Фототопография и фототопографические съемки

Предмет фотограмметрии, ее содержание и задачи.

Фотограмметрия - наука, изучающая способы определения форм, размеров, пространственного положения и степени изменения во времени различных объектов, по результатам измерений их фотографических изображений.

Термин "фотограмметрия" происходит от греческих слов: photos – свет, gramma – запись, metreo – измерение. Следовательно, его дословный перевод - измерение светозаписи.

Предметы изучения фотограмметрии это геометрические и физические свойства снимков, способыих получения и использования для определения количественных и качественных характеристик сфотографированных объектов, а также приборы и программные продукты, применяемые в процессе обработки.

Характеристики объекта могут изучаться по его изображению на одиночном снимке или по паре перекрывающихся снимков, полученных из различных точек пространства.

Еслиприизучении объекта используются свойства одиночного снимка, то такой метод получения необходимой информации называют фотограмметрическим. Если же он изучается по паре перекрывающихся снимков, то метод называют стереофотограмметрическим.

В настоящее время в фотограмметрии выделяют три направления исследований:

1. в первом изучаются и развиваются методы картографирования земной поверхности по снимкам;

2. второе связано с решением прикладных задач в различных областях науки и техники;

3. в третьем развиваются технологии получения информации об объектах Земли, Луны и планет солнечной системы с помощью аппаратуры, установленнойна космических летательных аппаратах.

4. Основными достоинствами фотограмметрического и стереофотограмметрического методов являются:

5. высокая точность результатов, так как снимки объектов получают прецизионными фотокамерами, а их обработку выполняют, как правило, строгими методами;

6. -высокая производительность, достигаемая благодаря тому, что измеряют не сами объекты, аих изображения. Это позволяет обеспечить автоматизацию процесса измерений и последующих вычислений;

7. объективность и достоверность информации, возможность при необходимости повторения измерений;

8. возможность получения в короткий срок информации о состоянии, как всего объекта, так и отдельных его частей;

9. безопасность ведения работ, так как съемка объекта выполняется неконтактным (дистанционным) методом. Это имеет особое значение, когда объект недоступенили пребывание в его зоне опасно для здоровья человека.

10. -возможность изучения движущихся объектов и быстро протекающих процессов.

Наряду с отмеченными достоинствами рассматриваемые методы имеют и недостатки. Кним следует отнести зависимость фотографических съемок от метеоусловий и необходимость выполнения полевых геодезических работ с целью контроля всех технологических процессов. Поэтому только разумное их сочетание с другими методами получения информации может обеспечить решение поставленной задачи сминимальными затратами труда и средств.

Современная фотограмметрия как техническая наука тесно связана снауками физико-математического цикла, достижениями радиоэлектроники, вычислительной техники, приборостроения, фотографии. Она органически связана с геодезией, топографией и картографией.

2. Описание проекции долгота/широта WGS84

Описание проекции долгота/широта WGS84*

WGS 84 (англ. World Geodetic System 1984) — трёхмерная система координат для позиционирования на Земле. В отличие от локальных систем, является единой системой для всей планеты. Предшественниками WGS 84 были системы 1" WGS 72, 1" WGS 66 и 1" WGS 60.

WGS 84 определяет координаты относительно центра масс Земли, погрешность составляет менее 2 см. В WGS 84 нулевым меридианом считается Опорный меридиан, проходящий в 5,31″ к востоку от Гринвичского меридиана. За основу взят эллипсоид с большим радиусом — 6 378 137 м (экваториальный) и меньшим — 6 356 752,3142 м (полярный). Отличается от геоида менее чем на 200 м.

Билет №2 Аджалиев

1. Фототопография и фототопографические съемки.

Фототопография и фототопографические съемки.

Фототопография решает задачу создания топографических карт и планов и построения цифровых моделей местности с использованием материалов фотосъемки. Она является разделом фотограмметрии. Комплекс процессов, выполняемых для создания по снимкам топографических карт и планов, называется фототопографической съемкой.

В зависимости от технических средств, применяемых для фотографирования местности, различают два вида фототопографической съемки: наземную фототопографическую, аэрофототопографическую, в горной местности их иногда комбинируют.

В наземной фототопографической съемке местность фотографируют фототеодолитом с точек земной поверхности. Её применяют, как правило, в высокогорной и горной, преимущественно открытой местности со сложными формами рельефа.

Аэрофототопографическая съемка является основным видом при топографическом картировании в масштабах от 1: 100 000 до 1: 500. Фотографирование местности в этом случае производится аэрофотоаппаратом, установленным на самолете, вертолетеили другом носителе. Основными методами создания карт и планов в этом виде съемки являются комбинированный и стереотопографический.

В комбинированномметоде используются свойства, как одиночного снимка, так и пары. Этот метод используется для съемки плоскоравнинных районов, когда рельеф местности плохо просматривается стереоскопически и не может быть достаточно точно отображен по снимкам.

Стереотопографический метод съемки является основным при картографировании местности. В нем используются свойства пары снимков, что позволяет в камеральных условиях получать не только контурную, но и высотную части карты. Этим методом создаются карты (планы) высокогорных, горных, холмистых, а иногда и равнинных районов.

Основными процессами аэрофототопографической съемки являются: летносъемочный, топографо-геодезический и фотограмметрический.

В задачу летносъемочного процесса входят воздушное фотографирование местности, регистрация показаний спецприборов, фиксирующих положение снимков в момент фотографирования, а также фотографическая обработка материалов съемки и изготовление фотоснимков (если снимки получены не цифровыми камерами).

