Вплив природних умов на якість аерознімання

Фотозображення ландшафту істотно змінюється в залежності від умов освітлення, стану атмосфери, фази вегетації рослинного покриву і ступеня зволоженості земної поверхні. Тому при замовленні аерофотознімання потрібно враховувати час проведення льотно-знімальних робіт і вказувати їх у заявці.

Вплив вологості. Вологість знижує яскравість (відбивну спроможність) природних об'єктів, особливо м’яких відкладень, не покритих рослинністю і створює цим значні контрасти яскравості між сухими і вологими ділянками поверхні однакового речовинного складу.

Якщо аерознімання проведене на розораних землях, а також в степових і напівпустельних районах весною, до початку вегетації і повного просихання ґрунту, то глибинні структури, від котрих залежить швидкість і ступінь просихання поверхні, ”просвічують” через пухкі відкладення і гарно дешифруються на аерознімках. Після повного просихання ґрунту контрасти зникають, і на аерознімках, знятих пізніше, виявити ці структури уже неможливо. Різниця вологості зазвичай сприяє виділенню пухких відкладень різного віку і складу.

Вплив умов освітлення. Зазвичай, аерофотозйомка здійснюється в ясну погоду. Однак, на висотних аерознімках (> 10 км) і на космічних знімках зустрічаються зображення хмар і тіней від них. Затінені ділянки є також на аерознімках гірських і лісових районів. У тіні знаходяться круті схили і місцевість у їх підніжжя (наприклад, дно ущелини). Об'єкти, що залишилися в тіні, як правило, не дешифруються. Тому, аерознімання гірських районів здійснюють тоді, коли площа затінених ділянок найменша, тобто при максимальній висоті сонця.

Від висоти і азимута Сонця залежить і яскравість висвітлених схилів. Звернені до Сонця ділянки висвітлені інтенсивніше нахилених в протилежну сторону, і тим сильніше контраст їх яскравості, чим більше крутизна схилів. Внаслідок цього ранкові і вечірні аерознімання гірського ландшафту дуже сильно різняться між собою.

При аерозйомці плоскорівнинної незаселеної місцевості розглянуті контрасти корисні, тому що вони підкреслюють мікродеталі рельєфу, важко помітні навіть на стереомоделі внаслідок їх плавності. Щоб використати їх, потрібно проводити аерознімання при малих висотах сонця.

Повітряний серпанок. Шар атмосфери, що перебуває між об'єктивом аерофотоапарата і поверхнею Землі, має певну яскравість, що викликана розсіюванням прямого сонячного світла. Це явище називають повітряним або атмосферним серпанком. Повітряний серпанок створює фон, який істотно зменшує контрасти природних об'єктів. Його вплив залежить від висоти фотографування, вологості, забруднення атмосфери і висоти Сонця.

При висоті фотографування до 0,5 км вплив серпанку незначний. При збільшенні висоти до 3 км вплив зростає пропорційно висоті, далі зростання уповільнюється, і, починаючи з висоти 7-10 км, практично зупиняється. Повітряний серпанок знижує контраст між темними об'єктами сильніше, чим між світлими. Знімання при висоті Сонця 15-20⁰ навіть при відмінній видимості призводить до того, що більшість темних об'єктів місцевості на знімку зливається в загальний фон.

Для зменшення впливу серпанку використовують світлофільтри, що відтинають синьо-фіолетову частину спектра. Світлофільтр зменшує вплив серпанку, але усуває його не повністю.

Вибір сезону аерознімання. Аерознімальний період починається весною, після повного звільнення поверхні Землі від снігу і паводкових вод і триває до першого осінньо-зимового снігопаду. Протягом цього періоду аерофотозйомку можна проводити тільки в ясні, безхмарні дні при гарній видимості.

Найбільша висота Сонця досягається в травні, червні і липні і мало змінюється протягом цього періоду. Наприкінці серпня вона в більшості районів стає недостатньою, що є істотним аргументом проти осінніх аерознімань.

Дальність видимості частіше всього зменшується в розпал літа, тобто в червні-липні в рівнинних південних районах, і в липні – в більш північних.

