Виды аэрофотосъемки и их особенности

В настоящее время наряду с топографическими картами для изучения местности и ориентирования на ней широко используются фотоснимки, получаемые путем фотографирования местности с самолета или какого-либо другого летательного аппарата. Такие изображения местности называются аэрофотоснимками или сокращенно аэроснимками. Процесс фотографирования земной поверхности с самолзта называется аэрофотосъемкой или воздушным фотографированием.

Промежуток времени от начала фотографирования местности до получения аэроснимков обычно сравнительно небольшой, поэтому по аэроснимкам можно получить более свежие и достоверные данные о местности, чем по топографической карте. Преимущество аэроснимка по сравнению с картой заключается еще и в том, что на нем получается подробное изображение всего, что имелось на местности в момент фотографирования, включая и временно находящиеся на ней различные предметы (объекты). Если сфотографировать местность, на которой происходят боевые действия войск, то по полученному аэроснимку можно обнаружить места расположения и сосредоточения войск и боевой техники, начертание траншей и противотанковых рвов, огневые позиции артиллерии и многие другие данные о противнике, необходимые для принятия решения при организации и ведении боя. Таким образом, аэроснимки являются одним из средств разведки.

Виды аэроснимков. В момент фотографирования земной поверхности фотоаппарат может занимать отвесное или наклонное положение, в зависимости от этого различают два вида аэрофотосъемки-плановую и перспективную. Фотографирование местности при отвесном (вертикальном) положении аэрофотоаппарата называется плановой съемкой (рис. 109), а аэроснимки, полученные при такой съемке,-плановыми. Если же в момент фотографирования аппарат находится в наклонном положении, то такая съемка называется перспективной (рис. 110), а полученные аэроснимки-перспективными. На перспективных аэроснимках изображается местность, расположенная в момент фотографирования впереди самолета или в стороне от него. Поэтому местные предметы на них изображаются так, как видны в натуре. При этом изображениа местных предметов на переднем плане аэроснимка будет более крупным, чем на дальнем плане.

Достоинством перспективных аэроснимков является то, что по ним легко опознать изображенные местные предметы, особенно расположенные на переднем плане, и получить общее представление о сфотографированной местности. Однако детально изучить местность по перспективным аэроснимкам нельзя, так как часть сфотографированной местности на них не просматривается - она закрыта предметами, расположенными на переднем плане. Например, на рис. 111 видна только часть реки, а дальше, за поворотом, она закрыта населенным пунктом. Не видны будут также предметы, расположенные за возвышенностями, дороги в лесу и т. д. Кроме того, масштаб перспективного аэроснимка в различных его частях разный: на переднем плане масштаб крупнее, чем на дальнем, поэтому производить измерения по такому аэроснимку сложно.

Практически в войсках, особенно при решении задач командирами подразделений, чаще используются плановые аэроснимки (рис. 112), на которых все местные предметы изображаются так, как они видны сверху. При этом если на аэроснимке сфотографирована относительно ровная местность, то размеры местных предметов, независимо от того, в какой части аэроснимка они расположены, уменьшаются при изображении на аэроснимке примерно в одинаковое число раз, т. е. масштаб такого снимка практически одинаков на всей его площади. На плановых аэроснимках в отличие от перспективных можно рассмотреть весь участок сфотографированной местности. Они позволяют изучить местность с большой подробностью и производить необходимые измерения практически так же, как на карте. Однако опознавание местных предметов на плановом аэроснимке затруднено тем, что изображение предметов получается в непривычном виде. Поэтому, чтобы изучать местность по плановым аэроснимкам, надо знать отличительные признаки предметов, а также уметь определять масштаб аэроснимка и производить по нему измерения.

Масштаб планового аэроснимка. Масштабом аэроснимка, как и карты, называется отношение, показывающее, во сколько раз изображение линейных отрезков местности на аэроснимке меньше этих же отрезков на местности. Он может быть определен одним из следующих способов.

