Тема 1. Принципы построения земной поверхности

Года

 

ТЕМА 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Физические принципы построения изображения.

2. Классификация по типам приемникам чувствительным к определенным зонам эл\м излучения.

Геометрические принципы построения изображений.

Подразделение съемок по принципам изображения и по положению оси визирования.

 

1.

Объекты можно изучать по их изображениям, получаемым с помощью съемочных комплексов расположенных на борту воздушных и космических носителей. Особенности по изображениям непосредственно связаны с принципами построения и с особенностями использования наблюдательной системы.

Различают физические и геометрические принципы построения и визуальные и автоматические методы наблюдения.

Физические принципы построения изображения используют законы теории информации. Описывающие процессы передачи информаций от источника к приемнику. В качестве источника выступают объекты земной поверхности, а в качестве приемника съемочные камеры.

Принципы построения изображения земной поверхности можно представить:

1) К физическим относят (фотографические, цифровых фотоизображения и цифровые изображения). Перечисленные изображения можно получит в процессе ультрафиолетовой съемки, видимой, инфракрасной, лазерной, радиолокационной съемки. В результате получает фотометрические или радиометрические параметры изображения.

2) Подразделение по геометрическим (кадровая съемка, целевая, панорамная и сканерная). Полученные изображения могут быть одиночными и стереоскопическими. Одиночные получают в результате горизонтальной, плановой или перспективной съемок. Стереоскопические получают нормальной съемки, параллельной или конвенгертной. Анализируют в результате на полученных изображениях полученных геометрических параметров. Изображение могут быть получены при выполнении аэро- или космической съемки.

Объекты земной поверхности состоящие из различных материалов обладают способностью избирательно поглощать и отражать эл\м излучения. Данное свойства позволяет с помощью специальных приемных устройств чувствительных к определенной длине волны осуществляют регистрацию эл\и излучения различной мощности и преобразовывать в соответствующий видеосигнал.

Различают регистрацию изображения на фотопленку и цифровые носители. На пленки получают фотоизображения, на цифровые носители – цифровые изображения.

Процесс получения цифровых изображений основывается на физических принципах регистрации оптического изображения. Это обеспечивается по средствам аналого-цифровых цифровых реализаций данного технологического процесса. При аналого-цифровой реализации фотоснимки формируются в съемочных камерах на борту носителей, а затем подвергаются химикофотографичкской обработки и поступают на вход сканирующих устройств, которые преобразуют фотоснимки в совокупность цифровых сигналов. Сигналы записываются на магнитные носители в фиксированных форматах. При цифровой реализации исходные изображения формируют в виде цифровых сигналов непосредственно при сканировании местности. Цифровые изображения имеют ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми фотоизображения.

 

Года

1) возможность реализации полностью цифровой технологии создания картографической продукции.

2) сокращение технологического цикла за счет исключения процессов фотохимической обработки и сканирования объектов.

3) возможность одновременного получения цветных спектрозональных и порохромотических спектральных изображений.

4) полное исключение погрешности связанных с деформацией фотоматериалов.

 

Практическая реализация дистанционного изучения окружающей среды строится на использовании приемников чувствительных к определенной зоне эл\м спектра излучения. С этой позиции различают виды съемок обеспечивающие регистрацию:

1) ультрафиолетового излучения

2) видимого излучения

3) инфракрасного (теплового)

4) радиоизлучения

5) акустического

6) магнитного поля

7) гамма-излучения

8) испарения объектов

Ультрафиолетовая съемка выполняется в диапазоне длин эл\м волн 0,01-0,4 мкм. Для регистрации изображения используются фотоумножители или фотопленка. Ультрафиолетовое излучении сильно поглощается атмосферой поэтому эту съемку желательно вести на низких высотах.