В зоні мішаних лісів для аерофотозйомки найбільш сприятливими є періоди до начала вегетації і до повного розвитку листя, а також період її пожовтіння. Аерознімання під час листопада або після нього небажане, особливо в районах поширення м’яких порід. Геоіндикаційні особливості древостою в цей час не проявляються, а опала листва маскує деталі геологічної будови місцевості.

У лісостепу і степу, де значні площі зайняті сільськогосподарськими угіддями, оптимальний період аерознімання – після оранки до повного висихання ґрунту і появи густого рослинного покриву.

В пустельних і напівпустельних районах аерофотозйомка також краще здійснювати весною, до повного висихання ґрунту. Припустима й осіннє знімання, коли зволоження ґрунту знову збільшується, а висота Сонця ще достатньо велика.

У високогірних районах аерознімальним періодом є час, протягом якого є мінімальною площа, покрита снігом. Зазвичай він починається в червні і закінчується в серпні або вересні. Оптимальний термін, враховуючи висоту стояння Сонця, не пізніше середини липня.

Вибір часу доби знімання. В травні, червні і липні майже у всіх районах України Сонце має висоту близько 40⁰ і більше протягом 5-7 годин. Цей період і треба використовувати для зйомки.

В гірських районах з сильно розчленованим рельєфом, де потрібна максимальна висота Сонця, знімальний час обмежується чотирма – п'ятьма годинами в районі полудня.

Великомасштабне аерознімання рівнинних і слабозалісенних територій, краще вести при висоті Сонця 20–40⁰, в ранкові або вечірні години.

Недоліки аерозйомок

Основними недоліками літальних апаратів, як платформ для систем дистанційного спостереження за поверхнею Землі є:

– час проведення спостережень і вимірів складає декілька годин, тоді як супутники спроможні забезпечувати спостереження протягом декількох років. Деякі програми моніторингу, наприклад, розраховуються на 7 років;

– оскільки висота огляду з літального апарату набагато менше висоти огляду з супутника, то й зона охоплення при спостереженнях з літального апарату буде набагато менше. Проте, треба відзначити, що з малої висоти можна здійснювати більш детальні дослідження);

– оскільки літальний апарат переміщується в атмосфері Землі, а атмосфера перебуває в постійному русі, то вона впливає на положення літального апарату відносно поверхні Землі, що вносить похибки у виміри. Треба відзначити, що аналогічна проблема існує і при переміщенні супутника, але в значно меншому ступені.

Правильне положення літального апарату визначається двома способами або симбіозом цих способів. Перший спосіб пов'язаний з використанням глобальної системи позиціонування (GPS), який дозволяє достатньо легко визначити положення літального апарату з точністю до 1 м або навіть краще. Другий спосіб визначення положення літального апарату – це використання наземних контрольних точок (GCP). Застосовуючи цей спосіб, можна в режимі безперервного часу визначати положення літального апарату, його орієнтацію і масштаб зображення, а також корегувати викривлення зображення, якщо вони виникають. В якості GCP можуть слугувати відбивні маркери, зафіксовані на землі, активні і пасивні радарні приймально-передавачі.

Треба також відзначити ще одну істотну особливість положення літального апарату – його коливальні рухи під час польоту. Найбільш важливими з них при отриманні зображення є це крен, тангаж і нишпорення (коливальні рухи у трьох взаємно-перпендикулярних площинах). Ці рухи і відповідні викривлення зображення представлені на рис. 6.11.

Рис. 6.11. Коливальні рухи літального апарату – крен, тангаж і нишпорення – і відповідні викривлення зображення рівномірної квадратної сітки

Більшість знімальних систем, де платформами слугують літальні апарати, містять датчики крену і здатні виконувати відповідні коригування. Викривлення, викликані тангажом і нишпоренням, корегуються за допомогою GCP.

Питання для самоконтролю

1. На чому ґрунтується аерокосмічне зондування?

2. Що розуміють піт терміном ”аерофотознімання”?

3. Дайте класифікацію аерофотознімання.

4. Як впливають природні умови на якість аерофотознімання?

Поиск по сайту: