Если изображение точки местности уходит с центра сетки оптического центрира, тогда отвинчивают два винта и отсоединяют крышку оптического центрира от боковой крышки теодолита.
Освобождая слегка винты, скрепляющие окулярное колено оптического центрира, и перемещая его в плоскости боковой крышки, добиваются совмещения визирной оси оптического центрира с вертикальной осью вращения теодолита.
Снова наблюдают за положением изображения точки местности относительно центра сетки при вращении алидадой части. В этом случае изображение точки местности не должно перемещаться относительно центра сетки оптического центрира.
В теодолитах 2Т2, 2Т5К и 2Т5 оптические центриры
юстируют только в мастерской.
3. Съёмка из космоса
Первая фотография Земли из космоса была получена 24 октября 1946. Запущенная в США с полигона White Sands автоматическая ракета V-2 вышла на суборбитальную траекторию с апогеем 105 км и сделала серию снимков Земли. Съемка производилась 35-мм кинокамерой на чёрно-белую киноплёнку.
Ручную фото- и киносъемку Земли из космоса, впервые произвел советский космонавт Герман Титов (Восток-2, 6 августа 1961)
Широко известен фотоснимок полного диска планеты под названием Blue Marble, сделанный в декабре 1972 года с Апполона-17. В том же году США начало Landsat - крупнейшую программу по получению космических снимков поверхности Земли (последний спутник этой программы был запущен в 2013 году). В 1977 году в рамках разведывательной программы KH-11 был сделан первый снимок, полученный в реальном времени. Все спутниковые изображения, сделанные и опубликованные НАСА, распространяются как общественное достояние и совершенно свободны. Другие страны также проводят программы по спутниковой фотосъёмке (в частности, европейские страны совместно работают над проектами ERS (European Remote-Sensing Satellite) и Envisat). Также существует ряд частных компаний, выполняющих коммерческие проекты спутниковой фотосъёмки.
В России для фотосъёмки использовались спутники серии Дон.
К началу XXI века результаты спутниковой фотосъёмки получили широкое распространение благодаря общедоступности и простоте работы с ними.
Спутниковые изображения находят применение во многих отраслях деятельности - сельском хозяйстве, геологических и гидрологических исследованиях, лесоводстве, охране окружающей среды, планировке территорий, образовательных, разведывательных и военных целях. Такие изображения могут быть выполнены как в видимой части спектра, так и в ультрафиолетовой, инфракрасной и других частях диапазона. Также существуют различные карты рельефа, выполненные с помощью радарной съёмки.
Дешифрование и анализ спутниковых снимков в настоящее время все больше выполняется с помощью автоматизированных программных комплексов, таких как ERDAS Imagine или ENVI. В начале развития этой отрасли некоторые из видов улучшений изображений по заказу правительства США выполнялись фирмами-подрядчиками. Например, фирма ESL Incorporated разработала один из первых вариантов двухмерного преобразования Фурье для цифровой обработки изображений.
Разрешение спутниковых фотографий различно в зависимости от инструмента фотографирования и высоты орбиты спутника. Например, в ходе проекта Landsat была выполнена съёмка поверхности Земли с разрешением в 15 м, однако большинство из этих изображений до сих пор не обработаны.
Новые коммерческие спутники серии WorldView-1 фирмы DigitalGlobe имеют разрешающую способность в размере 50 см, то есть позволяют опознавать объекты на поверхности Земли размером менее полуметра. Спутник GeoEye-1 корпорации GeoEye имеет разрешение в надире в размере 41 см в панхроматическом диапазоне, но коммерческим потребителям до июня 2014 года были доступны снимки только с разрешением 50 см. В июне 2014 года министерство торговли США дало разрешение на продажу снимков с более высоким разрешением. В 2014 году GeoEye и DigitalGlobe планируют вывести на орбиту спутники третьего поколения GeoEye-2 и WorldView-3 с разрешением 25-30 см.
Спутниковая фотосъёмка часто дополняется аэрофотосъёмкой, которая позволяет получить более высокое разрешение, но имеет большую удельную стоимость (выражаемую в затратах денежных единиц на м²). Также спутниковая фотосъёмка может быть скомбинирована с уже готовыми векторными или растровыми изображениями в ГИС-системах (при условии что на снимках устранены искажения перспективы и они соответствующим образом выровнены и смасштабированы).
