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%.