Fghbngf. Ыввыаваы

Fghbngf : другие произведения.

Ыввыаваы

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]

Ссылки:

Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками

Оставить комментарий © Copyright Fghbngf (dfmfsd@mail.ru) Размещен: 13/05/2013, изменен: 13/05/2013. 83k. Статистика. Статья: Скачать FB2		Ваша оценка:
Аннотация: ыва

1.Спектральные диапазоны, используемые в дистанционных методах.

Суть дистанционного метода - регистрация всех излучений, исходящих от поверхности Земли. Все излучения, по сути, электромагнитные колебания. Электромагнитный спектр - упорядочение магнитных волн по длинам волн. УФ, видимы диапазон и ИК диапазон - это оптический диапазон.

Спектры:

- 1-390 УФ

- 0,39-0,76 видимый

- ИК

- Радио

Видимый спектр:

Ф 400-450

С 450-480

Г 480-500

З 500-560

Ж 560-590

О 590-620

К 620-760

ИК:

- Ближний 0,76-1,5 мкм

- Средний 1,5-3 мкм

- Дальний (тепловой) 3-1 мм

Радио:

- Микроволновый 1-1000 мм

- СВЧ

Д-н Зона сп-ра Lволн Виды съ-ки t съ-ки Обл. прим.

Микроволновый дм 10-100см Радиолокац.(акт.) люб.tсуток Голог,геобот,геофиз.;лед.разведка;термика вод и З.

см 1-10см Радиолокац.(пас.)

мм 0,1-10см

ИК Далекая ИК зона 3-1000мкм ИК-я (тепловая).Съ-ка сканирующими радиометрами..Лазерная Люб.tсуток Геолог.Исслед.вулк.д-ти и термальных вод.Изучение течений и загрязнений вод..Лед.разведка

Ср. ИК зона 1,3-3мкм

Ближняя ИК зона 0,8-1,3мкм ТВ и фото- ИК съ-ка.Тепловая съ-ка радиометрами ден Изуч.раст-ти суши и вод.

Видимый Оранжево-кр. 590-760нм Фото:ЧБ,цвет.,спектрозональная. ТВ. ден Геогр.,геолог,эколог,картогр.

Зелено-желт. 500-590нм

синий 390-500нм

УФ Ближ 0,32-0,38мкм Фото-ие ч/з кварцевый объектив. ден Геолог.разведка

Ср 0,28-0,32мкм

дальняя Не исп.,т.к. поглощ..земной атм.

2. Виды излучений, используемые в дист методах. Пассивные и активные методы.

Солнечное излучение, достигая З., частично отражается ее поверхностью, а частично поглощается, превращается в тепловую энергию и составляет собственное излучение З. Отраженное изл. регистрируется видимым, ближним и средним ИК. Собственное - в тепловом и микроволновом диапазонах. В СВЧ диапазоне отраженное излучение активно.

Отраженная и излучаемая З. радиация имеет волновую и корпускулярную природу и представляет спектр ЭМ колебаний. Часть спектра от 0,4 до 0,7 мкм воспринимается человеческим зрением - видимая часть спектра.

Среди света, отражаемого поверхностью З., присутствуют лучи с длинами волн короче 0,4 мкм (УФ), и от 0,7 мкм до 3 мкм (ближний ИК).

Более длинноволновая часть спектра, где преобладает собственное излучение З., делится на ИК тепловой- и радиодиапазоны.

ИК тепловой диапазон (0,8-1000мкм) - это излучение земной поверхности в виде тепла, накопленного в рез-те превращения световой энергии в тепловую; большая часть этого излучения поглощается атмосферой.

Радиодиапазон (более 1мм) включает не только собственное излучение З., но и излучение создаваемое искусственным источником.

Поступающее на земную поверхность солнечное излучение проходит ч/з атм., кот. преобразует его. Излучение одних участков спектра ("окна прозрачности") почти беспрепятственно проходит ч/з атм., излучение др. отражается (рассеивается) или поглощается ею.

Пассивный и активный методы в ДЗЗ.

Зондирование - регистрация свойств, не лежащих на поверхности объектов съемки. Фотоэлектронная съемка может быть пассивной и активной. Пассивная съемка заключается в регистрации солнечной радиации, отраженной З. поверхностью или собственного излучения З. объектов. При активной съемке местность облучается источником лучистой энергии, установленном на летательном аппарате; регистрируется отраженный сигнал или вторичное, стимулированное, излучение З. объектов. Обычная фотосъемка носит пассивный х-р. К активной принадлежат съемки с использованием радара, лазера. Пассивный предполагает, что регистрируются те энергопотоки, которые сущ. в природе. Активный предполагает, что мы искусственно формируем зондирующий сигнал. Все излучения должны описываться по 3 характеристикам: интенсивность, спектральный состав, характер распространения в пространстве.

Лазерные съемки - активный вариант работы всех кроме СВЧ диапазона.

3. Спектральные кривые акваторий, облачных и снежных поверхностей.

Суммарное освещение З. = прямая освещённость + рассеянная + создаваемая рефлексами.имеет знач. (При съёмке крут. склонов)

Атмосфера рассеивает свет пылью, вод.паром + молекулами газов = рассеянный свет неба.

---Кринов выделил 4 класса? (полосы поглощения воды - 1,45 . 1,95)

1-обнажения и почвы - гумус+увеличение влажности - понижают. Светлые вещ - повыш.

2-растительный покров - 0,55 - макс в зелёной.0,68 - мин в красной. Ближний инфра - самый макс!.

Факторы влияния:

оптич. свойства листьев, отражающ способность почв(где плохой лес.), почвы - в принципе повышают., Возраст растений - взросл - повышают. , экологич. усл. произрастания, геометрия растений. Видовой состав-берёза больше ели.

3-водный покров - на яркость влияют - глубина, взвеси(плавающ дерьмо,земля.), фитопланктон, донные отложения.

Ближние инфракрасные поглощ поверхн воды. Синий - 50-100 м. Ж - 20, Кр - 10.

4-снежный и облачный покровы

Факторы - наличие воды(дождевые облака, тающий снег),, загрязнённость. - уменьшения.

Спектральная ярк-ть воды падает с возрастанием длины волны солнечного изл-я. Лучи ближ ИК почти полностью поглощаются тонкой пленкой воды, т.е на снимках в этой зоне можно дешифрировать только границы и пов-ть в. о. Инфо о водной тоще м/б получена в видимом уч-ке спектра от 0,4 до 0,7 мкм. Солн. излуч. частично отражается, частично проникает на глубину, где частично поглощается молекулами воды и р-ренными орг.в-вами. Сине-зеленого света проникает на глубину больше чем красного. Поглощение воды селективно: сильно погл красно-оранжевая обл, вменьше - синяя. В воде в большей мере рассеивается коротковолновое излучение. Рассеяние превышает поглощение, которое неравномерно в пространстве.

В объеме светового потока зарегистрированного съем. Аппаратурой, ярк-ть самого в. о. сост. лишь 20%, остальная прих на свет, рассеянный в атм., в водн. толще, отражен. от взвешен частиц и дна. Спектральные х-ки в. о. Зависят от:

• Сод-я минеральных взвешенных частиц

• Погруженной растительности

• Глубины

• Состава донных отложений

Влияние сод-я минеральных взвешенных частиц: возр. ярк-ть в желто-зеленом уч-ке спектра.

Фитопланктон в воде вызывает понижение ярк-ти в синей (4 мкм) и кр 90,64-0,69 мкм) частях спектра (полосы поглощения хлорофилла). А в ближней ИК - повышение ярк-ти .

4. Спектральные характеристики объектов в видимом и ближнем ИК-диапазоне.

Оптические свойства:

1.Яркость - это то кол-во света/энергии, кот. отражает объект в опр. направлении. Я. зависит от самого объекта, его состояния (после дождя или в засушливом состоянии), освещенности (от высоты солнца, экспозиции склона, крутизны склона: при низких высотах Солнца наклонные поверхности получают больше света, нежели горизонтальные), угла визирования. Я.-динамическая х-ка.

Освещенность завис. от высоты С., экспозиции склонов.

2. Коэф. интегральной яркости, r - относительный показатель: отношение яркости данной поверхности В к яркости одинаково с ней освещенной идеальной рассеивающей поверхности В0 (абс.белая, шероховатая матовая пов-ть), отражающий весь падающий на нее свет : r = B/B0

3. Индикатриса (И.) отражения (рассеяния) х-зует пространственно-отражательную спос-ть (ПОС). ПОС - св-во объектов, при кот. отраженное однородными элементами З. поверхности приходящее излучение распределяется в пространстве неодинаково. И. о. бывет 3 видов: ортотропная -отражение идёт равномерно во все стороны, зеркальная (угол падения равен углу отражения), антизеркальная (куда упало - туда и отразилось). И.представляет собой плавную поверхность, огибающую концы пучка векторов отражения.

4. Контраст, К - интервал яркостей ландшафта.

- Относительный - отношение яркостей двух объектов: Ko =B2 / B1= r2 / r1

- Визуальный - отношение разницы яркостных х-к двух объектов и яркости одного из них: K в = (B2 - B1)/B2

5. Интервал контрастности, U - отношение макс на данном участке яркости к мин:

U = B max / B min = r max/ r min

6. Коэф. спектральной яркости, r? - х-ка отражательной способности объектов в ограниченных интервалах длин волн (аналог 2).