Непосредственным измерением длин отрезков на местности и аэроснимке. Для этого необходимо измерить на местности по прямой линии расстояние между двумя местными предметами, которые четко опознаются на аэроснимке (перекрестки дорог, мосты на дороге, перекрестки улиц в населенном пункте, просеки в лесу и т. п.).

Измерив расстояние между этими же предметами на аэроснимке и разделив его на измеренную длину линии на местности, получим масштаб аэроснимка. Например, расстояние, измеренное на местности, равно 600 м, на аэроснимке этот отрезок равен 12 см. Разделив 12 см на 60000 см, получим масштаб аэроснимка 1:5000, т. е. 1 см на аэроснимке соответствует 50 м на местности.

По карте масштаб аэроснимка определяется в такой последовательности (рис. 113):

Находят на аэроснимке и на карте две общие точки: перекресток дорог и угол огорода 2 на северо-восточной окраине Демидове;

Измеряют расстояние между указанными точками на аэроснимке (6 см);

Измеряют расстояние между этими же точками на карте и, пользуясь масштабом карты, определяют, чему оно равно на местности (расстояние на карте масштаба 1:25 000 равно 5,6 см, следовательно, расстояние на местности будет равно 1300 м);

Делят расстояние на аэроснимке (6 см) на расстояние, полученное по карте (1300 м или 130000 см), и получают масштаб аэроснимка 1:21 666.

По известному размеру предмета. Допустим, что на аэроснимке четко опознано изображение моста. Длина моста на снимке равна 2 мм, а указанная на карте-14 м. Следовательно, масштаб аэроснимка будет равен 2:14000= 1:7 000.

Измерение. " ний по плановому аэроснимку практически не отличается от измерения расстояний по карте (см. разд. 3.2). Трудности заключаются лишь в том, что аэроснимок может иметь необычный по сравнению с картой масштаб (например, 1:7540, 1:20600 и т. п.), что вызывает необходимость каждый раз вычислять расстояния. Для удобства измерения расстояний строят линейный масштаб для данного аэроснимка по тем же правилам, что и для линейного масштаба шагов (см. разд. 7.1).

Виды аэрофотосъемки отличаются один от другого по ряду признаков. Фотографирование земной поверхности с самолета может происходить при различных положениях главной оптической оси камеры аэрофотоаппарата. В зависимости от пространственного ее положения, различают следующие виды аэрофотосъемки: горизонтальную, плановую и наклонную (перспективную). Под горизонтальной подразумевается такая аэрофотосъемка, при которой главная оптическая ось аэрофотоаппарата занимает отвесное положение (б=0), плоскость негатива - строго горизонтальна. Если в момент фотографирования главная оптическая ось камеры аэрофотоаппарата отклоняется от отвесной линии в среднем на 1,0-1,5°, но не более 3,0-5,0°, то такая аэрофотосъемка называется плановой. Фотографирование же с самолета при наклонном положении главной оптической оси аэрофотоаппарата от отвесной линии на углы более 10° называется наклонной, или перспективной аэрофотосъемкой. В том случае, когда на аэрофотосъемке изображается естественный горизонт, аэрофотосъемка будет перспективной с горизонтом. Кроме того, может быть еще планово-перспективная аэрофотосъемка, сущность которой заключается в том, что при полете по одному и тому же маршруту с помощью специальных аэрофотоаппаратов одновременно производятся плановые и перспективные аэрофотоснимки. В зависимости от характера покрытия местности аэрофотоснимками аэрофотосъемка разделяется на ординарную, маршрутную и сплошную. Ординарная аэрофотосъемка представляет собой фотографирование отдельных объектов местности (например, гари, ветровала, склада древесины, участка леса, сплава и др.) одиночными или парными снимками, связанными между собой перекрытиями. Маршрутной аэрофотосъемкой называется воздушное фотографирование с самолета полосы местности по определенному маршруту. В зависимости от объекта, подлежащего аэрофотосъемке, маршруты полетов могут быть прямолинейными (ряд кварталов леса) или криволинейными (вдоль русла реки). При такой аэрофотосъемке между снимками в маршруте осуществляется перекрытие, достигающее 56-60%; оно называется продольным перекрытием. Маршрутная аэрофотосъемка применяется для лесотранспортных, водно-мелиоративных и других работ, проводимых в пределах узкой полосы местности. Производится она путем проложения ряда прямолинейных и параллельных между собой маршрутов, взаимно перекрывающихся. При данном виде аэрофотосъемки, помимо продольных перекрытий между снимками в маршрутах, должно быть соблюдено и заданное перекрытие между снимками соседних маршрутов полета, называемое поперечным перекрытием; обычно оно не превышает 30-40%. По методу последующей фотограмметрической обработки аэроснимков и изготовления конечной продукции различают три вида аэрофотосъемки:

• 1. Контурную аэрофотосъемку, в результате которой получается только контурный план местности.
• 2. Комбинированную аэрофотосъемку, при которой топографический план местности создается путем использование материалов аэрофотосъемки, а рельеф изображается на нем горизонталями и условными знаками в результате полевых наземных топографо- геодезических работ, преимущественно с применением мензульной съемки при совместном использовании аэроснимков.
• 3. Стереофотограмметрическую (высотную) аэрофотосъемку, которая дает возможность получить полный топографический план местности с горизонталями на основании камеральной обработки аэроснимков при небольшом количестве геодезических точек.

Летно-съемочный процесс для всех этих видов аэрофотосъемки в основном один и тот же, но стереофотограмметрическая съемка предъявляет специальные требования к оптике, юстировке аппарата и фиксированию элементов внешнего ориентирования. Аэрофотосъемки можно различать, исходя из масштаба фотографирования. Плановая аэрофотосъемка, в зависимости от получаемого масштаба аэроснимков, разделяются на:

• а) крупномасштабную - при масштабе фотографирования крупнее 1:10000; аэрофотосъемка летно-съемочный процесс маршрут
• б) среднемасштабную - при масштабе фотографирования мельче 1:10000 до 1:30000;
• в) мелкомасштабную - при масштабе фотографирования мельче 1:30000; 1:50000; 1:75000 и предельно до 1:100000.

Фотограмметрическая обработка плановых аэрофотоснимков весьма проста. В условиях равнинной местности она будет заключаться, прежде всего, в устранении искажений от несоблюдения вертикального положения оптической оси фотокамеры и от колебаний высоты полета. Для приведения в известность лесов и обследования их на обширных территориях вполне можно ограничиться использованием упрошенных фотосхем, составленных из приведенных к одному масштабу аэрофотоснимков. Возможность использования плановых аэрофотоснимков для таксации леса без предварительной и сложной фотограмметрической обработки (развертывания, трансформирования) является большим достоинством и позволяет сразу же после аэрофотосъемки применить их для полевых работ. В тех же случаях, когда для решения различных лесохозяйственных, и в особенности лесоинженерных задач, требуется составление более точных планов, создаются фотопланы с соблюдением потребной степени точности (при наличии геодезической основы) путем применения метода фототриангуляции и производства трансформирования аэроснимков. Благодаря сравнительно небольшой величине искажений в изображениях леса на плановых аэрофотоснимках пользование ими не вызывает особых затруднений. При продольном перекрытии в 56-60% создается полная возможность стереоскопического их просмотра, оконтуривания участков, дешифрирования различных категорий площадей и земель и составления их описания.