Съемка в видимом диапазоне (видимая) проводится в диапазоне 0,4-074 мкм может выполнятся на пленке или твердых носителях. На ряду с цветными изображениями используют спектрозональные изображения обеспечивающие получения цветных изображений с искаженными цветами.

Инфракрасная (тепловая) выполняется в трех диапазонах 0,74-1,2 1,8-5,3 7,0-14. В ближнем диапазоне выполняется регистрация отражения Солнца. В качестве приемника используется пленка со специальной фотоэмульсией. В среднем и дальнем регистрируется собственное тепловое излучение объектов, для регистрации используют тепловизоры. Они обеспечивают преобразование теплового изучение в аналоговой или цифровые видеосигналы. Такой вид съемки хорошо использовать для обнаружения аварий трубопровода.

Лазерная съемка проводится в видимом или в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне. Режим сканирования должен обеспечивать заданную полосу сканировая. Эффективно применение лазерной съемки для выполнения топографических работ.

Радиолокационная съемка использует активный источник излучения радиолокатора. В основном применяется радиолокатор бокового обзора. Съемка осуществляется в микроволновом диапазоне эл\м излучения. Этот вид съемки основан на изменении интенсивности отраженного радио сигнала от различных объектов земной поверхности. Достоинством является возможность вести съемку в любое время суток с разрешающей способностью от 1 до 5 м.

Кроме рассмотренных съемочных систем используются следующие виды геофизических съемок:

1) радиотепловая регистрирует пассивное излучение объектов земной поверхности в микроволновом диапазоне от 100см до 1 мм. Аппаратура – радиолокаторы. Излучение является прозрачным для атмосферы.

2) регистрация магнитного излучения в ходе аэромагнитной съемки. Аппаратура – аэромагнитометры.

3) аэрогаммасъемка выполняемая с помощью гамма спектрометров. Проводится с высоты не более двух метров т.к. гамма излучение поглощается атмосферой.

4) аэрогеохимическая основана на регистрации летучих элементов от соединений испаряемых объектами земной поверхности в атмосферу. К летучим относятся – сернистый ангидрит, углеводороды, сероводород. Приемниками для регистрации испарений служат оптические спектрометры, регистрирующие спектры атомного поглощения химических элементов и соединений в парообразном состоянии. Эти съемки используются при контроле состояния атмосферы.

 

Геометрические принципы построения изображения определяется положениям осей визирования съемочных камер в момент съемки и способами проектирования изображения. По положению осей визирования одиночного изображения различают: 1) горизонтальную 2) плановую 3) перспективную съемки

Плановая проводится с углами наклона не превышающие 3-х градусов. При перспективной съемки угол наклона может находится в диапазоне от 3 до 70 градусов в отдельных случаях до 80. Если угол наклона = 0 то съемка называется горизонтальной.

 

Рис

 

boa, dcba – плоскости пленки

f – фокусное расстояние

H – высота фотографирования

AOB, ABCD – фотографироваемые поверхности

 

По способом проектирования изображения различают

1) кадровую

2) щелевую

3) панорамную

4) сканерную съемки

При кадровой съемки оптическое изображение участка земной поверхности одновременно проектируется по средствам объектива на светочувствительный материал

При щелевой съемки оптическое изображение проектируется во время поступательного перемещения носителя с фотокамеры по средствам совокупности полос земной поверхности формируемых экспонирующих щелью фотообъектива.

При панорамной съемки кадр оптического изображения формируется в процессе построчного сканирования участка земной поверхности перпендикулярно линии полета, центральной частью поле зрения объектива. Когда скорость перемещения оптического изображения синхронизировано со скоростью перемещения носителя.

При сканерной съемки оптическое изображения формируется точечным сканированием в направлении перпендикулярном полету носителя по средствам перемещения сканирующего элемента, а в направлении полета путем последовательного суммирования строк.

При съемки с боковым линейным сканированием оптическое изображения формируется линейным сканированием в направлении перпендикулярном полету носителя с фиксированным углом отклонения съемочной камеры.