Графическое отображение r? - спектральная кривая, кот. определяют в ходе экспериментальных работ - спекторометрирование:

1. лабораторное - выполняют, чтобы опред. спектральное поведение объектов в завис. от состава и состоян.

2. полевое - поведение отд. объектов самого низшего таксономического уровня (изучение сут./ сезон. динамики поведения)

3. воздушное - прир. комплексы высокого уровня

4. космическое - учет влияния атм-ры на сп. Объекта

5.Физические основы дист методов в тепловом ИК-диапазоне.

Тепловой диапазон - обл. собст. теплового пассивного излучения (3 - 1000 мкм). Наиболее употребим в дист. методах 3-30 мкм.

3-5 мкм, 8-12 мкм - окна прозрачности в тепловом диапазоне.

1) Интенсивность излучения сравнивают с эталоном (абс. черное тело - идеал. Излучатель, коэф. излучения =1).

формула стефана больцмана - P(интенс излуч) = E(коф. излуч. конкретн объекта)G(пост физ величина)T4(температура).

Поведение абс. черного тела подчиняется з-ну Планка - макс излучение у нагретых тел смещается в более коротковолновую часть. З-н Планка позволяет предвычислить длину волны ?, на кот. приходится макс излучение(10-12 мкм для З., для Солнца - 0,5). Описывается изотермой Планка (интенсивность зависит от t и ?):

инт.

Зная температуру Земли можно предвычислить на какую длину волны придется максимум изл-я конкретного тела. Все земные изобр-я делятся на серые и селективные излучатели:

T радиационная (определяется излучательной способностью) = ? * T

2 . Коэф. излучения ?: ?

? = М/ М абс

М - интес-ть излучения объекта,

М абс - абс. черное тело, при одинаковом нагреве

По поведению ? все излучатели делятся на:

• серые - имеют пост. ?, нет спектра; спектральная кривая подобна изотерме Планка (можно судить только о нагреве тела, а что за тело неизвестно)

• селективные (горные породы) - имеют непост. ?; по виду можно судить об объекте

6.Влияние атмосферы на проходящее излучение.

Атм. - наиб. сильно действующий географический фактор, сказывающийся на изменении проходящего через неё излучения. Облачность блокирует оптический диапазон полностью, но даже безоблачная атм. - полупрозрачная среда. Степень влияния так же зависит от состояния атмосферы (темп и тд)

3 основных направления влияния:

1) рассеяние:

• молекулярное - на молекулах газа; подчиняется з-ну Рэлея, по кот. интенсивность рассеяния частицами, размеры которых меньше длины световой волны, обратно пропорциональна четвертой степени длины волны ( ?4) , т.е. в наибольшей степени рассеивается Ф, С и Г свет. => уменьшение интенсивности проходящего излучения; создает дополнительную яркость.

• аэрозольное - на взвешенных частицах.; не подчиняется з-ну, зависит от количества частиц, их размера и цвета.

Скопление более крупных молекул и частиц аэрозоля создают ахроматичный рассеянный свет. Дымка - свечение слоя атм., находящегося между объектом и наблюдателем (съемочной системой), вызванное рассеянием света на флуктуационных неоднородностях газов и на тв. частицах. Она ослабляет световой поток, регистрируемый приемником излучения; создает дополнительное свечение, что приводит к понижению контраста на снимках.

2) поглощение - зависит от поглощения парами воды, СО2, О3. В ИК области поглощение самое высокое. Для волн радиодиапазона атм. полностью прозрачна. О2 и О3 поглащ все, что меньше 0,3 мкм.

Поглотительная функция - это не всегда плохо, на этом основано изучение вод. пара, СО2.

Суммарное действие поглощения и рассеяния выражается через коэф прозрачности, который определяет ту часть излучения, которую атмосфера пропускает,

для наших широт 0,74 - треть не пропускает.

3 )преломление (рефракция ) -изменение направления проходящего излучения.

1-влияние облачности - проходят радиоволны более 2 см.

2-атмосферная рефракция(искревления) - в разный слоях атмосферы измен. коеф преломления. погрешность учитывается при точный фотометрический измерениях.

3- ослебление излучнения в атмосфере(поглощение и рассеяние) - характеризует коеф прозрачности атмосферы = 0,74 в РФ. Поглощается водяным паром О3 СО2, приводит к свечению(воздушная дымка), применяют светофильтры, отсекающие фиолет. и синие лучи.

4-спектральная прозрачность - коеф прозрачности атмосферы (для ультрафиолета - не прозрачная атмосфера). Окна прозрачности - коеф прозрачности приближается к единице. Окна прозрачности 0.3 - 1.3 мкм, 3-5, 8-14.

С дециметров волны проходят безпрепятственно.(радио, СВЧ)

5- влияние на оптич хар-ки объектов - яркость объекта Ba* = яркость объекта на поверхности В*3Умножить на коеф прозрачности Т* + яркость воздушной дымкиВд*. Контрасты могут уменьшится в 3-5 раз. И разрешение до 2-х раз.

6- Прониктовение солн. излуч в воду. - инфракр - поглощается, вода ослабляет яркость контраст и чёткость объектов. Интенсивность падает, спектральный состав меняется.

7. Полевое дешифрирование.

Полевое дешифрирование заключается в сопоставлении изображения на снимках (фотоплане, фотосхеме) с местностью, в результате чего опознаются объекты и определяются их свойства.

Подготовительный этап при полевом дешифрировании включает в себя:

1) Определение масштабов снимков;

2) В некоторых случаях нужно уточнить ориентировку каждого снимка;

3) Нужно спроектировать маршруты полевого обследования и выбрать снимки для создания эталонного дешифрирования. Маршруты должны охватывать все участки с разным рисунком и по ландшафтам, учитываются места, вызывающие затруднения.

4) Условия проходимости местности и существование дорожной сети

Полевое дешифрирование может быть:

- наземным

- аэровизуальным

- подспутниковое наблюдение

Наземное п.д.

В процессе наземного дешифрирования исполнитель выполняет 3 операции:

1) Определение точки стояния. Исключительно важно определение начальной точки маршрута. Нужно начинать с четкой контурной точки. При открытой местности нужно отобразить 500 м влево и вправо, а при закрытой местности - 300 м;

2) Опознавание объектов и их обозначение на снимке;

3) Нанесение объектов, не изобразившихся на снимке из-за своих малых размеров или появившихся после выполнения съемки.

Очень важно создать надежный эталон, очень надежные прямые и косвенные признаки дешифрирования. Все взаимные связи разных элементов ландшафта входят в создание эталонов.

Аэровизуальное дешифрирование

С появлением космических снимков объемы этих работ возросли. Космические снимки - большая обзорность (до 2000 км)

В случае местности с мелкими контурами, то рекомендуемая высота порядка 300 м.

Если местность с крупными контурами, тогда высота полета может быть поднята до 700-800 метров.

Подспутниковые наблюдения

Наблюдения возникли при разработке методики дешифрирования космических снимков. То есть синхронные работы наземные, воздушные (самолетные), орбитальные.

8. Спектральные характеристики горных пород и почв. См.вопрос 3

Спектральная кривая - это графическое выражение коэф. спектральной яркости (х-ка отражательной способности объектов в ограниченных интервалах длин волн).

У г. п. отражательная способность в видимой части спектра растет с увеличением длины волны. Отражательная сп-ть г. п. - стабильна.

Спектральная яркость г. п. зависит от оптических св-в входящих в их состав минералов и химических элементов; от их дисперсности и влажности. Но поверхность г. п. в природе всегда не чистая, она покрыта корками, выцветами, налетами, спектры отражения кот. сущ-но отличаются от х-к исходной породы. Ех при хим выветривании пород с. к. приобретают макс в оранжево-красной зоне.

Отличительная особ-ть почв заключается в различиях в интегральной яркости при малых колебаниях по спектру. Наим ярк-ю обладают черноземы, наиб - сильнооподзоленные суглинистые почвы. В целом почвы малоселективны, т.е отражаемое ими излучение мало изменяется по спектру. Отражательная сп-ть сухих почв х-зуется плавным нарастанием яркости с увеличением длины волны в интервале от 0,4 до 1,6-2,0 мкм и постепенным уменьшением до 2,5 мкм. Кривые спектральной яркости влажных почв имеют прогибы в зонах поглощения солнечного излучения водой при ? = 1,45 мкм и ? = 1,95 мкм.

На отражение солн света почвами влияют три осн группы в-в:

• светлоокрашенные соединения (карбиды, соед Si кремний и Al), отражающие излучение равномерно, но значительно;

• темно гумусовые в-ва, отражающие свет слабо и равномерно;

• соединения Fe, кот обуславливают селективность, неравномерное отражение, почвами солнечного излуч-я.

Влияние сод-я кремнезема: с увеличением оподзоленности почв растет ее яркость.

Различия содержания гумуса влияет слабо на спектральные х-ки почв, но изменяют интегральную яркость. При малом значении содержания гумуса зависимость коэф интегральной яркости почв - линейная, далее параболическая. Поэтому опр-ть сод-е гумуса с точностью до 0,5% можно по ярк-ти почвы, если оно не превышает 8-10%; при более высоком содержании гумуса различия в яркости не улавливаются.