Основным недостатком плановой аэрофотосъемки считается небольшая производительность ее по сравнению с перспективной и планово-перспективной съемки. Но при современном состоянии техники этот недостаток устраняется в связи с применением широкоугольных объектов, увеличением формата аэрофотоснимков и высоты фотографирования. Аэрофотоснимки наклонной аэрофотосъемки с перспективным изображением снятой местности имеют неизбежно резкопеременный масштаб, уменьшающий от переднего плана к дальнему. При этом значительное уменьшение масштаба на дальнем плане вызывает резкое падение распознаваемости заснимаемых объектов и таксационных показателей насаждений. При перспективной аэрофотосъемке в горной местности, в случае наличия резко выраженного рельефа, на аэрофотоснимках получаются значительные искажения ситуации, появляются «мертвые» пространства, вследствие чего на них не фиксируется ряд важных деталей местности. Стереоскопическое рассмотрение таких аэрофотоснимков возможно. Оно лучше на переднем плане и при небольшой перспективе изображения местности. К числу недостатков перспективной аэрофотосъемки относится большая сложность их фотограмметрической обработки. Сущность щелевой аэрофотосъемки заключается в непрерывном фотографировании полосы местности на движущуюся пленку сквозь узкую щель в фокальной плоскости камеры, расположенную перпендикулярно к направлению полета. При целевой аэрофотосъемке происходит непрерывное экспонирование пленки, поэтому контактный отпечаток имеет на рулонной бумаге вид сплошной ленты. Движение пленки синхронизировано с движением изображения, что и обусловливает резкость снимка. Чаще всего щелевые аппараты делаются двухобъективными; один из них - широкоугольный - дает мелкомасштабное изображение, другой - крупномасштабное. С помощью этих аппаратов можно производить фотографирование с низких высот полета в облачные дни и в условиях сумерек, получать плановые аэроснимки одновременно в различных масштабах, выполнять стереоскопическую съемку под любым заданным углом.

Съемки городов и поселков следует выполнять с использованием материалов аэрофотосъемки.

Фотографическое изображение местности на фотопланах или фотосхемах дает проектировщику наглядное и полное представление о территории города, внутриквартальной застройке и ее состоянии, об отдельных сооружениях, характера и густоте зеленых насаждений, поймах рек, оврагов и т. п.

Преимущество аэрофотосъемочных материалов заключается также в том, что по материалам одного и того же залста, не дожидаясь завершения полного цикла съемочных работ, можно быстро получить фотопланы или фотосхемы различных масштабов для топографического обеспечения соответствующих видов проектно-планировочных работ.

Большое значение имеет применение аэрофотосъемки для обновления и уточнения имеющихся топографических планов.

Различают в основном два метода аэрофототопографической съемки:

комбинированный, когда контурную часть плана получают в виде фотоплана, а съемка рельефа выполняется непосредственно на местности (на фотоплане) с применением мензулы или нивелира; стереотопографический, когда по аэрофотоснимкам получают изображение контуров и рельефа с помощью стереофотограмметрических приборов.

Применительно к съемке городов, особенно в масштабах 1: 1000 и 1: 500, возможно сочетание этих двух методов съемки, когда с помощью стереофотограмметрических приборов получают план ситуации и горизонтали внутри кварталов и на незастроенных территориях, а вертикальную съемку проездов выполняют с помощью нивелира.

Для получения фотопланов (особенно при комбинированном методе съемки) стремятся применять длиннофокусные нормальноугольные или узкоугольные аэрофотоаппараты (АФА) для того, чтобы смещения изображения из-за рельефа местности, а также крыш построек (из-за их высоты) находились в допустимых пределах. Выбор фокусного расстояния АФА, таким образом, будет зависеть от масштаба составляемого плана, характера рельефа и застройки. При формате аэрофотоснимков 18X18 см для создания фотопланов можно применять АФА с фокусными расстояниями 200, 350 и 500 мм. При этом АФА с /к = 200 мм следует применять только при созданин фотопланов масштабов 1: 1000, а АФА с fK = 350 н 500 мм - при создании фотопланов масштаба 1: 500.