Поскольку площадь поверхности Земли весьма велика, и разрешение аппаратуры спутниковой фотосъёмки также достаточно значительно, то базы данных спутниковых фотографий получаются крайне объёмными (десятки и сотни терабайт <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%B0%D0%B9%D1%82>), а обработка изображений (в целях создания пригодных для использования изображений из «сырой» графической информации) - отнимает слишком много времени.
Кроме того, фотокамеры, установленные на спутниках, весьма чувствительны к погодным условиям, которые существенно влияют на качество снимков. Обычно крайне сложно получить изображения районов с высокой облачностью, например, вершин горных пиков.
Компании, запускающие коммерческие спутники, не переводят свои изображения в статус общественного достояния, а предлагают каждому лицензировать полученные от них изображения, поэтому возможность легального создания на их основе других продуктов сведена к минимуму.
Последняя проблема - это сохранение тайны личной жизни тех, кто не хотел бы быть «увиденным сверху», а также сохранение государственной тайны.
Геометрические свойства аэроснимков.
Задача топографического дешифрирования аэроснимков заключается в раскрытии содержания объектов местности по их 31 фотографическому изображению, а также в правильном и точном изображении этих объектов условными знаками, соответствующими масштабу создаваемой карты. Требования к дешифрированию предъявляются топографическим содержанием будущей карты, поэтому результаты дешифрирования, вычерченные на аэрофотоматериале, должны точно соответствовать заданному масштабу. В производственных условиях имеется возможность заранее приводить аэроснимки к масштабу создаваемой карты, но поскольку на аэроснимке изображается больше объектов, чем на карте, и размеры фотографических изображений объектов не равны размерам со- ответствующих условных знаков на карте, исполнитель дешифрирования должен умело отобрать, обобщить, расположить и подписать именно те объекты, которые следует нанести на карту. Часть объектов местности, особенно при помощи стереоскопа, с той или иной степенью трудности безошибочно опознается на аэроснимке в лабораторных условиях. Другая часть объектов местности, необходимые данные для пояснительных надписей на карте и некоторые данные для составления топографического описания не могут быть отдешифрированы или получены без выхода в поле, а следовательно, процесс дешифрирования обязательно должен входить в общий комплекс полевых топографических работ. Основное содержание аэроснимков раскрывается по тем признакам, которые свойственны фотографическим изображениям различных объектов. Такими основными дешифровочными признаками являются: размеры и геометрическая форма изображений объектов, тон изображений, тени от них, а при стереоскопическом рассматривании - их сравнительные высоты. Кроме этих прямых или непосредственных признаков при дешифрировании используются и косвенные признаки, вытекающие из взаимной связи и обусловленности объектов местности. Например, колодец опознается 32 по изображениям натоптанных к нему тропинок, изображение дороги, об- рывающейся в лесу, свидетельствует о том, что в этом месте есть покос или вырубка, должно подтверждаться соответствующей формой и тоном изобразившихся объектов. Часто дорога обрывается на одном берегу реки и продолжается на другом. Очевидно, в этом месте на реке есть брод (или какое-нибудь не вышедшее на аэроснимке средство переправы). По посте- пенному расширению на аэроснимке (в разных его частях) изображения реки делают вывод о наличии на местности плотины и о направлении течения реки. Подобных примеров косвенных признаков можно привести много. Остановимся кратко на характеристике некоторых дешифровочных признаков.
Такие объекты, как постройки, опознаются прежде всего по правильным прямоугольным геометрическим формам, по светлым крышам и почти черным теням, а если они расположены в населенных пунктах, то легко опознаются по их характерному взаимному положению (кварталы). Жилые постройки от нежилых (сараев, скотных дворов, складов и пр.) отличаются размерами, длиной теней, расположением по границам кварталов, а также особыми деталями, которые могут быть замечены на снимках - крупных масштабов: крыльцо, терраска и даже дымовая труба на крыше, которая хорошо изображается и видна невооруженным глазом на аэроснимках масштаба 1:7 500 и крупнее. Если жилые постройки в большинстве случаев расположены вдоль улиц, то нежилые, как правило, находятся сзади жилых, или в глубине кварталов, а часто и совсем в стороне от самого населенного пункта. Пункты триангуляции, находящиеся в открытом поле, опознаются по изображениям незапаханных вокруг знаков мест, имеющих вид темных пятен, а в лесу - по небольшим вырубкам и, «роме того, в обоих случаях по изображению околки в виде квадратика, а иногда и по тени.