Увеличение сод-я железистых соед-ий отражается как резкое увеличение яркости в оранжевой зоне спектра и четко выраженный макс в красной.

Влияние влажности существенно влияет на регистрируемую яркость: у влажных в 2 раза ниже (потому что они тёмные), чем у сухих, а вблиз ИК до 3 раз. Особенно у светлых почв.

Влияние гранулометрического состава: с уменьшением размера частиц коэф ярк-ти возрастает экспоненциально. Яркость почв зависит от макроструктуры поверхности. С укрупнением комьев увеличивается суммарная площадь затененных участков, возрастает неравномерность пространственного отражения.

9. Спектральные характеристики растительности. См.вопрос 3

Растительность обладает наибольшей спектральной селективностью. Отражательные св-ва р. п. опр-ся след. факторами:

• оптическим св-вами зеленых листьев;

• геометрией растений;

• отражательной сп-ю поверхности почвы, если р. п. не сплошной;

• структурой р. п., т.е. х-ром пространственного распределения растений.

Лучистая энергия в основном поглощается, 2-3% - отражается. Степень отражения зависит от воскового слоя листа, т.е. от вида растения.

Общ з-номерность с. к. зеленых растений в оптическом диапазоне они имеют два мин - в синем (0,45-0,47 мкм) и кр. (0,68-0,69 мкм) и два макс - в зеленом (0,54 - 0,58) и ближнем ИК (0, - 1,3) участках.

70-90% солн. лучей синего и кр. уч-в спектра поглощается пигментами листьев растений (хлорофилл); к зеленой зоне приурочен макс отражения.

На 0,7-0,8 мкм - резкий подъем кривой, х-зующий отражательную способность листьев. В ближ ИК обл листья отраж 40-50% и поглощ не менее 5 % падающего излучения. Высокое отр в данной обл ("ик плато") объясняется многократным отражением света внутри полостей листа.

Отражательная способность здоровых растений в области более 1,3 мкм связана обратной зависимостью с сод-ем воды в листьях: чем оно больше, тем ниже яркость. Две полосы падения ярк-ти - 1,45 и 1,95 мкм.

Коэф спектр ярк-ти различны в разные периоды вегетации. В процессе развития происходит накопление хлорофилла=> понижение ярк-ти.

При старении или увядании листьев сод-е хлорофилла падает, а ярк-ть повышается в видимой части спектра, в ближ. ИК - наоборот. На оптич. св-ва листьев также влияют стрессы: недостаток питательных в-в, засоленность почв, болезни => сниж хлорофилла, кроны деревьев имеют более низкую ярк-ть (на 40 - 60%), чем отдел листья.

Геометрия растений х-зует расположение отд-х рассеивающих эл-в и сущ-но влияет на их отражательные св-ва. Происходит многократное отражение и пропускание света слоями листьев - увеличение отр-ой сп-ти в ИК обл. Max отр-я (70 - 80%) - при восьми слоях листьев.

Значение ориентации листьев (гориз, верт или наклоненная) значительно.

Все вышеизлож отн к отд раст или листьям, в природе преобладают р. п., для кот важны след факторы:

• Почвенный покров

• Структура р. п.

• Направление падающего излучения и наблюдения.

Влияние отражательной сп-ти поверхности почвы проявляется, когда просветы м/у р. п. и почвой меньше разрешающей сп-ти съемочной системы. В таком случаи ярк-ти раст и почвы интегрируются. Влияние почвы заметно в кр зоне спектра и проявл. в более высокой ярк-ти системы "поча - раст-ть".

Структура р. п. определяется чередованием в нем отд-х рассеивающих и погл-х эл-ов: листьев растений отд-х ярусов, наземного покрова и становится одним из гл. факторов, обусл. его отражат.св-ва. Точного описания влияния стр-ры р. п. нет, т.к. она очень сложная и разная.

10. Основы автоматизации дешифрирования. Способы параллелепипедов и минимального расстояния.

Совокупность значений яркости снимка, на которых основано распознавание объектов - это пространство спектральных признаков. Каждый пиксел в этом пространстве представлен точкой, коорд которой определяют значение уровня яркости и следовательно - положение в пространстве. Класссиф-ация объектов предполагает разделение пространства признаков на замкнутые области (классы) с определенными значениями признаков. Отнесение пикселов к классам зависит от принятого правила классиф - контролируемая (с обучением) или неконтролируемая (без обучения).

Неконтрол - разделение всех пикселов изображения на группы (кластеры). Критерием отнесения пикселов к кластерам служит схожесть спектральных характеристик. Дешифрировщик должен определить соответствия выделенных кластеров классам земн поверхности, кот выполняется с использ доп информации. Задачу кластеризации реализуют различные алгоритмы.

Контролир - заключ в отнесении каждого из пикселов снимка к определенному классу объектов на местности, которому соответствует некоторая область в пространстве признаков.

Способ минимального расстояния - один их методов контролир классификации применяется, когда классы объектов хорошо детерминированы в пространстве. Смысл метода заключается в отнесении пиксела к тому эталонному классу, евклидово расстояние до центра которого в пространстве признаков минимально. Типичные пикселы каждого класса используются для вычисления средних значений, характеризующих каждый класс. Для каждого пиксела вычисляются расстояния до центров классов (средних значений яркости), затем ему присваивают название класса, расстояние до которого минимально.

Способ параллелепипедов - основан на подходе, который учитывает вариации признаков и допускает отнесение пикселов к чужим классам. Он заключается в отнесении пикселов изображения к эталонным классам. Интервалы значений яркости эталонных характеристик классов в пространстве признаков определяют замкнутую область, которая принимает форму параллелепипеда. Пиксел относится к тому классу объектов, в параллелепипед которого он попадает со своим значением яркости.

11.Камеральное дешифрирование.

Заключается в распознавании объектов на снимках в лабораторных условиях, путём сопоставления изображения с имеющимися эталонами и знаниями дешифровщика. Отличительная особенность подготовительного этапа при камеральном дешифрировании- должное внимание к сбору дополнит материалов, от этого зависит качество результатов дешифрирования. Высокие требования предъявляются при камеральном дешифрировании качеству съемочных материалов (детальность, контрастность). Процесс дешифрирования начинается с просмотра снимков по принципу перехода от общего к частному (сначала общий просмотр, потом с увеличением). Дешифровщик проводит анализ от крупных объектов к мелким. Порядок дешифрирования зависит от поставленной задачи, характера местности, масштаба снимков. Чаще распознавание снимка начинается с физиономичных объектов (наилучшим образом читаемых). Принцип эталонного дешифрирования является основным при камеральном дешифрировании. Камеральное дешифрирование по эталонам выполняется способом географич интерполяцией (используется когда существует постеп плавные переход свойств объектов) и экстраполяцией (заключается в распространении установленных в одном месте свойств объектов на др учатки с аналогич изображением на снимках). При камеральном дешифрировании космических снимков наряду с аэрофотоснимками используются крупномасштабные карты (напр: при дешифр породного состава лесов - планы лесоустройства). Чем полнее и точнее представлены на эталоне изучаемые объекты и их свойства, тем достовернее результаты камерального дешифрирования.

12.Основные свойства приемников излучения.

было:

1) Спектральный диапазон работы

2) Разрешающая способность (для обычных фото) - возможность отдельно изображать мелкие смежные объекты. Важно её проявление в пространственном разрешении - min вел-на объекта на местности. Зависит не только от разрешающей способности+форма объекта+его яркостный контраст с окр. фоном.

Число белых и чёрных штихов на 1 мм. измеряется в мм-1ст.

для цифровых снимков - в точках на дюйм.

3) Общая чувствительность - возможность приемника передавать яркостные контрасты (градиенты). Количественная мера светочувствительности, определяемая экспериментально при стандартизированных условиях экспонирования белым светом фотоматериала и его последующей обработки. Измеряется по получаемой оптической плотности фотоматериала, или, для электронных устройств, по величине выходного сигнала устройства. Также называется интегральной или фотографической чувствительностью. Для краткости именно общая светочувствительность обычно называется светочувствительностью или чувствительностью фотоматериала.

4) Спектральная чувствительность - количественная мера, измеренная при экспонировании монохроматическим светом определённой длины волны. Также это наименование применяется к графику зависимости спектральной чувствительности от длины волны (или частоты) электромагнитного излучения. Чувствительность большинства плёнок не является строго равномерной по всему диапазону видимого света с резким обрывом на границе.

5) Радиометрическое разрешение - число уровней яркости (8бит - 256 цв)

6) тепловое разрешение - регистрируемая разность температур.

7) временное разрешение- интервал времени между снимками.

8) пространственное разрешение - для фотоснимков это наименьшая ширина на местности линейного протяженного объекта, воспроизводимого снимком. У цифр снимков - размер пикселя на местности.

9) георгафическое разрешение - воспроизводимость на снимках репрезентативных объектов

13. Методы регистрации излучения.

См ФОТО коспекта.

из инета:

1. По материалам регистрации:

- Аналоговые - строится непосредственно в момент съемки

- Цифровые - регистрируется яркостные характеристики в кодированном (цифровом) виде.

2. По спектральным х-кам:

- Интегральная регистрация в широком спектральном диапазоне, н-р, видимый.

