Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Реферат

“Современные цифровые снимки высокого и сверхъестественного разрешения”

Содержание

• Введение
• Глава 1. Космические снимки высокого разрешения
• Глава 2. Использование снимков высокого пространственного разрешения
• Мониторинг вырубок леса с использованием космических снимков высокого разрешения
• Глава 3. Особенности использования космических снимков высокого и сверхвысокого пространственного разрешения при диагностике объектов техносферы
• Заключение
• Библиографический список
• Введение
• Как известно пространственное разрешение характеризует размер наименьших объектов, различимых на космическом снимке. В зависимости от решения различных задач используются снимки с разным пространственным разрешением. Снимки с высоким пространственным разрешением позволяют получить более детальное изображение местности, но в то же время охват территории таким снимком будет меньше, чем со снимка с более низким разрешением.
• Пространственное разрешение фотографических снимков зависит от высоты съемки, свойств объектива съемочной аппаратуры, разрешающей способности негативной пленки и фотобумаги. Разрешение снимков, полученных оптико-электронными съемочными системами (сканерами), определяется размером пикселя.
• Изображение на снимке малых объектов зависит от нескольких факторов. Один из них - контраст изображения. Резко выделяющиеся на фоне соседних объекты на снимке воспроизводятся даже при меньших размерах, чем малоконтрастные. Объекты разной формы также воспроизводятся по-разному. Примером может служить изображение линейных и площадных объектов. Существенно влияет на изображение яркость, высокая степень яркости преувеличивает размеры предметов на фоне других

По пространственному разрешению (размеру на местности минимального изображающегося элемента LR) снимки разделяют так:

1. Снимки низкого разрешения (измеряется километрами,LR> > 1000 м). Такое разрешение характерно для сканерных и тепловых инфракрасных снимков с метеоспутников, включая геостационарные, и для снимков, получаемых сканерами малого разрешения с ресурсных спутников, где основные изображающиеся объекты -- облачность, тепловая структура вод океана, крупнейшие геологические структуры суши.

2. Снимки среднего разрешения (сотни метров,LR = 100 -- 1000 м), на которых отображаются многие природные объекты, но в большинстве случаев не воспроизводятся объекты, связанные с хозяйственной деятельностью. Это снимки, получаемые сканерами среднего разрешения, и тепловые инфракрасные снимки с ресурсных спутников.

3. Снимки высокого разрешения (десятки метров, LR = 10 -- 100 м), на которых изображаются не только природные, но и многие хозяйственные объекты. Высокое разрешение характерно для наиболее широко используемых сканерных снимков с ресурсных спутников и фотографических снимков с пилотируемых кораблей, орбитальных станций, автоматических картографических спутников. Поскольку размерность большинства изучаемых географических объектов находится как раз в этих пределах, снимками этой группы удовлетворяется большинство географических задач. Но для решения этих задач они неравноценны. Поэтому эта группа подразделяется на две подгруппы:

а) снимки относительно высокого разрешения(30--100м), получаемые главным образом сканирующей аппаратурой с ресурсных спутников для решения оперативных задач и обзорного тематического картографирования; б) снимки высокого разрешения (10--30м) -- это фотографические, сканерные и ПЗС-снимки с ресурсно-картографических и ресурсных спутников, используемые для детального тематического картографирования.

4. Снимки очень высокого разрешения (единицы метров, LR = 1 - 10 м), на которых отображается весь комплекс природных и хозяйственных объектов, включая населенные пункты и транспортные сети. Снимки получают длиннофокусной фотографической и аппаратуройПЗС-съемкис картографических спутников для решения задач топографического картографирования.

5. Снимки сверхвысокого разрешения (доли метра,LR< 1 м), детально отображающие населенные пункты, промышленные, транспортные и другие хозяйственные объекты. Эти снимки получают с использующих аппаратуру ПЗС-съемки специализированных спутников для детальной съемки и крупномасштабного топографического картографирования. К данной группе относится и весь огромный массив аэрофотоснимков.

При классификации снимков по масштабу следует учитывать, что для фотографических снимков принято указывать оригинальный масштаб снимков, получаемых при съемке; для сканерных же снимков принимают масштаб, наиболее широко используемый при визуализации изображения.

Глава 2. Использование снимков высокого пространственного разрешения

Мониторинг вырубок леса с использованием космических снимков высокого разрешения.

Для обширных лесных территорий России, расположенных в различных лесорастительных зонах и отличающихся большим породным разнообразием, наиболее эффективным является мониторинг с использованием космических снимков. Современные средства космической съемки позволяют получать наиболее оперативную и достоверную информацию о состоянии лесов и хозяйственной деятельности на любой самой удаленной территории, что практически недостижимо при наземных обследованиях.

В филиале ФГУП “Рослесинфорг” “Запсиблеспроект” мониторинг лесов и использования земель лесного фонда с применением космических снимков проводится последние несколько лет. Объектами дистанционного мониторинга являются лесничества Алтайского края, Республики Алтай, Кемеровской, Новосибирской, Омской, Свердловской, Томской, Тюменской областей, Ханты-Мансийского автономного округа -- Югры, Ямало-Ненецкого автономного округа.

В настоящее время в филиале ФГУП “Рослесинфорг” “Запсиблеспроект” применяется четырехэтапная технологическая схема проведения дистанционного мониторинга незаконных рубок леса и использования земель лесного фонда.

