Презентация, доклад на тему Дешифрирование космических снимков Презентация к уроку по спецдисциплине

на расстоянии. При этом изучаются не столько сами объекты, сколько их выражение в различных физических полях: (гравитационном, электромагнитном, звуковом), полученное на удалении от земной поверхности.

Диапазоны электромагнитного излучения (длины волн):
– гамма-излучение (< 0,01 нм);
– рентгеновское излучение (0,01 – 10 нм);
– ультрафиолетовое излучение (10 – 400 нм);
– оптическое излучение, или видимый спектр (400 – 700 нм);
– инфракрасное излучение (700 нм – 200 мкм);
– радиоизлучение (> 200 мкм)

Различные диапазоны электромагнитного излучения несут информацию о разных свойствах структурных элементов земной коры. Наиболее часто используются снимки в видимой части спектра, полученные с различных летательных аппаратов. Они именуются "Материалами аэро-космических съемок" (МАКС)

(первые сотни км) выполняется с искусственных спутников Земли.
2. Аэрофотосъемка (АФС) выполняется с самолетов и вертолетов:
2а – высотная (5-10 км).
2б – стандартная (1-5 км).
2в – низковысотная (100-300 м)

Виды МАКС по цветности:
1. Цветная – снимки получают в естественных цветах местности;
2. Черно-белая – снимки получают в оттенках серого. Это позволяет снять излишнюю пестроту изображения территории, сохраняя фототон – интенсивность серого цвета и фактуры изображения.
3. Спектрозональная – с помощью фильтров получают снимки определенных частей спектра и раскрашивают их в условные цвета. Технология позволяет совмещать и комбинировать изображения отдельных частей видимого спектра.

для съемки больших участков крутых склонов в условиях горной местности.

3. Маршрутная. Разновидность плановой съемки. Производится вдоль определенных направлений, долин рек, горных дорог и т.д. Особенно часто используется для нужд инженерной геологии.

снимках. По ходу залёта перекрытие должно составлять не менее 60%, по соседним залетам – 15% (ГОСТ)

Масштабы АФС
Ограничение накладывает разрешающая способность глаза (0,1–0,2 мм). Поэтому для решения различных задач используют АФС разного масштаба. По нормативам АФС выполняется в 2 – 2.5 раза мельче, чем создаваемая карта.А для крупных масштабов в 4.5 раза.
Мелкомасштабная – м-б АФС от 50000 и мельче
2. Среднемасштабная – м-б АФС 1:10 000 – 1:50 000 (высотная и стандартная аэрофотосъемка).
3. Крупномасштабная – м-б АФС от 1:10 000 (низковысотная аэрофотосъемка).

Тест № 2
Зачем вообще нужно перекрытие?

Тест № 3
Зачем нужно перекрытие 60%?

На полях (1а) помещают номер снимка и дополнительную информацию (номер заказа, дату и время съемки, пузырьковый уровень).
2. Главная точка снимка. Изображение точки поверхности, куда нацелена оптическая ось камеры.
3. Координатные вершины снимка. Метки, помогающие установить главную точку снимка.
4. Базис снимка. Расстояние между главной точкой текущего снимка и положением на нем главной точки предыдущего снимка.
5. Точка надира. Изображение на снимке точки на поверхности земли, находящейся точно под самолетом.
6. Направление съемки. Линия, проходящая через главную точку и точку надира.

Самолет не может лететь абсолютно ровно, ветры крутят его как хотят, т.е. в момент съемки самолет всегда в той или иной степени наклонен:

тангаж

крен

рысканье

проекцию, а не плановую, как карта.

Стандартный масштаб снимка
1 / М = f / H, где
f – фокусное расстояние камеры,
H – высота съёмки над местностью
Очевидно, что SA = SB > H, поэтому MH < MSA, т.е. в середине снимка масштаб крупнее, чем на краях.

Снимок (А) и территория, на нем изображенная (Б)

Вследствие того, что масштаб изображения плавно изменяется по всему снимку, на нем все объекты изображены с искажениями!

Наименьшие искажения, связанные с непостоянством масштаба, наблюдаются в центре снимка, в пределах рабочей части.

NB! M=H/f

идеальном случае, т.е. когда самолет расположен совершенно горизонтально и ориентирован строго по курсу, центральная точка снимка (o) совпадает с точкой надира (n). В реальном полете так не бывает, поэтому центральная точка снимка "гуляет" вокруг точки надира.
При тангаже самолет либо задирает нос (кабрирование), либо опускает его (пикирование). При кабрировании центральная точка "уходит" вперед от точки надира, из-за чего масштаб части АФС, расположенной по ходу полета, становится мельче. При пикировании центральная точка "уходит" назад от точки надира, из-за чего масштаб части АФС, расположенной по ходу полета, становится крупнее.

n,o

n

о

n

о

Б

А

Масштаб объекта Б мельче, чем масштаб объекта А

Б

А

Б

А

Масштаб объекта Б крупнее, чем масштаб объекта А

оси (качает крыльями). При левом крене центральная точка "уходит" вправо от точки надира, из-за чего масштаб части АФС, расположенной справа по лёту, становится мельче. При правом крене всё наоборот.

n,o

n

о

n

о

Б

А

Масштаб объекта Б мельче, чем масштаб объекта А

Б

А

Б

А

Масштаб объекта Б крупнее, чем масштаб объекта А

При рыскании изменяется угол между продольной осью самолета и направлением полета. Это не приводит к дополнительным искажениям масштаба, в пределах одного снимка, однако зона перекрытия становится трапециевидной, что затрудняет дальнейшую интерпретацию.