- В первом избранном спектральном канале

- Биспектральная регистрация одновременно в двух спектральных каналах

- Многозональная регистрация

- Синхронная регистрация неск-х спектральных каналов (видимый. ИК)

- Гиперспектральная регистрация - числ каналов до нескольких сотен

Целью могут быть как количественные характеристики, так и изображения где зафиксированы качественные характеристики - яркостные контрасты.

Цифровой снимок - попиксельная матрица яркостных координат, цифровой снимок - дискретное изображение

При работе фотографических съемочных систем популярны интегральные и спектрозональные панхроматические изображения.

Панхроматические - предполагают регистрацию в следующем спектральном диапазоне, разрешение макс. 0,5 м.

Зональные - одновремен. синхрон. регистр-я в них узких спектральных зон.

Панхроматический - лучшее простр-е разрешение

Спектразональное изобр. - цветовая градация

по конспекту + книга:

1)фотохимическая - фото на плёнку

1.1 - чб фото - фотографич слой. серебро. светочувствительная плёнка. кол-во метал серебра определ степень почернения слоя. (оптическую плотность).Характеристическая кривая.

разреш способность с помощью миры.

1.2. -цветовые фотоматериалы - Ж, КР, Г цвета. 3-слойное строение фотогматериала. Спектрозональные плёнки(преднамеренно искажённые цвета)

2)Электрич. регистрация

2.1.-фотолектрич приёмники (электровакуумный фотоэлектронный умножитель, полупроводниковый фотоэлемент, ПЗС приёмник)

2.2-термолектрич приёмники - булометр, терморезистор

2.3 - антенны

14. Пространственное и спектральное разрешение.см.вопрос 12

Разрешение - количественные показатели, характеризующие изобразительное качество снимков, их детальность.

Разрешение определяет возможности использования снимков для решения определенного круга задач. В аэрокосмическом зондировании наибольшее распространение получили два показателя: разрешающая способность и пространственное разрешение.

Для характеристики детальности аерокосм. Снимков предложено несколько показателей:

- пространственное разрешение

- разрешающая способность (R) - число белых и чёрных штришков на 1мм снимка

Фотоснимки:

Географу важно заранее знать размер на местности того минимального реального объекта, который изобразится на снимке. Т.е. нужен др. показатель - разрешение.

Под пространственным разрешением обычно понимают минимальную линейную величину изображающихся на снимке деталей местности.

Для фотографических снимков в качестве такого показателя принимают линейное разрешение (Lr), т. е. наименьшую ширину на местности линейного протяженного объекта, еще воспроизводимого конкретным снимком. Под пространственным разрешением цифровых снимков понимают размер на местности минимального элемента изображения - пиксела. Космические снимки варьируют по разрешению от низкого, измеряемого километрами, до очень высокого, субметрового.

Lr=lkM= M/2Rсм

М - знаменатель масштаба фотографич. снимка

Кроме количественных, для оценки снимков предложен также качественный показатель - географическое разрешение, которое характеризует воспроизводимость на снимках определенных (репрезентативных) объектов.

Для цифровых снимков:

Пространственное разрешение - размер пиксела на местности.PIX

PIX - наименьший элемент цифрового изображения, внутри которого отдельные объекты не различаются. Lr = v2PIX

Помимо пр. разрешения, характеризующего детальность изображения на снимке, различают и радиометрическое разр.(число уровней яркости, которое делится на зарегистриров. излучение)

Спектральное разрешение определяется шириной спектральных зон съемки при многозональной и гиперспектральной съемке и измеряется в нанометрах или микрометрах. Наиболее низкое спектральное разрешение в сотни нанометров имеют панхроматические снимки, а наиболее высокое, до 10 нанометров - гиперспектральные.

Тепловое разрешение характеризуется величиной разности температур различных объектов, которые удается зарегистрировать тепловым снимком. У лучших снимков оно составляет десятые градуса.

Иногда понятие разрешение, т.н. временное разрешение применяют для характеристики периодичности повторных аэрокосмических съемок, осуществляемых для мониторинга изменяющихся объектов.

Повышение спектрального разрешения позволяет подробнее классифицировать объекты, например, на основе знаний о пологах поглощения воды, кхлорофилла, газов в атмосфере.

15. Эталоны полевого дешифрирования.

Сочетание полевого и камерального дешифрирования организуется в виде эталонного дешифрирования. Эталон- образец дешифрирования, созданный на отдельном снимке из многих, покрывающих территорию исследования или картографирования.

Способ заключается в том, что в поле с большой полнотой и детальностью дешифрируются отдельные снимки, или группы снимков, на типичных для данной территории ключевых участках. Затем эти снимки, становясь эталоном, используются при камеральном дешифрировании. Эталоны сопровождаются описаниями. Существует два подхода к содержанию эталонов. 1-под эталоном подразумевается эталон признаков. На нём выделяются независимо от величины все участки, которые отличаются друг от друга характером изображения. Предполагается, что полученные эталоны будут осмысляться и использоваться в камералке специалистами. Эталон прямых признаков указывает, каким образом признак связан с сущностью объекта дешифрирования. Удобен при массовых работах, так как исключает разнобой в результатах дешифрирования. 2 способ - эталон содержания. Эталонные снимки полностью дешифрируются в принятой системе картогр условных знаков. Получается графическая схема дешифрирования- предкарта. Эти эталоны создаются специалистами.

Способ эталонирования находит применение как рабочий прием, с другой стороны, как способ систематизации признаков, а в конечном счете, как способ описания и изучения г.о.З. или её частей. Эталонирование применяется в топографическом картографировании. Снимки для эталонов выбираются из всей их массы, покрывающей картографируемую территорию и дешифр в поле, затем в камералке, опираясь на полевые образцы, дешифрир все остальные снимки. Эталоны составляются и используются, в общем массиве снимков, полностью входя в аэрофототопографическую технологию. Эталонирование, как способ систематизации признаков используется, при работе со снимками всех масштабов.

В одном случае классифицируем изображение по форме (яма,гора), в др-по содержанию(лес, вода). Это обуславливает многообразие создаваемых эталонов. Выделив по формальным признакам тоновые и контурные структуры и текстуры, получим эталон прямых признаков, если определим объекты по их реальному содержанию, получим целевой эталон.

Эталонирование сейчас стало рассматриваться, как способ описание какой-либо территории, хранения инфо о ней, а массивы эталонов- как банки инфо о состоянии объектов съемки на определенное время и дату.

16.Аэросъемка: производство, получаемые материалы. Геометрические свойства аэроснимков.

Аэросъемка

Из всех съемок наиболее распространенной является аэрофотографическая съемка. В зависимости от направления оптической оси аэрофотоаппарата различают плановую и перспективную аэрофотосъемку.

--При плановой (вертикальной) аэрофотосъемке оптическую ось аэрофотоаппарата приводят в отвесное положение, при котором снимок горизонтален. Однако в процессе полета по прямолиней-ному маршруту аэросъемочный самолет периодически испытыва-ет отклонения, которые характеризуют углами тангажа, крена и сноса (рыскания). Из-за колебаний самолета аэрофотоаппарат также наклоняется и разворачивается. Принято к плановым относить снимки, имеющие угол наклона не более 3№.

--При перспективной аэрофотосъемке оптическую ось аэрофото-аппарата устанавливают под определенным углом к вертикали. По сравнению с плановым перспективный снимок захватывает боль-шую площадь, а изображение получается в более привычном для человека ракурсе. По характеру покрытия местности снимками аэрофотосъемку делят на одномаршрутную и многомаршрутную.

--Одномаршрутная аэрофотосъемка применяется при исследо-ваниях речных долин, прибрежной полосы, при дорожных изыс-каниях и т.д. Выборочную маршрутную аэрофотосъемку характер-ных объектов географ может выполнять самостоятельно, сочетая ее с аэровизуальными наблюдениями. Для этих целей удобно ис-пользовать ручной аэрофотоаппарат или цифровую фотокамеру.

--Наибольшее производственное применение, прежде всего для топографических съемок, получила многомаршрутная (площадная) аэрофотосъемка, при которой снимаемый участок сплошь покрывается серией параллельных прямолинейных аэросъемочных мар-шрутов, прокладываемых обычно с запада на восток. В маршруте на каждом следующем снимке получается часть местности, изоб-раженной на предыдущем снимке. Аэрофотоснимки, получаемые с продольным перекрытием, образуют стереоскопические пары.

Продольное перекрытие, выражаемое в процентах, устанавливается в зависимости от назначения аэрофотосъемки различным - от 10 до 80 % при среднем значении 60 %. Аэрофотосъемочные маршру-ты прокладывают так, чтобы снимки соседних маршрутов имели поперечное перекрытие.

Обычно поперечное перекрытие составля-ет 30 %. Перекрытие снимков позволяет объединить разрозненные аэроснимки в единый массив, целостно отображающий заснятую территорию.

Учитывают наличие снеж-ного покрова, смену фенофаз развития растительности, состоя-ние сельскохозяйственных угодий, режим водных объектов, влаж-ность грунтов и т.д. Обычно аэрофотосъемку выполняют в лет-ние безоблачные дни, в околополуденное время, но в некоторых случаях, например для изучения почв, лесов, предпочтение отда-ют поздневесенним или раннеосенним съемкам. Съемка плоско-равнинной местности при низком положении Солнца в утрен-ние или вечерние часы позволяет получить наиболее выразитель-ные аэроснимки, на которых микрорельеф подчеркивается про-зрачными тенями. Однако освещенность земной поверхности дол-жна быть достаточной для аэрофотографических съемок с ко-роткими экспонирующими выдержками. Поэтому съемку при вы-соте Солнца менее 20№ обычно не производят. По завершении летно-съемочных работ оценивается качество полученных мате-риалов: определяется фотографическое качество аэронегативов (величина коэффициента контрастности, максимальная плот-ность, плотность вуали), проверяется прямолинейность съемоч-ных маршрутов, контролируется продольное и поперечное перекрытие и др.