Масштаб фотографирования задается в несколько раз мельче, чем масштаб создаваемого фотоплана. Выбор масштаба фотографирования обусловлен в основном возможными коэффициентами увеличения имеющихся фототрансформаторов, а также информационной емкостью аэрофотоснимков, обеспечиваемой АФА. Для получения фотопланов определенных масштабов установлены соответствующие масштабы фотографирования: известно, что при одном и том же масштабе фотографирования стереофотограмметрическне определения высот точек местности получаются тем точнее, чем больше угол поля зрения аэрофотоаппарата. Поэтому для стереотопографичес.кого метода съемки незастроенных территорий широко применяются сверхширокоугольные АФА. Однако при съемках застроенных территорий применять эти АФА нецелесообразно, так как перспективные изображения построек будут закрывать значительную часть проездов, тем большую, чем больше широкоугольность АФА п чем выше застройка. В частности, при fK = 70 мм п при нормальных перекрытиях снимков ширина «мертвой зоны» будет равна высоте построек. Поэтому при стереотопо-графической съемке застроенных территорий применяют широкоугольные АФА с /к= 100 или 140 мм, а в некоторых случаях и более узкоугольиые (например, при съемках в масштабах 1:1000 и 1:500). Применять свсрхшпрокоугольные АФА (с /к = 70 мм) для фотографирования застроенных территорий возможно только при малоэтажной застройке и при выполнении второго залета с нормалыюугольиыми или узкоугольпым АФА для составления фотопланов.

Выбор аэрофотоаппарата и масштаба фотографирования при стереотопографической съемке зависит от характера за-тройки (этажности и плотности) п от заданной высоты сечения рельефа, а следовательно, от требуемой точности определения фотограмметрических высот точек местности.

Величины относительных ошибок фотограмметрических высот, определенных по аэроснимкам масштабов 1: 10 000 и крупнее, составляют 1/3000-1/4000 при /,.= 100 мм, 1/3500-1/5000 при /к= 140 мм, 1/4500-1/6000 при /к = 200 мм.

При более мелких масштабах фотографирования величины относительных ошибок будут несколько меньше.

Таким образом, например, стереотопографическая съемка с. высотой сечения рельефа 1 м может обеспечить требуемую точность изображения рельефа (со средней квадратической

ошибкой 0,30 м) при масштабах фотографирования 1: 10 000- 1: 12 000 при /„=100 мм (Н= 1000-1200 м), 1: 8500-1: 10 000 при /„=140 мм (#=1200-1400 м) и 1:7000-1:9000 при /к = = 200 мм (Н= 1400-1800 м).

В то же время при выборе масштаба фотографирования следует учитывать, какое увеличение масштаба плана по сравнению с масштабом аэрофотосъемки может быть обеспечено имеющимся парком стереофотограмметрических приборов. При работе на СПР без координатографа масштаб плана может быть крупнее масштаба снимков только в 2 раза, на СД-3 - в Зраза (можно и в 4, по тогда координатограф не сможет обслужить всю площадь стереопары), на СПР-ЗМ с координатографом и на стереомстрографе практически ограничений нет. Кроме того, для застроенных территорий существенное значение имеет съемка контуров, точность положения которых будет снижаться при слишком большом уменьшении масштаба фотографирования.

При съемке в масштабе 1: 5000 с высотой сечения рельефа 1 м наиболее рационально выполнять фотографирование в масштабе 1:12 000 аэрофотоаппаратом с =100 мм. При сплошной многоэтажной застройке и той же высоте сечения следует учесть, что перспективные изображения зданий, деревьев будут закрывать площадь, равную примерно 0,7 от их высоты при 100 мм и примерно 0,5 от их высоты при = 140 мм. В этом случае целесообразно применять АФА= 140 мм и масштабом фотографирования 1:10 000. Если же стереоскопическую рисовку рельефа выполнять по аэроснимкам, полученным АФА= 100 мм, то для составления фотоплана целесообразно было бы выполнить второй залет с использованием АФА= 200 мм при заданном масштабе фотографирования 1: 20 000.