При одновременной съемки на три линейки оптическое изображение формируется линейным сканированием. На первую линейку с фиксирующим отклонением луча в перед на продольный угол. На вторую линейку с отклонением проектирующего луча в точку надира (вниз). На третью линейку назад с отклонением луча на некоторый угол.

В современных технологиях стереоскопических съемок (объемных) в зависимости от значения элементов ориентирования снимков и положения осей визирования различают виды съемок:

1) нормальную

2) параллельную

3) конвергентную

В случае нормальной съемки направление оптических осей съемочной системы перпендикулярны базису фотографирования. Стереоизображения формируются путем получения перекрывающихся кадров с различных точек базиса фотографирования

В параллельном случае направление оптических осей систем взаимно параллельно базису фотографирования

Конвергентная съемка выполняете при взаимно пересекающихся оптических осей съемочных систем. Используется съемка с параллельных орбит (маршрутов) либо с одной.

На практике существует также общий случай съемки. он возникает при подборе перекрывающихся изображений на один и тот же участок земной поверхности полученных в разное время, а иногда и разными съемочными системами. Наиболее приемлемым для картографирования считается нормальный случай съемки. Для получения объемного изображения необходима чтобы снимки имели продольные или поперечные перекрытия. Продольное перекрытие возникают по направлению полету, поперечное по направлению перпендикулярно направлению полета. Стандартная величина продольного перекрытия 55-65%, поперечного 20-40%. Однако в отдельных случаях величина перекрытия может достигать 80%.

 

Звездные системы координат

Земные системы координат.

 

Года

 

Множество координат, использующееся в ходе измерения земной поверхности можно классифицировать:

1) по области применения

2) по расположению начала системы координат

3) по положению координатных осей

По области применения различают:

1) звездные

2) земные

3) системы координат средств измерений (приборные системы координат)

Звездные системы координат используются для местоположения небесных объектов

Земные – для определение местоположение объектов находящихся на земной поверхности.

Средств измерений фиксирует местоположение в система координат измерительного прибора

 

По расположению начала систем координат различают

1) Геоцентрические

2) Квазигеоцинтрические

3) Топоцентрические

В геоцентрической начало системы координат находится в центре масс Земли. В квазигеоцентрической начало находится в центре использованного референт элипсойда. В топоцентрической – начало находится на поверхности используемой фигуры земли.

По положению координатных осей различают

1) сферические

2) пространственные прямоугольные

3) плоские прямоугольные

4) полярные

Выбор системы координат определяется конфигурацией и протяженности исследуемой территории. Типом использованных носителей и требования к точности проведения измерительных работ.

 

Звездные системы координат используются в астрономии и космической геодезии. Они позволяют зафиксировать положение общей земной системы координат в пространстве. В зависимости от выбора основной плоскости различают:

1) экваториальные относящиеся к плоскости экватора

2) орбитальные относящиеся к плоскости орбиты

3) горизонтальные к плоскости местного горизонта

Для решения задач на земной поверхности важное значение имеют экваториальные, геоцентрические:

 

Рис

 

Эта система координат не подвижна относительно точек земной поверхности что позволяет ее с успехам использовать для решения задач на поверхности земли и изучения фигуры земли.

 

Земные системы координат используют для решения измерительных задач на земной поверхности. Они не зависят от времени отсчета и неподвижные относительно точек земной поверхности. В зависимости от характера решаемых задач используют пространственные либо плоские системы координат.

Пространственные прямоугольные системы координат классифицируются по расположению начала системы координат на геоцентрические, квазицентрические и топоцентрические координатные системы.

 

Рис

 

OXYZ – начало системы координат находится в центре шара со средним радиусам R=6371км.