ЛАЗЕРНО-ЛОКАЦИОННАЯ

Выполняется лазерным локатором в ближнем и ИК диапазоне - излучает луч, сталкивается с З и возвращается обратно. По времени прохождения луча вычисляется расстояние. Используют GPS, непрерывно отмечают координаты. ИК излучения - имеют большую проникающую способность до 4-5 откликов. проходит через деревья, дома и т.п. 100000 импульсов в секунду. Угол обзора +/- 25 градусов. НО плотность сканирования зависит ещё и от скорости и высоты полёта. Не используется для спутников.

Изображение кадрового снимка, построенное объективом на плоскости, представляет собою центральную проекцию. Наклон снимка. Рельеф местности маленькое искажение. Кривизна Земли.

Геометрия сканерного снимка, полученного оптико-электрон-ным сканером с линейкой ПЗС (ПЗС-снимка), более проста, чем полученного оптико-механиче-ским сканером. Его проекция вдоль полета ортогональна, а вдоль строки, как и у кадрового снимка, является центральной. Таким образом, масштаб вдоль строки идеального ПЗС-снимка, как и у кадрового, не зависит от угла визирования и одинаков в центре и на краю снимка.

Геометрические свойства снимков, полученных другими типа-ми сканеров, несколько отличаются от рассмотренных. Однако, поскольку формирование любого сканерного изображения проис-ходит не мгновенно, а в течение некоторого времени, на геомет-рию сканерного снимка влияет больше факторов, чем на геомет-рию кадрового снимка. Например, это неизбежные углы тангажа, крена, рыскания самолета, летящего по аэросъемочному марш-руту, а при космической съемке - вращение Земли, вследствие которого прямоугольный участок земной поверхности (одна сто-рона которого параллельна линии полета) изобразится на ска-нерном снимке деформированным параллелограммом.

Геометрические свойства радиолокационного снимка. (выполняется вбок) Снимок, получаемый радиолокатором бокового обзора, по своей геомет-рии отличается от фотографического и сканерного. В направлении полета проекцию радиолокационного снимка, как и сканерного, можно считать ортогональной. Особенности геометрии радиоло-кационного снимка в направлении, перпендикулярном линии полета, т.е. вдоль строки (с которой совмещена ось у снимка) поясняет рис. 3.39. Рассмотрим отображение на радиолокацион-ном снимке горизонтальной местности, на которой выделены точки: А -в ближнем плане полосы обзора, /0 - в среднем и В - в дальнем плане. Допустим, что в точке /0 находится вертикаль-ный объект П0 высотой h. основой для построения ра-диолокационного изображения вдоль строки служат измеряемые наклонные дальности.

17. Измерение высот по стереомоделям.

Измерение высот по стереомоделям = измерение высот объектов по разницам параллаксов. Оно основано на использовании зависимости между величиной смещения точек изображения на стереоскопической паре снимков и превышениями между этими точками.

Параллакс - относительное смещение соответствующих точек изображения при смешении по координатным меткам снимков образующих стереопару. Он равен базису фотографирования выраженному в масштабе снимка. Одиночный снимок - координаты X и Y, а стереоскопическая пара - X,Y,Z. На самом деле параллакс очень маленький(ну хз хз, вроде так).

18. Орбиты ресурсных и картографических спутников.

Картограф ИСЗ - предназначены для определения местоположения объектов. Из-за высокого уровня точности функции картографического и навигационного ИСЗ стали совпадать.

"транзит" (США),"цикада" (РФ), GPS, ГЛОНАСС. GPS включает 24 спутника, вращающиеся вокруг планеты таким образом, что в любом пункте земли одновременно наблюдается 4 ИСЗ.

Ресурсные спутники - используются для всестороннего изучения земли для исследований природных ресурсов земли, запускаются ИСЗ, работающие в автом режиме и пилотируемые корабли и станции. Разработка и запуск ресурсных ИСЗ новых конструкций происходит во многих странах Россия, США, Япония, Индия, Бразилия. Основное направление в совершенствовании систем- увеличение числа регистрируемых зон спектра и особенно повышение разрешающей способности съемочных систем.

Материалы съемок с этих спутников должны обеспечивать прогнозирование ветрового волнения, регистрировать процессы циркуляции вод в морях и океанах, наблюдать за течениями, предсказывать возникновение и развитие штормов, регистрировать температуру поверхностных вод, оценивать условия рыболовства, следить за состоянием окруж среды, особенно за загрязнением вод нефтью.

Спутники по высотам:

- геосинхронные (36-40 тыс. км.).

- картографические, ресурсные (180-240 км; 400-600 км).

- метеорологические 900-1200 км).

ресурсные - 600-900, картографические - 900 - 1400.

Орбиты: - круговые (предпочтительнее, т.к. сохр высота полёта),

- эллиптические.

Восходящий узел орбиты - точка перехода спутника из Южного полуш-я в Северное.

Нисходящий - из северного в южное.

Параметры орбит: - высота (Н)

- наклонение (i) - угол между плоскостью орбиты и плоскостью экватора (от восходящего узла против часовой стрелки), определяет зону видимости спутника.

0; 180 - экваториальное наклонение, 90 - полярное, 0-90 - наклонная прямая орбита, 90-180 - наклонная обратная орбита.

Период обращения - время за которое спутник делает один виток вокруг Земли.

Если 24 ч, и Н = 36-40 тыс. км. - то спутник зависнет над одной точкой и обращается синхронно - геостационарный периодический спутник. Недостаток - нет полного покрытия.

Квазистационарный спутник - делает не полное количество витков за сутки. Полное покрытие.

Для получения яркостных характеристик необходимо снимать под одним углом к Солнцу.

Орбита меняется на 1 градус каждые сутки - причина эллипсоид вращения. Вводят поправки - солнечносинхронная орбита.

Орбита должна быть: - квазигеостационарной - обеспечивать полное покрытие.

-приполярной - почти полный охват

- солнечносинхронной - сохранение постоянными условий освещения.

19.Виды аэрокосмических съемок. См. Вопрос 16!

20.Оптико-электронные съемочные системы.

1) Цифровые камеры (кадровая съемочная система) - вместо светочувствит. слоев лежит ПЗС матрица (формир. буд-ий pxl ); Съёмка в определённых спектральных зонах, быстрая передача информации.

2) Сканеры - строчные съемочные системы, формир. изобр. постепенно. Принцип - послед. прослежив. узких полос местности, ориентированных по направлению полета.(описание см.ниже)

Сканеры: оптико-механические и оптико-электронные

Полоса обзора характеризуется углом обзора сканера.

Мгновенный (телесный) угол обзора - ??

Угол обзора 5-50№ (у сканеров). Мгновенный угол обзора опр-т будущ. пространственное разрешение, при малых углах (5№) - лучшее простр-е разрешение.

Необходимость оперативной передачи материалов съёмки из космоса привела к интенсивному развитию оптико-электронных, сканерных съёмочных систем. Принцип сканерной съёмки заключается в поэлементном считывании вдоль узкой полосы отражённого земной поверхностью излучения, а развёртка изображения идёт за счёт движения носителя, поэтому оно применяется непрерывно. Основное отличие снимков полученных сканирующими съёмочными системами, от фотографических - их дискретный характер. Благодаря ему и записи в виде электрического сигнала сканерные снимки имеют преимущество перед фотографическими при автоматизированной обработке с применением компьютеров. Сканерная съёмка чаще выполняется в многозональном варианте. Большинство сканеров работающих в оптическом диапазоне как отечественных так и зарубежных, имеют три одинаковых канала 0,5-0,6 мкм, 0,6 - 0,7 мкм, 0,8 - 1,1 мкм. К ним в разных контракциях добавляются каналы в других участках спектра. В последние годы появилась тенденция создания гиперспектральных съёмочных систем ведущих съёмку более чем в 10 каналах.

Вар-ты сканеров с.с.:

1.поперечные

2.линейные

3.продольные

Оптико-электронные сканеры - фиксируют сразу всю строку.

Чувствительные элементы: ПЗС - линейки, ПЗС - матрицы.

Фиксир. изл-е в стд. спектрал. зонах.

Сканеры малого разрешения МСУ-М (многозональн. сканерное устройство мал. Разрешения)

Ещё МСУ-С (сред. раз-ние), МСУ-Э (выс. раз-ние)

МСУ-М > 1 км, МСУ-С - сотни метров, МСУ-Э - сотни, десятки метров.

Гиперспектральные сканеры - число каналов может исчисляться десятками и сотнями.

21. Геометрические прямые признаки дешифрирования. Форма, размер, тень

Форма, размер, тень - прямые геометрически признаки дешифрирования.

Форма - очень устойчивая, мало меняющиеся даже с изменением масштаба. Иногда форма искажается: если снимки получены короткофокусными аппаратами, то на краях изображения форма может искажаться, если объект находится на склоне. Форма используется для выделения антропогенных объектов (геометрические очертания), искл. в вулканич. областях; термокарстовые озера.