При съемке в масштабе 1: 2000 с высотой сечения рельефа 1 м масштаб фотографирования целесообразно задавать мельче 1:8000, а в некоторых случаях и 1:6000 (при использовании СД-3). Поэтому фотографирование можно выполнять как АФА=140 мм, так и АФА= 200 мм. На незастроенных территориях целесообразно применять АФА=100 мм, тогда можно делать разреженную высотную подготовку.

Продольное и поперечное перекрытия, прямолинейность маршрутов аэрофотосъемки и остальные показатели качества залета должны соответствовать установленным техническим требованиям.

В застроенной части каждого города имеется много деревьев и зеленых насаждений, кроны которых летом закрывают на аэроснимках от 40 до 80 % территории улиц и проездов. На 1 км проезда приходится в среднем до 45 колодцев выходов подземных коммуникаций, из которых около 50 % закрывается кронами деревьев. Поэтому аэрофотосъемку населенных пунктов с большим количеством зеленых насаждений целесообразно производить весной до появления листвы или осенью, когда листья с деревьев опадут, до появления снежного покрова.

Аэросъемку выполняют в облачную погоду или в утренние и вечерние часы, когда тени наиболее прозрачны. При проявлении аэрофильмов, полученных в солнечную погоду, нельзя допускать чрезмерной контрастности изображения.

На территории городов и поселков имеется густая сеть пунктов опорной геодезической сети, которую необходимо использовать при комбинированном и стереотопографическом методах аэрофотосъемки, что повысит точность планов и удешевит стоимость работ по плановой привязке аэроснимков.

Перед аэрофотосъемочными работами производят маркировку пунктов опорной геодезической сети, оформляя их в виде белых квадратов 0,3X0,3 м или крестов несмываемой краской па тротуарах и проезжей части. В городах с малоэтажной застройкой и проездами без дорожных покрытий в качестве маркировки можно применять окопку, например четырехугольником. Размеры квадрата рассчитывают так, чтобы его изображение на аэроснимке имело размеры 0,4-0,5 мм.

Если размеры изображения пунктов триангуляции превышают 0,5 мм, маркируют центр знака так, чтобы его диаметр на снимке был 0,1-0,2 мм. При малом контрасте знака с окружающим фоном середину его рекомендуется засыпать известью или мелом.

Материалы аэрофотосъемки передают на дальнейшую обработку в следующем объеме: пронумерованные по съемочным маршрутам аэронегативы с цифровой схемой, контактные отпечатки в двух экземплярах, негативы накидного монтажа, репродукции с негативов накидного монтажа в двух экземплярах, паспорта аэрозалетов, журналы оценки фотографического качества негативов, показания радиовысотомеров и статоскопов, характеристика аэрофотоаппарата и затвора, краткая пояснительная записка с указанием оценки качества выполненных работ.

Аэрофотосъемка земельного участка , проведенная как совместно с геодезическими работами, так и отдельно от них, позволит получить наглядное представление об особенностях местности. На полученной ЦММ возможно проводить измерения расстояний, объемов. Это особенно важно в случае, если необходимо провести оценку издержек для проектирования дорог, коммуникаций.

Кому и зачем нужна аэрофотосъемка участка

Получить изображение участка с высоты будет полезно в различных случаях. Среди них - проектирование автодорог, коммуникаций. Благодаря полученным моделям местности удастся определить характер ландшафта, особенности рельефа, произвести измерения объема и площади и многое другое. Эти данные станут основой для топопланов территории.

Аэрофотосъемка будет полезна при:

• Составлении топографических планов - полученные методом аэрофотосъемки данные позволят собрать 3D модель местности с высотами, а ортофотоплан даст возможность вычерчивать плановые элементы, что в итоге превратится в топографический план М 1:500 – 1:10 000;
• Мониторинге незаконного использования земли - в этом случаем съемка с БПЛА позволит определить местоположение фактических заборов, границ землепользования, размещенных на ней объектов недвижимости и сопоставить полученные данные с кадастром недвижимости;
• Маркшейдерской съемки карьеров - услуга позволит составлять маркшейдерские планы карьеров и отвалов. Точность данной методики значительно выше традиционных средств съемки, а скорость проведения работ составляет 1-2 дня на объекты в несколько квадратных километров.