Ось Z – направление на северный полюс Земли

Ось X – направление в точку пересечения гринвичского меридиана с экватором

Ось Y – лежит в плоскости экватора и дополняет систему координат до правой

 

Положение точки на поверхности шара определяется географическими координатами

Широта – угол, отсчитываемый от плоскости экватора до отвесной линии в донной точки 0≤φ≤90

Долгота – двугранный угол образованный плоскостью начального гринвичского меридиана и плоскостью географического меридиана проходящего через заданную точку. λ

Данная система координат широко используется при решении картографических и фотограмметрических задач на изображениях среднего и мелкого масштаба.

Для перехода от сферических географических координат к пространственным прямоугольным и используют:

 

x = R_c cosφ cosλ

y = R_c cosφ sinλ

z = R_c sinφ

 

В квазегеоцентрической системы координат OXYZ координатные оси фиксируют положение точек физической поверхности относительно принятого референт эллипсоида. В этой системе начало системы координат находится в центре масс референц эллипсоида а координатные оси параллельны соответствующим координатным осям гринвичской системы координат. Для определения местоположения объектов на референц эллипсоиде используются сферические и геодезические координаты.

Геодезическая широта (В) – угол отсчитываемый от плоскости экватора до нормали поверхности референц элипсойда проведенной в заданной точке. 0<<B<<90

Геодезическая долгота – двугранный угол между плоскостью начального нулевого меридиана и плоскостью меридиана данной точки.

Геодезической высотой H – расстояние по нормали от поверхности эллипсоида до точки на физической поверхности земли. Для перехода от сферических геодезических к прямоугольным геоцентрическим используют уравнение

 

x = (N+H) cosB cosL

y = (N+H) cosB sinL

z = (N+H*e²*N) sinB

 

Корме геоцентрических и квазицентрических координат для решения геодезических задач используют прямоугольные топоцентрические системы координат. Географические координаты используют для решения геодезических задач на больших территориях, на ограниченных территориях используются плоские прямоугольные координаты. При создании топокарт принята зональная система Гауса-Крюгера.

 

Понятие геоизображения

Плоски геоизображения

Объемные геоизображения

Динамические геоизображения

Геоизображения – любая пространственно-временную масштабную модель земных или планетных объектов или процессов представленную в графической образной форме

Геоизображения охватывают недра земли, поверхность, океаны и атмосферу. Выделяют:

1) Плоские (двумерные)

2) Объемные (трехмерные)

3) Динамические трех и четырех мерные

 

Это наиболее обширный и разнообразный класс геоизображений. К полским относятся:

1) Картографические

2) Фотографические

3) Телевизионные

4) Сканерные

5) Локационные

6) Дисплейные

Картографические геоизображения – математически определенных уменьшенные условно знаковые изображения земли, космического пространства. Показывающие размещения свойства и связи различных природных и социально-экономических явлений. В определении отмечены все свойства картографических изображений. ДОПИСАТЬ

К картографическим геоизображения относятся:

1) планы

2) карты

3) атласы

4) карты-транспоранты - отпечатаны полиграфическим способом на прозрачной пленки и предназначены для проектирования на экран с большим увеличением

5) карты на микрофишах - миниатюрные фотокопии карт.

 

Года

Фотографические это уменьшенные наглядные образные копии Земных и планетных объектов. Получаемые путем покадровой регистрации их собственного или отраженного излучения на светочувствительных материалах. Фотоснимки всего получают центральной проекции что и определяет их геометрические свойства, поэтому искажения в средней области снимка не велики но редко возрастают к краям.

Фотосъемка может вестись с разных высот. Носителями могут быть самолеты вертолеты или др. Фотосъемка может выполнятся и наземными методами для этого используют фототеодолиты. Кроме одиночных снимков к фотографическим изображениям принадлежат: негативы, фотосхемы, планы панорамные снимки и фронтальные снимки.

