. Полученные при этом обрезки подписывают и сохраняют для оценки качества фотосхемы.
Вырезанные рабочие площади снимков наклеивают на основу, начиная со среднего аэроснимка среднего маршрута.
Приведенные фотосхемы составляют в том же порядке, что и многомаршрутные фотосхемы, но монтажу снимков предшествует их увеличение с целью приведения к заданному масштабу. Коэффициент увеличения каждого снимка Ki определяют как отношение знаменателя масштаба снимка mi к знаменателю заданного масштаба M.
Масштаб снимка можно определить по |
показаниям GPSприёмника или |
радиовысотомера, используя формулу 1/mi=f/Hi |
. При отсутствии бортовых показаний |
масштаб снимков определяют по топографической карте, путем сравнения длин соответствующих отрезков, измеренных на снимке lсн и на карте lк. C учетом масштаба карты 1:Mк масштаб снимка
1 |
|
lсн |
|
|
|
|
. |
||
|
|
|
||
mi |
|
|
|
|
lкM |
к i |
|||
Заданный масштаб фотосхемы 1:M чаще всего выбирают соответствующим стандартным значениям, принятым для топографических карт: 1:5 000, 1:10 000, 1:25 000 и т.д.
Следует иметь в виду, что фотосхемы, составленные из плановых снимков равнинной местности (особенно приведенные фотосхемы) характеризуются постоянством масштаба и малыми искажениями. Так, при среднем угле наклона гиростабилизированных снимков равнинной местности порядка 10 подсчитанное по формуле (3.51) максимальное искажение на краю рабочей площади при f=150 мм не превышает 0,2 мм в масштабе снимка, что вполне сопоставимо с точностью фотоплана. Точность таких фотосхем, однако, будет снижаться по мере увеличения колебания рельефа местности.
Оформление фотосхемы включает подпись ее масштаба, номенклатуры трапеции или наименования землепользования, а также названий населенных пунктов, наименования организации, фамилии исполнителя и даты изготовления.
142
8. Изготовление фотопланов по традиционной технологии
Работы по изготовлению фотоплана начинают с подготовки основы, в качестве которой используют листы алюминия или авиационной фанеры толщиной 1–2 мм. Основу оклеивают чертежной бумагой, на которую наносят координатную сетку и опорные пункты, углы рамки трапеции и трансформационные точки (рис. 8.4).
Далее выполняют подготовку к монтажу фотоплана: подбирают трансформированные снимки, проверяют их фотографическое и метрическое качество, опознают трансформационные точки и пробивают пуансоном отверстия в виде кружков диаметром 1,0 мм. Центры этих отверстий должны точно совпадать с соответствующими точками основы.
Для проверки правильности трансформирования аэроснимок с пробитыми отверстиями укладывается на основу так, чтобы центры отверстий уклонялись от соответствующих точек основы не более чем на 0,5 мм (для равнинных и всхолмленных районов). Если снимки трансформированы по зонам, то проверку выполняют с помощью опорного планшетика (рис. 8.6), путем совмещения центров пробитых на снимке отверстий с точками соответствующей зоны. При недопустимых расхождениях снимки бракуют и трансформируют заново.
Техника монтажа фотопланов в случае фототрансформирования снимков на одну плоскость и по зонам (на несколько плоскостей) различна и заключается в следующем.
Если местность равнинная и фототрансформирование выполнено на одну плоскость, то монтаж фотоплана выполняют в такой последовательности.
На основу последовательно, начиная с северо-западного угла, укладывают трансформированные снимки первого маршрута и ориентируют их, совмещая центры пробитых пуансоном отверстий с точками основы, и прижимают грузиками. При укладке очередного снимка проверяют, как и при монтаже фотосхем, сходимость контуров способом мельканий и делают наколы четких контурных точек. При уклонении точки нижнего (предыдущего) снимка от следа накола более чем на 0,5 мм укладываемый снимок разворачивают, одновременно контролируя совмещение точек основы с центрами пробитых пуансоном отверстий. Уложив снимок, выполняют порез обоих снимков, как и при монтаже фотосхемыпоспособусовместной обрезки.
После этого снимки первого маршрута закрепляют грузиками и приступают к укладке и порезу снимков смежного маршрута в том же порядке. При этом контроль сходимости контуров выполняют в зонах как продольного, так и поперечного перекрытий. После этого выполняют порез снимков смежных маршрутов по средней линии поперечного перекрытия.
По окончанию монтажа фотоплана аэроснимки обрезают вдоль рамок трапеции, сохраняя фотоизображение за рамками в пределах полосы шириной 1 см, а по границам обработки – 2 см. Эти обрезки с нанесенными на них линиями координатной сетки сохраняют для контроля фотоплана.
Если снимки трансформированы по зонам, то прежде всего на каждом из них исправляют положение трансформационных точек путем введения в их положение поправок, подсчитанных по формуле (8.3). При этом положительные поправки откладываются по направлению к центру, а отрицательные – от центра. В полученных точках пробивают пуансоном отверстия диаметром 1,0 мм.
Если все отпечатки, полученные с одного аэронегатива при трансформировании его на разные зоны, наложить на основу, то центры пробитых пуансоном отверстий должны совпадать с точками основы.
При монтаже фотоплана вначале по трансформационным точкам укладывают на основу отпечаток первой зоны, а затем – второй зоны и контролируют сходимость контуров вдоль границы зон. Если она удовлетворительна, то выполняют порез снимков по границе первой и второй зон и приклеивают к основе снимок первой зоны. Затем укладывают снимок третьей зоны с контролем сходимости по трансформационным точкам и контурам вдоль границы второй и третьей зон, выполняют порез второго и третьего снимков и т. д.
Особенностью фотопланов, полученных в результате трансформирования по зонам, является вероятность вырезов и дублетов по линиям порезов (границам зон), вызываемых остаточным влиянием рельефа местности. Их величины на краях рабочих площадей снимков могут доходить до 1 мм, что отражается на точности измерений по фотопланам.
Оптический монтаж фотоплана применяют в случаях, когда число зон трансформирования более пяти, и выполняют его в процессе фототрансформирования, непосредственно на фототрансформаторе. Фотобумагу наклеивают на жесткую основу, а поверх ее приклеивают светонепроницаемую бумагу («рубашку») с нанесенным на нее трансформационными точками, положение которых исправлено для каждой зоны (рис. 8.6). На эту же «рубашку» с топографической
143
карты соответствующего масштаба переносят горизонтали, ограничивающие зоны трансформирования.
Совместив изображения трансформационных точек с их положением в первой зоне, закрывают объектив светофильтром, выполняют порез «рубашки» по границам первой зоны, отклеивают вырезанные части «рубашки» и производят экспонирование. После этого вырезанные части рубашки, прикрывающие первую зону, возвращают на место, и все операции повторяют для очередной (второй, третьей и т. д.) зоны.
Закончив фототрансформирование всех зон обрабатываемого снимка, в фотолаборатории снимают с основы «рубашку» и выполняют фотографическую обработку, результатом которой является готовый фотоплан.
144
9. ДЕШИФРИРОВАНИЕ СНИМКОВ
1. Понятие о дешифрировании
Все элементы местности при одинаковой их освещенности обладают различной спектральной отражательной способностью, благодаря чему их изображения на аэрофотоснимках различаются по фототону, структуре рисунка и др. Кроме того, на снимках в известной степени сохраняется подобие и соотношение размеров объектов, неизменность их взаимного расположения и т. п. Фотоизображение местности, таким образом, обладает ценными изобразительными свойствами, выделяющими данный объект среди других.
Распознавание по фотоизображению объектов местности, необходимых для составления плана или других целей, и выявление содержания с обозначением их на снимках (ортофотопланах) в условных знаках с учётом качественных и количественных характеристик называется дешифрированием.
Возможность распознавания изображения объекта определяется наличием граничных линий со смежными объектами, тоновой и цветовой контраст которых лежит в пределах зрительного восприятия. Увеличение такого контраста является обязательным условием аэрофотографирования.
Вобщем комплексе работ по созданию топографической основы дешифрирование занимает важное место и является весьма ответственным и трудоемким процессом. От точности определения по фотоизображению положения объектов местности, достоверности и полноты их характеристик в значительной степени зависит и качество изготавливаемого плана.
Взависимости от назначения дешифрирование подразделяют на топографическое и специальное. Причем к последнему относят распознавание объектов по их фотоизображениям в интересах сельского хозяйства, геологии, гидрологии и т. п. Универсальность материалов аэрофотосъемки позволяет в каждом случае дешифрирования выявлять те особенности и детали местности, которые требуются для решения соответствующих научных, инженерных, хозяйственных и иных задач.
При топографическом дешифрировании выявляют и показывают условными знаками все элементы местности, необходимые для создания топографической карты в заданном масштабе: населенные пункты и отдельные постройки; закрепленные на местности опорные геодезические пункты; гидрографическую и дорожную сети, линии связи с характеризующими их данными и относящимися к ним сооружениями; естественный и культурный растительный покров и грунты; рельеф местности и др.