Для изображения лесов характерны зернистая структура пестрых тонов от светлых крон до черных теней и извилистые линии опушек, а травянистый покров - луг изображается ровным темно-серым тоном. Поля чаще изображаются участками с прямолинейными, овальными на углах, правильными геометрически границами, иногда со следами сельскохозяйственных работ (борозды, копны, ометы и т.п.). Тон пашен обычно серый, но плотность его различна, что зависит от вида посеянной культуры или от характера обработки земли. Дороги изображаются светлыми линиями с плавными поворотами, а линии связи опознаются по изображению пятен от незапаханных мест около столбов или по просекам в лесу. Сооружения башенного типа, различного рода вышки, трубы, опоры высоковольтных электропередач и т.п. изображаются непосредственно в виде светлых или серых кружков, квадратиков и других правильных форм.
Дешифрированию этих объектов помогают тени и многие косвенные признаки: территориальное положение, близость коммуникаций, расстояния между объектами, наличие других сооружений и пр. Обрывы, овраги, берега речек, промоины опознаются по своим резким очертаниям и по отбрасываемым теням. Воды изображаются самыми различными тонами от белого до черного, а береговая линия может быть скрыта кронами деревьев, нависших над водой. В этих случаях и особенно при дешифрировании элементов рельефа достоверные результаты получают только при помощи стереоскопа, использование которого и в других случаях облегчает задачу, так как позволяет видеть различные высоты строений, фабричных труб, деревьев и других объектов, а также просматривать неровности на земной поверхности. В последние годы на производстве, особенно в труднодоступных районах, применяются так называемые «аэроснимки - эталоны» или ключи дешифрирования». Для изготовления таких ключей отбирают аэроснимки, 34 на которых изобразились трудночитаемые и наиболее характерные для данного района объекты.
Отобранные аэроснимки дешифрируются в поле опытными исполнителями, размножаются и выдаются всем исполнителям. Комплект полного ключа состоит из чистого отпечатка, отдешифрированного отпечатка (вычерченного) и пояснительной ведомости дешифровочных признаков топографических объектов, изобразившихся на данном отпечатке. Сравнение всех остальных аэроснимков участка съемки с ключевыми аэроснимками позволяет повысить достоверность и производительность камерального дешифрирования. Начиная с 1963 г. в производственных предприятиях ГУГК широко внедряется так называемое маршрутное дешифрирование. Этот метод успешно применяется в малообжитых географических районах: лесных, северной тундры, таежных, а также в среднеазиатских районах. Сущность маршрутного дешифрирования состоит в следующем.
На аэроснимках или фотосхемах до выезда на полевые работы проектируют маршруты предстоящего полевого дешифрирования. В зависимости от характера местности, ее заселенности или закрытости рельефом, от количества и особенностей наиболее характерных для данного района топографических объектов ширина полосы дешифрирования и густота маршрутов могут быть различными. Однако во всех случаях густота маршрутов должна быть такой, чтобы в дальнейшем, в (процессе камерального дешифрирования междумаршрутных участков, получить результаты с полной достоверностью и без пропусков. Таким образом, этот метод предусматривает сочетание полевого и камерального дешифрирования.
Маршрутное дешифрирование в малообжитых районах ведут главным образом при съемках масштаба 1:25 000 по аэрофотоматериалам масштабов 1:25 000 - 1:30 000 и в основном оно дает хорошую характеристику природному ландшафту при 25-30 погонных километрах маршрутов на трапецию. Маршруты проектируют по дорогам и трапам, 'просекам или-35 Ноям связи, по водоразделам (хребтам), по берегам больших рек, вдоль ре- чек и ручьев с обязательным захватом редких населенных пунктов, промышленных и хозяйственных объектов. В проектах дешифрирования кроме маршрутов предусматриваются небольшие участки около 1 км 2, называемые станциями, на которых исполнитель выполняет сплошное полевое дешифрирование. Станций на трапецию масштаба 1:25 000 в зависимости от характера местности может быть от 6 до 12, они являются как бы ключами-эталонами к последующему междумаршрутному камеральному дешифрированию.