Телевизионные геоизображения – это телеснимки, телефильмы, телепанорамы и другии наглядные образные копии реальных объектов, получаемые путем регистрации изображениях на светочувствительных экранах передающих телевизионных камерах. В интервалах между экспозициями изображение считывается электронным лучом управляемым магнитным или электростатическими полями преобразуется видеосигнал и по радиоканалам передается на приемник где вновь становится изображением. Телевизионные геоизображения значительно различаются по разрешающей способности они уступают фотографическим но их преимущество в оперативной передачи материалов потребителя, они удобны при мониторинговых исследованиях. Телевизионную съемку можно вести в нескольких зонах спектра как в видимом так и в инфракрасном.

Скаекрные геоизображения – это снимки полосы сцены т.е умкнишиные копии реальных объектов получаемые путем поэлементной и построчяной регистрации их собственного или отраженного излучения. Носителям для сканера является летательный аппарат. Съемка ведется постоянно в процессе полета и поэтому местность сканируется в виде непрерывной ленты или полосы. Ширина и разрешение на местности зависит от угла сканирования. Геометрические свойства сканерных геоизображения зависят не только от угла сканирования но и от мгновенного угла фиксации и высоты полета. По качеству она уступает фотографической, однако она обеспечивает получение изображений в узких спектральных диапазонах. Сканирования распространен вид дистанционного зондирования. Сканировая производится поперек движения носителя.

Локационные геоизображения – подразделяются на радиолокационные выполняемые со спутников м самолетов и гидролокационные получаемые при подводной съемки. Бортовые радиолокаторы обеспечивают боковой или. Антенна бокового обзора неподвижна что значительно повышает ее разрешающую способность. Съемка в радиодиапазоне преобладает преимуществами: радиоволны имеют большую длину чем световые, поэтому они проходят через туман и облачность не поглощаясь. Четкость определяется отражательной способностью снимаемого объекта.

Машинографические и дисплейные геоизображения. Это карты или снимки конструируемые с помощью автоматических графопостроителей и дисплеев в векторном или расторном форматах. Автоматические графопостроители представляют собой автоматы для вычерчивания, гравирования, печатанья. Они различаются по конструкции устройству чертежных или печатающих головак точонсти воспроизведения и форматом. На экране дисплеев входящих в состав автоматических картографических систем выводится дисплейные или электронные карты. Для отображения картографической информации на дисплеях необходимы: библиотеки описаний условных знаков и шрифтов которые отыскиваются в файлах графических записей по коду изображаемого объекта. Дисплеи позволяют укрупнять или уменьшать изображения, окрашивать его в разные цвета, поворачивать, приводить в движение.

Цифровые карты – это цифровые записи изображений хранящиеся в памяти ЭВМ и предназначенные для автоматического воспроизведения изображения, преобразовании его и решение различных пространственных и инжненерных задач.

 

Объемные изображения. К ним относятся стереоскопические геоизображения, блоковые геоизображения и голографические геоизображения. Стереоскопические геоизображения – это образные и образнознаковые масштабные пространственные модели зрительно воспроизводящие трехмерность и объемность отображаемых объектов. К ним относятся анаглифические изображения, стереофотограмметрические модели, фотографические и растровые стереомодели. Наиболее известны анаглифические карты и снимки, которые печатаются двумя взаимодополняющими цветами: сине-зеленым и красным, с некоторым параллактическим смещением так, что они образуют стереопару. При бинокулярном рассмотрении через специальные очки фильтры с красными и сине-зелеными стеклами каждый глаз видит лишь свое изображение кажущееся серым. Общие впечатления получаются объемных предметов. Стереофотограмметрические модели создаются по стереопарам перекрывающихся снимков. Стереопарами могут быть соседние снимки сделанные с 2-х точек с частичным перекрытием. Простейший прибор, через который можно наблюдать геоизображения – это стереоскоп. Более сложные приборы позволяют выполнять измерения и рисовать объемные объекты, например рельеф, горизонталями.

Блоковые геоизображения. К этому виду отнесены блок-диаграммы – это плоские трехмерные картографические рисунки, совмещающие перспективные изображения поверхности с продольным и поперечном вертикальными разрезами. Блок-диаграммы создают в проекциях двух основных типов: перспективные и аксонометрические. Перспективные более наглядны, но обладают плохой измеримостью. Аксонометрические позволяют делать измерения. Использование компьютерных технологий позволяет упростить трудоемкие графические построения.

Голографические геоизображения – это интерференционные картины объектов, получаемые путем пространственной регистрации структуры световой волны. Для получения голограммы используют 2 лазерных источника с одинаковыми свойствами. Опорный пучок и отраженный от объекта предметный пучок. Голограмма отличается от фотоснимка тем, что на снимке фиксируется лишь распределение амплитуды, падающей предметной световой волны, а на голограмме регистрируются еще и распределения ее фазы относительно фазы световой волны. Голограмма – это не только более четкое изображение, но она еще позволяет наблюдать блики и тени, т.е. изображение максимально приближенное к внешнему виду реального объекта.

 

Динамические геоизображения. Они получили широкое распространение в настоящее время в связи с изучением динамики геосистем. Показать динами на геоизображениях можно следующим образом:

1) на одной карте с помощью стрелок или лент движения нарастающих знаков, диаграмм, расширяющихся ареалов, изолиний скоростей изменения явлений;

2) показ динамики с помощью серий разновременных карт. ДОПИСАТЬ

3) с помощью карт на которых представлена не сама динамика а результат происшедших изменений.

4)

5) перемещение наблюдателя на картой или снимком или изменение ракурса зрения.

Анимацией или мультипликационный изображения это фильма состоящие из серий тематических и пространственно связанных кадров, отображающих последовательные состояния явлений или процессов.

Кинематографические геоизображения - это фотографические или телевизионные, или сканерные и другие фильмы полученные путем непрерывной регистрации какого-либо процесса или явления и позволяющие проследить его динамику эволюцию, траекторию, изменение во времени и пространстве.

Динамические по размерности делятся:

1) трехмерный x,y,t и x,z,t

2) четырехмерные x,y,z,t

 

Принципы моделирования.

Временные диапазоны

Года

 

Соотношение масштабов геоизображений с пространственным масштабом исследований выглядит для карт: на глобальном уровне используются карты масштаба 1:60000000 – 1:10000000, на континентальном 1:15000000 – 1:1000000, на региональном 1:2500000 – 1:200000, на субрегиональном 1:500000 – 1:50000, на локальном 1:100000 – 1:5000, на фациальном крупнее 1:10000. Для космических снимков аналогичные обобщения приводят к следующим результатом: глобальный уровень 1:100000000 – 1:20000000, континентальный 1:50000000 – 1:5000000, региональный 1:10000000 – 1:1000000, субрегиональный крупнее 1:2000000. На локальном уровне исследования космические снимки не применяются. Отчетлива проявляется закономерность состоящая в том, что на всех уровнях исследований масштаб космических снимком берется меньше, чем масштаб карт причем наименьшее расхождение наблюдается на глобальном уровне, а на последующих различие в масштабах карт и космоснимков возрастает. Иная закономерность характерно для аэроснимков, они не применяются на глобальном уровне и крайне редко на континентальном, в остальных случаях соотношения таковы: региональный уровень 1: 1000000 – 1:20000, субрегиональный 1:50000 – 1:5000, локальный 1:10000 – 1:1000 фациальный 1:5000 и крупнее. Площадной охват для каждого уровня выглядит следующим образом:

1) глобальней 10⁸км²

2) континентальный 10⁷км²

3) региональный 10⁵ – 10⁶км²

4) субрегиональный 10³ – 10⁴км²

5) локальный 100км²

6) фациальный 10-100км²

Опыт применения в науках о Земле свидетельствует, что в территориальном аспекте каждому уровню научного или практического исследования соответствует некоторый оптимальный диапазон масштабов карт и снимков представленный выше. Если совместить графики построенные по отдельности для карт, аэро- и космоснимках то на новом графике очертится довольно обширная элипсообразная область которая называется полям масштабов геоизображений. По горизонтальной оси откладываются площади соответствующие уровням исследования, по вертикальной – масштабы которые применяются на исследованиях этих уровней.