Стоимость аэрофотосъемки участков

Преимущества аэрофотосъемки

• высокое качество, четкость и разрешение полученных кадров;
• возможность реализации съемки в любой труднодоступной местности;
• всепогодность использования;
• возможность создания панорамных видео- и фотоматериалов;
• доступная цена по сравнению с арендой вертолета/самолета;
• возможность получения подробных данных в высоком разрешении о размерах и ландшафте территории, наличии на ней водоемов и растительности;
• мобильность - мультикоптер и беспилотный самолет, с помощью которого осуществляется съемка, не требует много места для взлета и посадки - для этого достаточно небольшого участка земли;
• быстрая скорость получения данных - результат работы вы получите через 1-2 дня.

Закажите аэрофотосъемку участка в «Сервис Гео»

Аэрофотосъемку можно классифицировать по нескольким критериям – по величине угла наклона, масштабу, способу прокладки аэросъемочных маршрутов и др.

В зависимости от величины угла наклона между главной оптической осью съемочной камеры и отвесной прямой аэрофотосъемку подразделяют на плановую (угол < 3°) и перспективную (угол > 3°). Для целей картографирования применяется только плановая аэрофотосъемка, хотя современные технологии фотограмметрической обработки аэроснимков такого ограничения не накладывают.

В зависимости от поставленной задачи и размеров фотографируемого участка местности различают:

– одинарную аэрофотосъемку , когда объект фотографирования размещен на одном-двух снимках;

– маршрутную аэрофотосъемку , когда выполняется фотографирование узкой полосы местности (реки, дороги, береговые линии и др.);

– площадную или многомаршрутную аэрофотосъемку , когда снимаемый участок по своим размерам не может быть изображен на снимках одного маршрута, и для его фотографирования необходимо несколько параллельных маршрутов на определенном расстоянии один от другого.

В зависимости от масштаба фотографирования аэрофотосъемку подразделяют на мелкомасштабную (масштаб аэроснимка 1:50000 и мельче), среднемасштабную (1:10000–1:50000) и крупномасштабную (1:10000 и крупнее).

В зависимости от целей и поставленных задач аэрофотосъемка выполняется в границах топографических планшетов, административно-территориальной единицы или объекта съемки.

В некоторых случаях при выполнении площадной аэрофотосъемки прокладываются дополнительные аэросъемочные маршруты, пересекающие основные. Такие маршруты размещаются, как правило, в начале и конце основных маршрутов и называются каркасными.

4.4 Понятие о трансформировании

Трансформированием называется преобразование центральной проекции, которую представляет собой аэронегатив (аэроснимок), полученный при наклонном положении главного оптического луча, в другую центральную проекцию, соответствующую его отвесному положению, с одновременным приведением его к заданному масштабу.

Трансформирование выполняют путем «обратного проектирования» изображения с наклонной картинной плоскости на предметную плоскость, соответствующую ортогональной проекции. В процессе трансформирования полностью исключаются все виды перспективных искажений аэроснимка, вызванных влиянием угла наклона, и разномасштабность смежных снимков, которая является следствием изменения высоты фотографирования. Названные искажения подчиняются определенным законам, потому их учет не вызывает затруднений.

Смещения точек снимка, вызванные влиянием рельефа местности, соответствуют изменениям его форм, поэтому их учет является одной из наиболее трудных задач фотограмметрии, строгое решение которой связано с разложением изображения на отдельные точки (зоны) и раздельным их трансформированием по известным высотам. Для учета влияния рельефа местности применяют несколько методов или технологических приемов, различающихся размерами таких зон и обеспечивающих устранение искажений с требуемой точностью. Рассматриваемые преобразования требуют наличия данных, по­зволяющих прямо или косвенно найти элементы внешнего ориентирования снимков. Поэтому методы трансформирования делятся на две основных, принципиально и технически различных группы – трансформирование по опорным точкам и элементам ориентирования .

Для трансформирования аналоговых аэроснимков применяют несколько способов, различающихся используемыми техническими средствами: аналитический, фотомеханический, оптико-графический, дифференциальный и др. Часть этих способов устарела и не используется.

Аналитический способ трансформирования основан на использовании зависимостей между координатами соответственных точек аэроснимка и местности.

Фотомеханический способ трансформирования основан на использовании специальных приборов – фототрансфораторов (рисунок 4.11). Эти приборы реализуют первую систему элементов трансформирования и предназначены для трансформирования плановых и перспективных снимков с преобразованными связками проектирующих лучей по опорным точкам или установочным данным.

Рисунок 4.11 – Автоматизированные фототрансформаторы ФТА и «Пеленг»:

1 – осветитель; 2 – кассета; 3 – пульт управления; 4 – счетчики коррекционных механизмов; 5 – экран; 6 – подвижная щель; 7 – объектив

Кассета рассчитана на установку в снимкодержатель как отдельного аэроснимка, так и целого аэрофильма длиной до 60 м. Закрепление фотоматериала на экране выполняется с помощью магнитных грузиков, а его выравнивание в плоскость – вакуумным присосом.

Оба прибора снабжены вычислительными устройствами для автоматического выполнения оптических и геометрических условий; значение децентрации вводится автоматически или вручную. Оба прибора оснащены щелевой установкой, позволяющей выполнять аффинное преобразование изображения путем его поперечного сдвига и продольного сжатия (растяжения). Ширина щели, через которую выполняется проектирование фрагмента снимка, регулируется в зависимости от параметров аэрофотосъемки.

Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива) на экран соответствует горизонтальному снимку, и фиксируют изображение на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги. Этот способ до недавнего времени был основным.

Оптико-графический способ трансформирования предполагает применение специальных малоформатных приборов– проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками. В настоящее время способ находит ограниченное применение при обновлении топографических или иных карт.

Дифференциальный способ трансформирования основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки является ортофотоснимок (ортофотоплан).

Термин «дифференциальное трансформирование» (иногда – «щелевое трансформирование ») в фотограмметрии применяется в случаях, когда ортофотоснимок создается с помощью прибора универсального типа. Для его получения выполняется сканирование одного из снимков стереопары вдоль оси Y с постоянным изменением высоты проектирования в соответствии с профилем местности и проектирование изображения на фотографический слой через щель ромбической или трапециевидной формы.

В настоящее время широко используется цифровое трансформирование, или ортотрансформирование снимков, базирующееся на использовании персональных ЭВМ и заключающееся в трансформировании каждого пикселя исходного цифрового изображения в соответствии с его высотой, определяемой по цифровой модели рельефа, и связи координат точек аэроснимка и местности.

Полученные в результате трансформированные снимки используют для монтажа фотоплана. Фотопланом называют фотографическое изображение местности, удовлетворяющее по точности требованиям, предъявляемым к плану.

В зависимости от целевого назначения фотопланы делят на топографические, составляемые в общегосударственной разграфке с соблюдением требований действующих инструкций и наставлений по топографической съемке, и специальные, изготавливаемые, как правило, в произвольной разграфке и с соблюдением ведомственных требований по точности и оформлению.

Существенным преимуществом фотоплана по сравнению с топографическим планом является высокая информационная емкость и наглядность. В то же время фотографическое изображение контуров отличается от условного их изображения на карте. Его оформление зачастую ограничивается подписью номенклатуры и выходов километровой сетки, что до некоторой степени затрудняет измерение по нему координат точек.

Для улучшения читаемости фотоплана на нем часто показывают соответствующими условными знаками некоторые объекты (населенные пункты, основные дороги и др.), наносят координатную сетку и проводят горизонтали. Такой документ, сочетающий в себе преимущества фотоплана и топографической карты, называют фотокартой.