При специальном дешифрировании, выполняемом в интересах соответствующих служб (землеустроительной, архитектурно-градостроительной, лесной и др.), выявляют в первую очередь интересующие их объекты местности – административно-территориальные или хозяйственные границы, породы леса и др. с характеризующими их данными. При этом другие элементы местности – пути сообщения, элементы гидрографии, леса, болота и т. п. дешифрируют с обобщением и сокращением их характеристик в части, не имеющей непосредственного отношения к соответствующей службе.
Взависимости от техники исполнения дешифрирование делят на камеральное, полевое, комбинированное и аэровизуальное.
Камеральное дешифрирование основано на использовании изобразительных свойств фотоснимков и изучении различных вспомогательных материалов. В ряде случаев (в военном деле, при изучении небесных тел и др.) камеральное дешифрирование является единственно возможным.
Полевое дешифрирование, выполняемое непосредственно на местности, носит сезонный характер. Оно основано на сличении фотоизображения с натурой, чем и обеспе-
145
чивается требуемая полнота, точность и достоверность результатов на момент дешифрирования.
Комбинированное дешифрирование сочетает достоинства и недостатки полевого и камерального дешифрирования. Как правило, в зимний период выполняют камеральное дешифрирование, а в летний – полевую проверку и уточнение полученных зимой результатов.
Аэровизуальное дешифрирование производят непосредственно с борта летательного аппарата (самолета, вертолета) и применяют для ускорения процесса дешифрирования больших однородных массивов с малым числом контуров – лесов, болот, тундры и др.
2. Дешифровочные признаки
Дешифрированию объектов местности способствуют изобразительные свойства фотоснимков, складывающиеся из прямых и косвенных дешифровочных признаков.
Прямые дешифровочные признаки присущи практически всем объектам местности,
изображающимся на снимках данного масштаба. Они характеризуют объект непосредственно и включают форму, размер, тон, цвет, тень, структуру и др.
Форма – один из основных дешифровочных признаков, по которому устанавливается наличие
объекта и его основные свойства. Именно очертания объекта, или его форма, воспринимаются при дешифрировании в первую очередь.
Различают геометрически определенную и неопределенную форму объектов. Определенная, геометрически правильная форма является важнейшим признаком искусственных сооружений, в то время как неопределенная форма характерна для природных объектов как площадного характера (луга, леса), так и линейного (ручьи, бровки оврагов и др.). Так, профилированные дороги чаще всего изображаются чередованием прямолинейных участков, сопряженных плавными кривыми. Хозяйственные постройки, теплицы, мосты и др. имеют прямоугольную вытянутую форму.
Форма, однако, не является решающим дешифровочным признаков: извилистый контур может быть речкой и полевой дорогой; круглый контур может быть изображением бассейна и стога сена и т. п.
Размер уточняет сведения, которые дает его форма. При этом важно знать масштаб снимка,
определяющий размер изображения, либо иметь некий эталон, позволяющий сравнивать размеры изображений леса и озера, отдельной постройки и стадиона, и т. п. Обычно для дешифрирования планового снимка достаточно знать средний масштаб фотографирования. Для выявления типа объекта всегда, часто подсознательно, выполняют оценку его размеров, площади, периметра, отношение площади к периметру и т. д.
Минимальные размеры изображения объектов на аэроснимке определяются его разрешающей способностью, зависящей от разрешающей способности объектива и фотоэмульсии и определяемой формулой (1.7, § 6). При разрешающей способности современных съемочных камер на краю изображения не менее 30 линий на 1 мм (§ 8, табл. 1.2), а фотоэмульсии – порядка 150–200 линий на 1 мм, получим суммарное разрешение около 0,02 мм в масштабе снимка.
Фототон – это степень почернения фотоматериала в соответствующем месте изображения
объекта, зависящая от целого ряда факторов – отражательной способности объекта, его внешнего строения, освещенности, времени съемки, влажности, режима фотопечати и т. п.
Так, сухие дороги и каменные заборы изображаются почти белыми линиями. Светло-серыми, почти белыми, изображаются освещенные скаты крыш строений, сухая земля, мосты и пр. Водные пространства, поглощающие свет, изображаются темными тонами, и чем больше глубина, тем чернее. В то же время мутная, вспененная или покрытая рябью вода изображается серым тоном, и тем светлее, чем меньше ее прозрачность. Почва изображается тем темнее, чем больше ее влажность; растительность изображается тем чернее, чем темнее ее окраска в натуре.
Полезно иметь в виду, что если тон изображения разложить на 256 градаций, то глаз человека различает только 25, а для дешифрирования вполне достаточно семи (белый, почти белый, светлосерый, серый, темно-серый, почти черный и черный).
146