Для космических снимков искажение формы мало характерно.

Размер. Абсолютными размерами пользуются редко, обычно используют относительные размеры объектов. Так, в сельском населенном пункте из двух рядом расположенных строений больший размер имеет дом, меньший - подсобные помещения, сараи.

Тень. Дешифровочный признак, позволяющий судить о пространственной форме объектов на снимке.

- падающая тень в большей степени определяет вертикальную протяженность, силуэт объекта.

- собственная тень позволяет судить о поверхности объектов, имеющих объемную форму.

Если существующую резкость разделить между освещенной частью и затемненной, то объект имеет угловатую форму.

Падающая тень - по ней можно судить о высоте объектов (это возможно сделать в случае, если тень падает на ровную поверхность).

Существенную роль играет тень как дешифровочный признак рельефа. По выраженности границы тени определяют профиль водораздельных поверхностей, бровок эрозийных форм, гребней форм эолового рельефа, по размеру протяженности - относительную высоту или длину форм рельефа.

Значение тени как дешифровочного признака велико на крупномасштабных снимках

22. Яркостные прямые признаки дешифрирования.фототон, уровень яркости, цвет, спектральный образ.

Основано на спектральных особенностях объектов (яркостных характеристиках).

Выделяют:

- фототон (тон)

Фототоном принято называть оптическую плотность изображения на черно-белых фотоотпечатках при визуальном анализе. Является функцией интегральной или зональной яркости объектов.

- аналог. ч/б

- сканерные ПЗС в виде фотоотпечатка

- цвет

Используется при работе с увеличенными снимками, спектрозональными и синтезированными снимками. Если идет работа с цифровым снимком, то оценивается уровень яркости (зональный, панхроматический снимок). В случае работы с многозональным цифровым снимком, то оценивается спектральный образ.

- уровень яркости - закодированная интегральная или зональная яркость на цифровых снимках

- спектральный образ объекта

Набор тонов (яркостей) изображения объекта на серии зональных снимков. Спектральная кривая - обобщенная характеристика отражения или излучения объекта какого-либо класса. Спектральный образ представляет собой характеристику объекта, зафиксированная в определенное время и при конкретном состоянии объекта.

23. Двумерное пространство спектральных признаков.См. 22вопрос!

Совокупность значений яркости многозонального снимка может быть представлена как пространство спектральных признаков, размерность которого определяется числом съемочных зон (двумерное, трехмерное, n-мерное). Каждый пиксел в этом пространстве представлен точкой с координатами, равными значениям уровней яркости в зонах. Двумерное пространство спектральных признаков показывает соотношение яркостей одного и того же пикселя в двух выбранных спектральных каналах.

Спектральные признаки не постоянны, но широко используются.

24.Виды дешифрирования: визуальное, автоматизированное, общегеографическое (топографическое), тематическое, индикационное.

1) Общегеографическое - при создании топографических карт различного масштаба. Вед. роль -(геометрические, яркостные, структурные) прямые признаки.

2) тематическое (разл. тематики) существенно возрастает роль косвенных признаков (прямые признаки других объектов - индикаторы). Если они становятся преобладающими дешифрирование -> индикационное

3) индикационное дешифрирование может выполняться по какому - либо частному индикатору. Если привлекаются многие взаимозависимости различных компонентов ландшафтов - ландшафтное дешифрирование.

3 группы индикаторов:

-объектов, не изобразившихся на снимках (напр: гос. граница)

-скрытых свойств объектов (напр: специализация насел пункта)

-движения или изменений (напр: ориентировка песчаных дюн показ направление ветра)

В качестве частных индикаторов выступают рельеф и растительность. Растительность выступает в качестве индикатора в припочвенном дешифрировании.

Камеральное дешифрирование:

1)Визуальное

Оно осуществляется либо по снимкам, либо непосредственно на экране компьютера. Основные принципы визуального дешифрирования:

- человек очень легко оценивает пространственную взаимосвязь между объектами;

- человек работает в комплексе с прямыми и косвенными признаками;

Минус данного вида дешифрирования: долговременная работа, субъективность

2) Автоматизированное

Основано на анализе пикселей.

Особенности автоматизированного дешифрирования:

- скорость выполнения работы;

- возможность использовать различные математические процедуры и операции яркостными компонентами пикселей;

- объективный результат (достоверность 60-80 %).

Точные количественные оценки, детальный анализ яркостных различий.

Минусы: определение формы объектов в плане программными средствами не решается.

25.Косвенные признаки дешифрирования.(индикаторы:объектов, св-ва объектов, движения или изменения)

Косвенные признаки дешифрирования:

Используются для дешифрирования тех объектов, которые непосредственного прямого отображения не имеют. В качестве косвенных признаков обычно используются прямые признаки других объектов.

объектов - река подходит дорога, значит мост!

пятна - колодцы потому что скот топчет.

Свойства объектов - аэроснимок - если длинные здание - то скорее всего скот и т.п.

Движ или изменен - эоловые формы рельефа - пески лягли - показывают направл ветров.

26.Многозональная съемка.

Многозональная съёмка - тип изображений, получаемых в результате регистрации одного и того же кадра (н-р поверхности З. или др. планеты) в разных участках эл/магнитного спектра (н-р ИК и ВД (видимой) обл).

Применение данного метода основано на том, что спектральная характеристика (т.е. отражательная способность) различных элементов земных л-ов разл., и получив несколько изобр. в разл. участках спектра, можно идентифицировать объекты (н-р становятся хорошо различимы различные виды суши, растит. и водных пов-ей).

Многозональная съемка обычно вы-полняется одновременно в 3 - 7 узких спектральных зонах види-мого и инфракрасного диапазона и иногда сочетается со съемкой в панхроматической зоне для получения снимков наиболее высо-кого пространственного разрешения. Сканеры с ПЗС-матрицами позволяют увеличить число спектральных зон до нескольких со-тен (гиперспектральная съемка).

Обычно многозональная съемка выполняется в 4 -6 зонах видимого и ближнего инфракрасного диапазона от 0,4 (0,5) до 0,8 (1,1) мкм при ширине зон 0,1 мкм (100 нм). Таковы наибо-лее широко распространенные снимки MSS/Landsat,, МСУ-М, МСУ-СК, МСУ-Э/Ресурс-О. В ближней инфракрасной зоне ширина спектральных каналов многозональных снимков уве-личивается до 0,2 - 0,3 мкм (например, 0,8-1,1 мкм у MSS; 1,55 - 1,75 у ТМ/Landsat), но остается меньшей, чем у панхроматиче-ских снимков. Для многозональных фотографических снимков ха-рактерны более узкие, чем для сканерных, спектральные зоны, например у снимков камерой МКФ-6 их ширина 40 нм в види-мом и 60 нм в ближнем инфракрасном диапазоне.

Таким образом, при переходе к многозональной съемке в ви-димом и ближнем инфракрасном диапазоне (когда пространствен-ное разрешение несколько уменьшается) спектральное разреше-ние снимков повышается, однако в ближней инфракрасной зоне остается несколько более низким, чем в видимой.

Съемку в тепловом инфракрасном диапазоне обычно выполняют в зоне 10,4-12,5 мкм,

27. Физические основы дистанционных методов в радиодиапазоне.

В радиодиапазоне (1мм-10 м) фиксируется как собственное излучение З, так и отраженное з. поверхностью излучение, создаваемое радиолокационной станцией.

Проникающая способность - проникновение через облака и под поверхность Земли (начин. с 1-2 см, а с 5 см - абс. беспрепятственно).

Интенсивность излучения - зависит от электрофизических свойств объекта:

- диэлектрической постоянной (проницаемость).

- шероховатости - наиболее сильное влияние здесь.

Радиояркостная температура = радиояркость. Она фиксируется в наиболее коротковолновом участке диапазона (1мм-1м).

Тя=Е*Т, Е- коэф-т излучения.

Тя 0,4-0,9 - у водной поверхности и растительного покрова,

0,8 - горные породы и почвы.

Коэфф. зависит от электорофиз свойств объекта, характера поверхности (шероховатость повышается = коэфф. повышается), длины волны и угол наблюдение.

Диэлектрическая проницаемость - показывает на сколько ослабляется излучение при прохождении через ту или иную среду. У большинства сред - до 20, у водн. среды - около 80 (сильно ослабл. изл-е), Пространственное разрешение микроволновых снимков очень низкое - 10-20 км.

Коэф-т и диаграмма обратной направленности (аналоги коэф отражения и индикатрисы) - гладкие пов-ти отражаются зеркально, шероховат. Могут отражать диффузно или антизеркально.

Мелкие объекты лучше фиксир при работе на коротких волнах (3 и 5см), крупные объекты - длин. волны (22 и 75см). Работают при разных поляризациях - св-во волн распространятся в одной плоскости. Подобные поляризации - в одной плоскости.

Поперечная поляризация - 1 пол-ция в горизонт. пл-ти, др.-в вертик. пл-ти.

Для гладких поверхностей - подобная пол-ция. Для шероховатых пов-тей - поперечная пол-ция.

В последнее время - полный поляритич. режим - круговая пол-ция (много плоскостей).

При пол-ции всегда максимальное излучение, от тех объектов, чья плоскость параллельна пл-ти пол-ции.