На первом этапе проводятся подготовительные работы по приему первичных материалов от департаментов лесного хозяйства по федеральным округам: копии лесных деклараций, копии договоров купли-продажи лесных насаждений, ведомости материально-денежной оценки лесосек, копии технологических карт разработки лесосек, данные государственного лесного реестра и статистической отчетности.

Проводится анализ первичных материалов, полнота и качество оформления предоставленных материалов, при необходимости составляются перечни замечаний, которые направляются в департаменты лесного хозяйства по федеральным округам с целью надлежащего оформления материалов субъектами РФ.

Затем выполняется создание векторного слоя границ лесных участков, по данным лесных деклараций и материалов отводов с заполнением атрибутивной информации, которая включает данные о лесничестве, квартале, выделе, виде использования лесов, площади лесосеки, ликвидном запасе на площади лесосеки, разрешительном документе на проведение рубки, арендаторе (лесопользователе), способе рубки.

На втором этапе приобретаются материалы космической съемки в панхроматическом или многозональном режиме с пространственным разрешением не хуже 5 м со спутников SPOT-5, ALOS (PRISM), WorldView -- 1,2, QuickBird, RapidEye, выполняется создание каталогов полученных космических снимков. Далее проводится анализ космических снимков с последующим удалением сцен с высокой облачностью и прочими недостатками. Создаются векторные схемы покрытия космическими снимками объектов мониторинга.

При необходимости проводится цветовая коррекция, географическая привязка и ортотрансформирование космических снимков, создание мозаик в программном комплексе ENVI.

Для выявления изменений на территориях лесного фонда эффективно создание синтезированных изображений (мультивременных композитов), получаемых путем слияния спектральных каналов разновременных космических снимков с интервалом в 1 год.

Космическая съемка для обеспечения задач мониторинга лесов должна проводиться в весенний, летний или осенний сезоны, преимущественно в вегетационный период. Зимняя съемка при наличии снежного покрова может применяться как исключение в качестве дополнения к съемкам в бесснежный период для подчеркивания контраста некоторых объектов.

На третьем этапе выполняется совмещение подготовленных космических снимков с границами квартальной сети, лесных выделов и созданным векторным слоем лесных участков.

Проводится контурное дешифрирование используемых лесных участков по мультивременному композиту и космическим снимкам текущего года.

В процессе дешифрирования данных космической съемки производится вычисление площадей вырубок и лесных участков, используемых в отчетном году, оценивается соблюдение требований лесного законодательства при использовании лесов по их видам, выявляются и анализируются участки незаконных рубок, недорубов, участки с незаконным использованием земель лесного фонда. При оценке состояния мест рубок устанавливается соответствие их параметров нормативным требованиям: правилам заготовки древесины, лесной декларации.

Точность определения площади вырубок на космическом снимке зависит от размеров вырубки, ее формы и пространственного разрешения космического снимка.

На четвертом этапе проводятся выборочные натурные обследования вырубок с выявленными нарушениями лесного законодательства. Проверка площади используемых лесных участков осуществляется путем геодезической съемки их границ.

Результат работ, проведенных в России, показал, что существующая технология успешно применяется при мониторинге организации и состояния лесопользования с целью сокращения незаконного использования земель лесного фонда.

Глава 3. Особенности использования космических снимков высокого и сверхвысокого пространственного разрешения при диагностике объектов техносферы

Специфика технологии космической диагностики объектов техносферы предполагает использование космических снимков высокого и сверхвысокого пространственного разрешения, каждые из которых обладают определенными преимуществами в конкретных задачах.

Использование снимков с таких космических систем сверхвысокого разрешения как Ikonos и QuickBird несмотря на свое уникальное разрешение и детальность иногда оказывается нецелесообразным.

Речь идет, прежде всего, о многокилометровых трубопроводных трассах, которые проходят по протяженным территориям.

При проведении космической трассодиагностики на острове Сахалин для выявления трассы с требуемой точностью достаточным оказалось использование космического снимка, полученного с Landsat-7.

Космические снимки сверхвысокого разрешения незаменимы при выявлении точечных и небольших линейных объектов, а также их многочисленных узлов и элементов в условиях индустриального окружения. Кроме того, они эффективно используются для уточнения информации, полученной с систем более низкого разрешения.

Однако излишняя детальность снимков сверхвысокого разрешения иногда приводит к их перегруженности информацией и это мешает визуальному восприятию объектов. Исследуемый объект “теряется” в окружающей среде.

Снимки более низкого разрешения генерализируют изображение, маскируя мелкие детали. Решая задачи трассодиагностики нужно рационально подходить к выбору космического снимка, руководствуясь протяженностью трассы, характеристиками объекта и точностью выявления в каждом конкретном случае.

Заключение

1. Дворкин, Б.А. Новейшие и перспективные спутники дистанционного зондирования Земли / Б.А. Дворкин, С.А. Дудкин // Геоматика. - 2013. - №2. - С. 16-36.

2. Лабутина, И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков: учебное пособие для студентов вузов / И.А. Лабутина. - М.: Аспект Пресс,2004. - 184 с.

3. Шалькевич, Ф.Е. Методы аэрокосмических исследований: курс лекций / Ф.Е. Шалькевич. - Минск.: БГУ, 2006. - 161 с.

Размещено на Allbest.ru