точки находятся на меняющемся расстоянии от центра проекции, что приводит к искажению изображения по сравнению с плановой проекцией.

Точки, находящиеся на возвышенностях, на снимке "отодвигаются" дальше от главной точки снимка, а находящиеся в понижениях – "приближаются" к ней.
При этом, естественно, искажается и масштаб: объекты на возвышенностях выглядят крупнее, объекты в низинах – мельче.

∆r – смещение на снимке до положения на плановой проекции (поправка),
r – расстояние от точки до главной точки снимка,
Н – средняя высота съемки над местностью,
h – превышение точки над средней высотой местности.

получается из-за того, что каждый из двух глаз видит взаимное расположение объектов под своим углом зрения.

левый

правый

Мозг обрабатывает информацию, создавая общую объемную картину.
Важно, что при этом зрачки находятся в постоянном движении, и эта объемная картина непрерывно корректируется.

местности, снятый с двух разных точек. Если создать такие условия, при которых каждое из изображений будет видеть только один глаз, то мозг обработает эту информацию, создавая объемную картину рельефа территории.

Зона перекрытия на рабочих частях снимков

Задачу разделения изображений
(левый глаз видит только левый снимок, а правый глаз – только правый) решает стереоскоп:
1 – большое зеркало; 2 – линза;
3 – малое зеркало; 4 – место для носа

Стереоскоп
зеркально-линзовой

вертикальный масштаб, как правило она более контрастная, чем сама местность (то есть, вертикальный масштаб кажется сильно преувеличенным по отношению к горизонтальному).
Степень искажения контрастности рельефа –
коэффициент пластичности АФС:
С = (ρ / f)  (bcн / bгл), где
ρ – расстояние лучшего видения (~250 мм),
f – фокусное расстояние камеры,
bcн – базис снимка, bгл – глазной базис
(расстояние между зрачками – 60-70 мм).

Фактически коэффициент пластичности АФС зависит только от фокусного расстояния камеры. При работе на равнинной местности контрастность рельефа на АФС лучше увеличить, чтобы подчеркнуть его морфологию, поэтому применяют короткофокусные объективы. При работе в горной местности, где рельеф и так контрастен, применяют длиннофокусные объективы.

Что реально влияет на коэффициент пластичности АФС?

1. Цвет (фототон)
По фототону можно идентифицировать состав пород при наличии хорошей предварительной информации. Обычно светлый фототон имеют известняки и другие карбонатные породы, а также граниты, темный – глинистые породы, основные магматические породы.
Оттенки зависят от особенностей состава.

Прямые признаки:

Дешифровочные признаки

NB! В районах с расчлененным рельефом фототон зависит не только от цвета пород, но и от экспозиции склона, на котором эти породы выходят! Тень очень просто можно принять за темный фототон самих пород!

складки, дайки, астроблемы и т.д.)

Складки. Северный Тарим. Синь-Дзянь. Китай. GoogleEarth

по характерным рисункам земной поверхности на АФС. Например, массивы гранитов часто имеют характерный сетчатый рисунок на АФС за счет хорошо развитой регулярной сети трещин, карбонатные комплексы иногда опознаются по характерному рисунку карстового рельефа с мелкими бессточными западинами, обычно незакономерно расположенными.

Сетчатый рисунок фототона гранитного массива. АФС из учебной коллекции

Сетчатый рисунок фототона гранитного массива Оротау. Казахстан. GoogleEarth

разрушению и способу разрушения.
По легко разрушающимся породам образуются понижения и сглаженные формы рельефа, по прочным – поднятия, обрывы, скалы.

2. Растительность и типы почв. На густоту и тип растительности влияет обводненность горных пород и/или элювиальных отложений, по ним образовавшимся. Зависят от свойств пород: состава, пористости, трещиноватости, устойчивости к выветриванию и т.д.

3. Следы антропогенного воздействия (строительные объекты, поля, карьеры, отвалы и т.д.) чаще затрудняют дешифрирование, но иногда и способствуют идентификации геологических объектов.

на определенных слоях. Один из слоев разрабатывается карьером на замыкании складки

практически не различаются,
но геоморфологически выражены очень хорошо

и карьерами, вскрывающими эти пласты. Сама складка дешифрируется с трудом, но карьеры точно показывают выходы пластов угля.

и карьерами, вскрывающими этот пласт. Сама складка дешифрируется с трудом, но карьеры точно показывают выходы пласта каменного угля.

АФС размером 1818 см

Определите крен и тангаж самолета (качественно)
по положению на АФС точки надира и главной точки

Есть ли шанс увидеть стереоэффект, если взять два снимка не подряд, а через один?

Определите базис АФС размером 3030 см