28.Основные съемочные системы, их классификация.

1. По виду работ:

• Пассивные

• Активные

2. По способу работ (по спектральному диапазону):

Оптические:

- Фотографические (аэро-(АФА), космо-(КФА) фотоаппарат). Фотоаппараты - это кадровые системы. Основные показатели фотоап. явл. фокусное расстояние (f, мм) от центра проектирования до плоскости, в кот стремится изображение. Для АФА f=70(короткофокусные/микроугольные); 100 (среднефокусные); 200/300 (длиннофокусные/узкоугольные). Чем короче фокус, тем больше искажение на снимке. Предпочтительнее дальнефокусные снимки. Преимущественно короткофокусные позволяют выделить форму рельефа с небольшими различиями, или на малых участках.

- Оптико-электронные системы. (Цифр.кадровый фотоаппарат, оптикомеханич сканер, оптико электронный сканер)

Основные функции оптической системы - формирование пространственного распределения яркостей.

Кадровые:

А) телевизионные: изображение на экране фотолучевой трубки.

Б) Цифровые: изо-е в центральной проекции строится на ПЗС-матрице, обеспечивая лучшее пространственное разрешение, чем фотоприемники.

В) Мозаичные (оптико-мех. Сканеры). Сканирование осущ-ся качающимся зеркалом поперек маршрута, ширина полосы, увиденной зеркалом, зависит от угла обзора (от 3 до 5 градусов)

Строчные. Вместо зеркальных - оптико-эл сканеры с ПЗС-линейкой, где строка формируется сразу. Имеют хорошее разрешение, возможность оперативного получения информации. Регистрируя яркости в цифровом виде, обеспечивают автоматизированную обработку результатов съемки. Но при этом дорогие и технически уязвимые.

В микроволновом диапазоне используются микроволн радиометры - сканирующие и несканир-е. Все сканирующие съемочные системы рад по пространствен разрешению на:

МСУ-М - многоканальное сканир устройство в неск-ко отдаленных спектральных каналах

МСУ-С - ...среднего разрешения (примерно 1004 м)

МСУ-Э - высокое разр (экспериментальные) - от 1 до 100м

-Радиотехнические. Приёмником явл антенна, это пассивная с.сист. Радиолокатор бок.обзора-это строчн сист. Полоса обзора формируется от угла отклонен. (20-60*). Диаграмма направления зависит от величины антенны.

3. По способу формирования изображения:

• Кадровые. Все изоброжение строится в один момент по принципу центрального проектирования. Кажд точка местности попадает на этот кадр и строится лучом пректирования. Имеют хорошие геометрические свойства - простые зависимости между коорд. на местности и коорд. изображения. По материалам кадровых систем созд. подавляющее большинство картогр-х материалов.

• Мозаичные. Каждый кадр строится из отдельных строк, а каждая строка из отд-х элементов.

• Строчные. Каждый кадр строится из отдельных строк, постепенно наращивая изобр.

29.Фотографические съемочные системы.

Кадровые фотоаппараты - снимки 18х18 и 30х30. Линзовые объективы. Фокусные расстояния 35-1000мм. Угол поля зрения фотоап. 40-140град. Плёнка выравнив в плоскость при фотографир. Снимок строго центральная проекция. Есть главная точка - оптическая ось камеры. Многозональные типы камеры(многие диапазоны).

Плюсы - это центр проекция и высокая геометрич точность.

Понорамные фотоаппараты - поперёк направления полёта - широкую полосу местности.Плёнка расположена на циллиндрич поверхности. Съемка через экспанирующую щель. Снимок по геометрич свойствам уступает кадровому. И обычно истользуется для визуального дешефрирования.

Щелевые фотоаппараты - экспанирующая щель, перематывается рулонная фотоплёнка со скоростью движения изображения местности. Делают стереоскопические снимки. Способ предложен Семёновым. Результат - рулон плёнки. Проблема спутник высоко - а рулон спускать надо! - поэтому сейчас электронная.

30. Съемочные системы в радиодиапазоне

В радиодиапазоне проведятся съемки как пассивными средствами (микроволновая съемка), так и активными - радиолокационными системами. двусторонняя съёмка по бокам.

Радиолокационная съёмка(СВЧ диапазон) традиционная

Радиолокационная съемка - метод получения информации о местоположении и свойствах объектов и характеристиках поверхности при помощи радиоволн, испускаемых и принимаемых антеннами, установленными на летательных аппаратах.

Радиолокационная съемка обеспечивает получение изображений земной поверхности и объектов, расположенных на ней, независимо от погодных условий, в дневное и ночное время благодаря принципу активной радиолокации: отправление зондирующих сигналов излучающей антенной и прием отраженных сигналов с последующим преобразованием их в изображения или извлечением информации о разности фаз посланного и отраженного сигнала.

Съёмочная система - радиолокатор бокового обзора

Чувствительна: к шероховатости, влажности, рельефу.

(Всепогодна, не боится облачности)

Используется в океанологии геологии

Радиолокационная съемка Земли ведется в нескольких участках диапазона длин волн (1 см - 1 м) или частот (40 ГГц- 300 МГц ). Характер изображения местности на радиолокационном снимке зависит от соотношения между длиной волны и размерами неровностей местности: поверхность может быть в разной степени шероховатой или гладкой, что проявляется в интенсивности обратного сигнала и, соответственно, яркости соответствующего участка на снимке.

Пассивная съёмка- Сканирующий радиометр. Для пассивной съёмки в микроволновом диапазоне используются радиометры, у которых сканирующая поперёк движения носителя колеблющаяся антенна размещена в параболическом рефлекторе. В др. варианте сканирование местности осуществляется за счёт вращения летящего спутника. Космические микроволновые радиометры позволяют получать радиотепловые снимки с невысоким (в несколько километров) пространственным разрешением, которое тем лучше, чем длиннее реальная антенна.

31.Фотографические приемники излучения см. вопрос 29!!

Приемники, работающие на светочувствительном принципе - фотоприемники. У них хорошее пространственное разрешение (наилучшее). Недостаток - спектральный диапазон (ВД и самое начало ближнего ИК).

Степень потемнения негатива - это оптическая плотность. Яркость опред-т степень потемнения. Эту плотность можно определить, этим занимается фотометрия.

Фотографические приемники обеспечивают:

1) ч/б изображения

2) цветные

3) спектро-зональные

Цветные пленки: Синий, зеленый, красный.

Спектрозональные пленки - нет синего чувствительного слоя, вместо него ввод слоя чувствительного к инфракрасным лучам. Спектрозональн. пленки - сложноцветная передача. При сложноцветной передачи число цветовых оттенков возрастает по сравнению с цвет. снимками.

32. Структурные прямые признаки дешифрирования.(Текстура, Структура,Рисунок)

Рисунок изображения - представляет сочетание изображений объектов и их частей определенной формы, размера и тона (цвета), дополняя его новым свойством - пространственным распределением элементов изображения, их размещением, повторяемостью. Этот признак является очень устойчивым. Исключения составляют космически снимки, при большой разнице обзорности. К этому признаку относят:

1) Текстура - сочетание элементов изображения на низшем уровне, воспринимаемых как различия в фототоне (или яркости на экране) неопределенной формы.

2) Структура изображения - более крупный элемент на снимке, у которых распознается форма и размер.(напр: лесные насаждения , насел пункты)

3) Рисунок - несколько разных структур, формирующих довольно устойчивые сочетания, типичные для определённых объектов. В рисунке отражаются природные особенности территории и пространственные взаимоотношения объектов антропогенного происхождения. Очень часто рисунок определяется рельефом.

33.Прямые признаки дешифрирования.см.вопрос.Љ21,22,32.

Дешифрирование - это обнаружение, опознавание, истолкование объектов, запечатленных на изображениях и установление связей и зависимости между изображенными объектами "раскрытие содержания снимка".

Признаки дешифрирования:

- Прямые (те свойства объектов, которые непосредственно запечатлены на снимках);

- Косвенные.

Все прямые признаки делятся на:

- признаки геометрические (форма, размер, тень);

- признаки яркостные (основано на спектральных особенностях объектов (яркостных характеристиках));

- признаки структурные.(Текстура, Структура,Рисунок).

34.Индексные изображения.

Так называемые индексные изображения, в которых яркость каждого пиксела определяют на основе индексов, кратко рассмотренных в гл. 2, создают для дешифрирования одного типа объектов или его характеристики. Принцип расчета индексных изображений обус-ловлен тем, что при изучении объектов по многозональным сним-кам часто важны не абсолютные значения, а характерные соотно-шения между значениями яркости объекта в спектральных зонах. Индексные изображения получают путем простых преобразова-ний снимков на основе арифметических операций со значениями яркости в различных спектральных зонах (их сложения, вычита-ния, деления, умножения).

Вегетационные индексы основаны на отношениях значений яркости в спектральных зонах, наиболее информативных для ха-рактеристики растительности. Обычно используют характерный пе-репад между яркостями растительности в красной и ближней ин-фракрасной зонах. Чтобы понять принцип работы индексов, об-ратимся к двумерному пространству этих спектральных призна-ков. В нем значения яркости растительности образуют характер-ную область, напоминающую треугольник (рис. 3.20). С увеличе-нием фитомассы и сомкнутости растительности значения ее яр-кости растут в ближней инфракрасной зоне и падают в красной. Разные виды растительности в различном состоянии будут зани-мать соответствующие части треугольной области, а изменение характеристик растений при смене фенологических фаз отобра-зится в ней характерной траекторией - временным образом рас-тительности (см. рис. 2.8, б). Ниже области растительности ярко-сти участков почвы без растительности формируют на графике

При индексном изображении каждый пиксел получает новую яркость, которая вычисляется при использовании математических операций с исходными яркостями. Основаны на отношении значений яркости двух зональных изображений при работе с многозональными снимками и вычитании - при анализе двух разновременных.

Широко распространены преобразования изображений, основанные на различиях яркости природных объектов в видимой и ближней инфракрасной частях спектра. Их результаты дают эффект при дешифрировании зеленой, вегетирующей растительности, отделении её изображения от других объектов, в первую очередь от почвенного покрова и водной поверхности. Отношение значений яркости в двух спектральных зонах: Vi=Bкр/Вик, где Вкр - яркость в красной зоне, Вик - яркость в инфракрасной зоне. Это отношение позволяет исключить или существенно уменьшить влияние неравномерности освещенности склонов разной экспозиции при дешифрировании растительности.

Другой вид - вегетационный индекс - NDVI. Представляет собой нормированную разность уровней яркости на снимках в ближней инфракрасной и красной съемочных зонах: NDVI=(Вик-Вкр)/(Вик+Вкр). Этот показатель используется для определения состояния посевов с\х культур, изучения распределения фитопланктона в Мировом океане пр. Известны другие более сложные методы. Существуют индексы для глинистых минералов; минералов с окисями и закисями железа и пр.

35.Радиотехнические съемочные системы.см.вопрос30

заключается в зондировании земной поверхности радиосигналом. На борту носителя - самолета или спутќника устанавливается радиолокатор - активный микроволновый датчик, способный передавать и принимать поляризованные радиоќволны в заданном диапазоне частот. Развертка сигнала производится по принципу сканера, т.е. переход от одной строки к другой идет за счет перемещения носителя. Количество энергии, возвращенной на антенну локатора, называется "обратным рассеянием". Каждый pxl радиолокационного снимка показывает суммарный коэффициќент отражения данного участка поверхности, или мощность возвраќтившегося к антенне сигнала. Значения яркости pxlа могут быть преобразованы в удельную эффективную поверхность рассеяния (УЭПР) - величину, использующуюся в различных физических моделях отраженных радиоволн. Высокая яркость pxlа означает, что большая часть сигнала вернулась к антенне, низкая - наоборот.

Отличительная особенность радиолокационных изображений - наличие так, называемого, спектр-шума.

По типу конструкции различают радиолокационные системы бокового обзора (РЛС БО) и с синтезированием апертуры антенќны (РСА), обеспечивающие получение снимков с разным проќстранственным разрешением. В первом случае из космоса могут быть получены снимки с разрешением порядка 1-2 км, во втором 10- 25 м. В последнее время на космических носителях работают только системы с синтезированием апертуры. Высокое разрешение достиќгается за счет излучения когерентного сигнала короткими импульќсами. Излучаемый радиосигнал может иметь разную частоту и поќляризацию, поэтому в результате съемки можно получать набор из нескольких снимков, что повышает дешифрируемость объектов земной поверхности. Пользователю радиолокационные снимки могут быть предоставлены в цифровом виде или как изображение на фотопленке.

В последние годы появились и приобретают все большее значеќние видеосъемка и съемка цифровыми камерами, основанные на исќпользовании волоконной оптики.

36.Прямые и косвенные признаки дешифрирования. см вопросы 33, 25

Признаки дешифрирования:

- Прямые (те свойства объектов, которые непосредственно запечатлены на снимках);

- Косвенные.

Все прямые признаки делятся на:

- признаки геометрические (форма, размер, тень);

- признаки яркостные (основано на спектральных особенностях объектов (яркостных характеристиках));

- признаки структурные.

Косвенные признаки дешифрирования:

Взаимообусловленность объектов:

- косвенные признаки объектов;

- косвенные свойства объектов

Разные функцион. зоны территории города.

- косвенные различии динамических явлений (признаков)

К примеру определение направления течения реки по наличию заводи, острова, сужения реки.

37. Тепловая съемка.

Это вид аэрокосмической съемки.

Регистрация собственного излучения в данном ИК диапазоне, в окнах прозрачности 3-5, 8-12 мкм.

Пространственное разрешение - от 60 до 600 м

Варианты тепловых съемок:

1) Регистрация радиоизлучения t* для оценки физич. t* - изучение t* облаков и t* акваторий.

2) Спектрально-энергетическая съемка - регистрация спектральных кривых в дальнем ИК диапазоне.

3) Непосредственно тепловая съемка - работа с получением снимка.

Тепловое поле является источником информации (облачные покровы и акватории, различные геотермальные области - как тепл., так и холодные, зоны вулканизма, различные проблемы гидрогеологии). Также различают утечки тепла, тепловое загрязнение территории (сброс промышленных вод).

Стала популярна работа в многозональном режиме.

Тепловая съемка нередко выполняется теми же ска-нирующими радиометрами, что и съемка в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, дополненными тепловыми каналами. Пространственное разрешение тепловых снимков, передаваемых с метеоспутников, такое же, как и снимков в видимом диапазо-не, - 1 км, температурные различия регистрируются с точнос-тью 0,1 - 0,2 №С. При значительном охвате 2-3 тыс. км и большом угле сканирования для них характерны те же геометрические ис-кажения, что и для сканерных снимков в видимом диапазоне. С ресурсных спутников передают тепловые снимки более высокого пространственного разрешения, достигающего 60 м при охвате 180 км. Тепловые снимки поступают и в многозональном варианте съемки, а также при гиперспектральной съемке в узких зонах теплового диапазона.

38. Фотографические съемки.см вопрос 29.

При фотографическом способе снимки получаются с помощью системы объектив - фотоплёнка. Распространено фотографирование на ч/б, цветную, и цветную спектрозональную плёнки. Эмульсия ч/б аэрофотоплёнок может быть очувствлена к разным участкам видимой области спектра. Цветная негативная фотоплёнка имеет не один, а три светочувствительных слоя, что позволяет после позитивного процесса (печати на бумагу или позитивную плёнку) получить правильную цветопередачу. Спектральные плёнки имеют 2, а чаще 3 светочувствительных слоя. В последнем случае один из слоёв чувствителен к ближнему ИК участку спектра. Наш глаз не воспринимает такое излучение => введение этого слоя приводит к искажённой цветопередаче на спектрозональных снимках (растит. - красная или сиреневая). Многозональная фотографическая съёмка обеспечивает исп-ие ч/б плёнки, обычно изопанхроматической и светофильтров, раздел световой поток на отдельные участки спектра. Для съёмки в ближней ИК части спектра используется инфрахроматическая плёнка. Т. обр., многозональный фотографический снимок представляет собой серию из нескольких ч/б снимков. Преимущество фотографического с.с. является возможность получения снимка с очень высоким разрешением, высокими геометрическими и фотометрическими св-ми. Кроме того, фотографические плёнки - экономичный способ хранения info.

39. Синтезированные изображения.

Синтезирование цветных изображений на экране компьютера осуществляется аддитивным способом: смешивается свет от зе-леного, синего и красного элементов-люминофоров, который включает каждый пиксел экрана. Для обозначения этого способа цветовоспроизведения принято употреблять английскую аббре-виатуру RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий). Сущность объектов целесообразно определять по снимкам с нату-ральной цветопередачей, а разделение объектов и их оконтури-вание выполнять по снимкам с преднамеренно ложной цветопе-редачей (табл. 3.1). Например, широко применяется синтез с ок-рашиванием изображения, полученного в зеленой зоне спектра, синим цветом, в красной - зеленым, а в ближней инфракрас-ной - красным. В этом случае растительность изображается крас-ным цветом, обнаженные поверхности - серо-голубым, водные поверхности - синим (цв. вкл. I, 10). Если же окрасить эти зоны в другом порядке, можно получить другие варианты цветового синтеза.

Доп:

Синтезирование изображений - наиболее широко применяемый вид цифровой обработки снимков. Рассматривается как переход к новой координате каждого пиксела. Применяется система RGB (red, green, blue), согласно которой любое изображение на цветном экране формируется из трех основных цветов. Координаты пиксела задаются: C=a1R+a2G+a3B (R,G,B - цвета, которые будут приданы каждому пикселу в определенной пропорции). Расстояние от начала координат определяет интенсивность каждого цвета. Черный цвет соответствует значениям цветовых координат, равным нулю, а белый - 255. Линия, соединяющая черный и белый цвета, все точки которой имеют равные значения трех координат, характеризует интенсивность серого цвета. Наиболее часто для синтезирования используются зоны 0,5-0,6; 0,6-0,7 и 0,8 - 1,1 мкм или аналогичные им, которым присваивают соответственно синий, зеленый, кранный цвета. Растительность на изображении имеет красные тона, что объясняется её высокой яркостью в ближней инфракрасной зоне спектра. Если присвоить инфракрасной зоне зеленые цвета, мы получим цветопередачу близкую к натуральной. Синтезировать можно не только зональные снимки, но и разновременные, изображения с разным пространственным разрешением.

40. Яркостные прямые признаки дешифрирования. см вопрос 22