В топографо-геодезический процесс следует включить определение геодезических координат точек местности, изобразившихся на снимках. Эти точки называют опознаками. Их число зависит от принятой технологии съемки и ее масштаба, от качества снимков и физико-географических условий района работ. В топографо-геодезический процесс входит и дешифрирование – опознавание объектов местности, изобразившихся на снимках и определение их характеристик. Различают полевое, камеральное и комбинированное дешифрирование. Чаще применяют комбинированное дешифрирование, когда в поле составляют снимки-эталоны с результатами опознавания наиболее характерных для данного района объектов. Они затем используются в камеральных условиях для дешифрирования остальных снимков.

Фотограмметрический процесс состоит в сгущении опорного обоснования снимков с использованием данных полевых геодезических работ и показаний спецприборов, составлении плана или карты, которые затем оформляют и размножают, цифровых моделей местности и фотопланов.

2. Классификация типов ИС

Классификация типов ИС*

Астрономические спутники — это спутники, предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов. Потребность в таком виде обсерваторий возникла из-за того, что земная атмосфера задерживает гамма-, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение космических объектов, а также большую часть инфракрасного. Космические телескопы оборудуют устройствами для сбора и фокусировки излучения, а также системами преобразования и передачи данных, системой ориентации, иногда двигательными системами.

Биоспутники — это спутники, предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами, в условиях космоса.

Космические аппараты дистанционного зондирования Земли - используются для изучения природных ресурсов Земли и решения задач метеорологии.

Космические станции — предназначены для кратковременного пребывания людей на околоземной орбите с целью проведения научных исследований в условиях космического пространства, разведки, наблюдений за поверхностью и атмосферой планеты, астрономических наблюдений и т. п.

Метеорологические спутники — это спутники предназначенные для передачи данных в целях предсказания погоды, а также для наблюдения климата Земли

Малые спутники — спутники малого веса (менее 1 или 0.5 тонн) и размера. Включают в себя миниспутники (более 100 кг), микроспутники (более 10 кг), и наноспутники (легче 10 кг)

Разведывательные спутники - спутник для наблюдения Земли или спутник связи, применяющийся для разведки.

Навигационные спутники - комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Спутники связи - искусственный спутник Земли, специализированный для ретрансляции радиосигнала между точками на поверхности земли, не имеющими прямой видимост

Билет №3 Акулова

1. Ресурсные космические системы нового поколения.

3. *Ресурсные космические системы нового поколения.

Космические технологии развиваются быстро: совершенствуются спутники, съемочная аппаратура, технологии съемки и обработки снимков. Каждый новый спутник поставляет снимки более совершенные, чем предыдущий. Но наступает время качественного скачка, переоценки используемых методов, определения наиболее перспективных.

В результате функционирования в течение четверти века космических систем первого поколения оказалось, что фотографические снимки не выдерживают конкуренции с новыми типами космической видеоинформации. Большие перспективы имеют снимки, оперативно получаемые цифровыми многозональными сканерами и всепогодными радиолокаторами. Предполагают, что они обеспечат не только создание базовых картографических основ ГИС различного уровня, но и регулярное обновление данных. Космические системы нового поколения можно разделить на системы, выполняющие глобальные съемки для исследования и мониторинга Земли в целом и локальные - для удовлетворения практических запросов.

Примером системы первого типа может служить разрабатываемая по инициативе NASA (National Aeronautics and Space Administration - Управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства) в международной кооперации космическая система глобального мониторинга EOS (Earth Observing System - система наблюдения Земли), которая будет функционировать в первые десятилетия XXI в. Она предназначена для комплексного планетарного дистанционного изучения Земли как единой системы. Космическая система EOS должна обеспечить науки о Земле глобальной многосенсорной информацией о всех сторонах жизни планеты - от химического состава атмосферы до движения волн цунами в океане. Предусматривается функционирование созвездий спутников, поставляющих информацию непрерывно (вплоть до 10-минутного интервала) в реальном масштабе времени. Это позволит мировому сообществу перейти от регистрации опасных природных явлений к их предсказанию на основе прогностического моделирования.

Локальные космические съемки будут оперативно выполняться спутниками с помощью цифровых сканеров, которые дают снимки, по детальности сопоставимые с аэроснимками, имеющие высокие изобразительные и измерительные свойства и обеспечивающие получение трехмерных характеристик местности. Эти снимки пригодны для кадастра и инвентаризации, для изготовления среднемасштабных и даже крупномасштабных карт, а также других точных геоинформационных продуктов.

Пока затраты на создание спутников и их эксплуатацию велики; они не компенсируются средствами, получаемыми от продажи снимков. Поэтому в период коммерциализации этой сферы удешевление будущих космических систем - важнейшая проблема, во многом определяющая направление их развития. Ее решению будет способствовать переход к малым спутникам массой в сотни килограммов (рис. 4), а также создание спутников двойного назначения - военного и гражданского, обеспечивающих потребности как национальной безопасности, так и социально-экономического развития страны. Космические системы нового поколения предполагают существенное расширение в нашей стране сети федеральных, региональных и отраслевых центров приема видеоинформации со спутников.

Рис. 4. Вариант будущей космической системы, включающей созвездие из девяти малых спутников, функционирующих на трех орбитах с разным наклонением

2. Классификация орбит ИСЗ