На маршрутах и станциях легко организовать контроль дешифрирования, поручив дублирование работы вторым исполнителям. Сбор сведений, необходимых для составления топографического описания, при маршрутном дешифрировании ведут попутно, но многие данные могут быть получены и заранее в местных организациях по землеустройству, по лесоустройству, на водомерных постах, в управлениях судоходства и в других организациях. Названия населенных пунктов обязательно заверяют в областных организациях. На станциях и, где это требуется, в маршрутах ведут фотографирование характерных ландшафтов и объектов или их зарисовку, а в специальном журнале дают характеристики объектов и их дешифровочные признаки. Ценность маршрутного дешифрирования состоит в том, что оно позволяет получить конкретные, проверенные в поле сведения и завершить в камеральных условиях сплошное дешифрирование. Поэтому в процессе полевых работ (на маршрутах и станциях) необходимо все вычерчивание и записи делать непосредственно в поле, используя для этой цели авторучки с разноцветными чернилами. В зависимости от методики, принятой при создании карты в конкретном случае, дешифрирование может выполняться на различных аэрофотоматериалах: на отдельных аэроснимках, на маршрутных или площадных фотосхемах, на фотопланах.
Во
всех случаях аэроснимки должны быть средней плотности, хорошей резкости и контрастности.
Если работа ведется на отдельных аэроснимках, то дешифрирование выполняется в
пределах рабочих площадей, границы которых наносятся заранее. Опытные
исполнители вычерчивают результаты дешифрирования непосредственно на
аэроснимках, прилагая к ним восковки с номерами объектов и краткую
объяснительную записку, в которой указывают признаки, по каким тот или иной
объект отдешифрирован, и излагают данные, необходимые для составления
топографического описания района съемки. Начинающим исполнителям вычерчивание
результатов дешифрирования рекомендуется делать в два приема: первый раз на
восковке, накладываемой на аэроснимок, а после тщательного контроля,
выполненного опытным руководителем, второй раз непосредственно на аэроснимке.
При наличии двух экземпляров аэроснимков на одном выполняют вычерчивание, а по
второму - его контроль. В обоих случаях должны прилагаться восковки с номерами
объектов и ведомости, поясняющие дешифровочные признаки этих объектов.
Рекогносцировка участка, т.е. обход и осмотр, производится для того, чтобы получить представление о размерах участка, сложности ситуаций, условиях для измерения углов и линий и условиях привязки теодолитного хода к пунктам триангуляции или полигонометрии. В процессе рекогносцировки выбирают местоположение точек главного и диагональных теодолитных ходов. Главный ход намечают вблизи границы участка, а диагональные - внутри его. Каждый ход должен располагаться так, чтобы на привязку ситуации местности к вершинам и сторонам хода затрачивалось меньше труда.
Вершины теодолитных ходов при естественном грунте закрепляют деревянными кольями, которые окапывают канавой. В центр верхнего среза кола забивают гвоздь.
Вершины теодолитных ходов на асфальтированной поверхности закрепляют гвоздями, костылями или металлическими трубками. Вокруг гвоздя краской обозначают окружность диаметром 10-15 см для облегчения отыскания закрепленных точек. В местах с интенсивным движением пешеходов или транспорта необходимо отметить краской тот или иной знак на заборе вблизи закрепленной точки. На бетонированной поверхности вершины теодолитного хода обозначают масляной краской посредством двух аккуратно пересекающихся под прямым углом линий толщиной 0,5 см; место пересечения обводят той же краской по окружности диаметром 10-15 см.
В процессе закрепления вершин теодолитного хода
составляют схему, на которой показывают расположение вершин и сторон хода
относительно ситуации местности. Эта схема используется при выполнении работы по
измерению углов и сторон теодолитного хода.
. Влияние почвенного покрова на организацию территории
Если смотреть на Землю из космоса, то можно увидеть: почвенный покров начинается на севере чуть южнее вечных льдов Арктики и кончается у островов, примыкающих к северным границам Антарктиды. Сверху хорошо видно, как тундра к югу сменяется лесотундрой, а лесотундра - тайгой. На смену тайге приходят лиственные леса, а за ними следуют степи. Южнее степей распространены пустыни, во влажных субтропиках их замещают субтропические леса. Каждой из этих зон свойствен свой почвенный покров со всеми его разновидностями: в тундре - болотные и полигональные почвы, в тайге - подзолистые, подбуры, таежно-мерзлотные, южнее - дерново-подзолистые, бурые лесные, серые лесные, им на смену приходят черноземы, каштановые почвы, в тропиках - красноцветные ферраллитные почвы, латериты. Ниже мы вернемся к описаниям этих почв. Сейчас же важно отметить, что даже из космоса можно установить, что почвенный покров земного шара закономерно изменяется от полюсов к экватору, от берега моря в глубь материка, от положения на склоне гор (южный или северный, западный или восточный склоны).