 

Карты и серии карт способны передать динамику и эволюцию явлений за любой мыслимый отрезок времени от нескольких часов (синоптические карты) до геологических эпох (палеогеографические карты). Фонд аэрокосмических снимков характеризуется другим временных. Разновременный позволяют изучать динамику явлений в интервале от нескольких часов до десятилетий. Временные диапазоны:

1) карты – часы – 200 – 350 лет, палеогеографические миллионы лет

2) аэрофотоснимки часы – 80 – 90 лет, космические снимки дни - 10-50 лет

Вводится понятие масштаба времени или временного масштаба например временной масштаб 1:100000 что одно секунда демонстрации фильма соответствует около 2 суток. Разные явления имеют различные характерные интервалы пространства времени, в рамках которых проявляются особенности их структуры и динамики, например для глобальных тектонических процессов это тысяии км²\тысячилетия, для современных геоморфологических сотни км²\столетия, для водных десятки км²\годы.

 

Генерализованность это неотъемлемая свойства всех геоизображений. Сущность в передачи основных типических черт объекта их характерных особенностей и взаимосвязей соответственно масштабу и назначению геоизображения и техническим условиям его получения. В теории геоизображения рассматривают следующие виды генерализации:

1) картографическое

2) дистанционные

3) динамическое

4) автоматическое

Картографическая генерализация это отбор и обобщения информации на картах в соответствии с масштабом карты, тематикой и особенностями картографируемой территории. Картографическая генерализацию проводит исполнитель, поэтому качество зависит от его компетентности в данном вопросе, т.е она имеет субъективный характер.

Дистанционная генерализация характерна для аэро и космичесих снимков когда некоторые объекты ни изображаются не вследствие их малой значимости, а из-за увеличения высоты. В этом случае не читаются отдельные детали однако, проявляются общие закономерности. При увеличении высоты фотографирования проявляются такие структуры, которые не возможно заметить при наличии мелких объектов (линиаменты).

Динамическая генерализация проявляется при увеличении скорости демонстрации телевизионных геоизображений становятся не заметными быстротекущие объекта, зато можно распознать протяженные во времени.

Автоматическая генерализация (логикаматематическая) – отбор информации производится автоматически по заданным в программе условиям.

 

Картографические образы

Камеральное дешифрирование

Прямые признаки

Косвенные признаки

Ландшафтные признаки

В основе получения информации по изображениям лежит метод камерального дешифрирования. Все остальные методы выступают в качестве вспомогательных процессов ориентированных на повышения эффективности и надежности проведения камерального дешифрирования. Его отличительной особенностью является проведения анализа изображений с помощью специальных технических средств в камеральных условиях. Технология дешифрирования предполагает наличие трех составных элементов:

1) сходных данных

2) функционального модуля обработки

3) выходных данных т.е результатов дешифрирования.

На основе ДОПИСАТЬ строятся описания дешифровочных признаков, позволяющих выполнить классификацию и разделения отдельных изображений объектов. В результате выполнения перечисленных процессов формируется база знаний, которая состоит из 2 составных модулей: функционального и информационного.

Информационный модуль содержит данные о прямых и косвенных дешифровочных признаках объектов. Эталонов дешифрирования объектов формируемых по иерархическим уровням. Это информация создается на остнове знаний опытных дешифровщиков и тематических специалистов.

Функциональный модуль содержит алгоритмические решения обеспечивающие ввод, формирования, поиск и выбор информаций об объектах, анализ и оценку веденной и хранимой информации. Критерии разделений сравниваемых признаковых описаний, выводы результатов анализа в форме дешифровочного решения.

Камеральной дешифрирование производится с помощью монокулярных и стереоскопических наблюдаемых систем. При использовании монокулярных систем обеспечивается восприятие плоских объектов, а при использовании стереоскопических обеспечивается восприятия пространственных моделей. Выделение искомых дешифровочных признаков определяется заданной моделью восприятия изображения моделей местности. В общем случае распознавания представляет собой задачу преобразования входной информации в качестве которой рассматриваются некоторые параметры и признаки распознаваемых объектов в выходную представляющую собой заключение о том, к какому классу относится распознаваемый образ.

Дешифрирование может быть автоматизированное или визуальное. Дешифрировать точечные и линейные объекты сложней.

 

Прямыми называют признаки, характеризующие физических свойства самих объектов. К ним относятся геометрические и фотометрические характеристики объекта, тени и структуры изображения. Эти признаки используют для дешифрирования объектов отображаемых на изображениях. К ним относятся растительность, формы рельефа, объекты гидрографии, горные породы, в открытой местности, выходящие на поверхность.

 

Года

Геометрические признаки включают форму и пространственную характеристику объекта, его размеры, детали и структуру. Форма характеризуется внешним контуром объекта. Она является основным прямым признаком объектов искусственного происхождения. По форме объекты различают: площадные, линейные и точечные.

К точечным отнесены объекты изображение которые отображается в масштабе карты или снимка. Такой объект представляется только координатами. К ним относятся: открытые строения, элементы рельефа и растительности, сооружения большого и малого типа, устья скважин.

К линейным объектам относятся такие объекты ширина которых не отображается в масштабе карты или снимка, а метрическое описание их положения представлено последовательностью координат точек. Линейные объекты различают по тону, ширине степени извилистости. Объекты антропогенного происхождения имеют правильную геометрическую форму. Естественного происхождения (элементы гидрографии) имеют извилистость и ширину. К линейным объектам относятся: дорожная сеть, гидрография, трубопроводы, линии связи, стены, заборы, узкие полосы растительности.

Площадные объекты выражаются в масштабе карты или снимка, а их метрическое описание задается последовательность координат точек их замкнутых контуров. Площадные объекты могут иметь правильную и не правильную геометрическую форму. К ним относятся водные поверхности, элементы рельефа и грунтов, места добычи полезных ископаемых (карьеры). Размеры выступают в качестве демаскирующего и дешифровочного признака. В случае наличия объектов одинаковой формы. Знание размеров исходных объектов позволяет определить требования к качестве съемочных систем и разрешению получаемых изображений. Меду размерами объекта на местности и на изображении существует зависимость вида:

 

D=d*M

 

D – один из размеров объекта на местности

d – тот же размер на изображении

М - знаменатель масштаба

 

Детали позволяют представить сложный объект как совокупность простых объектов и на основе их различных свойств и произвести распознавания сложного объекта. Например, ж\д дороги от автомобильных можно отличить по характеру насыпей. Структура поверхности объектов выступает на первый план при дешифрировании естественных элементов местности. Структура классифицируется на основе геометрических оптических генетических свойств объекта. Фотометрические признаки объекта включают тон, цвет и тени. Тон - характеризует степень почернения изображения. Для оценки тона используют 7 балльную шкалу тональности. Этот признак не постоянен и зависит от погоды и времени суток. Желательно большее внимание уделять не самому тону, а контрастам тонов. Цвет является информативным признаком при обработки цветных изображений. Элементы местности отображаются в цветах близких к натуральным. На спектрозональных снимках объекты местности отображаются в условных цветах, что позволяет выделить искомые объекты путем подбора цветов. Тень объекта является хорошим демаскирующим признаком при распознавании объемных объектов небольших объектов. По тени изображения можно судить о форме объекта и его высоте.