Особенности дешифрирования. Составление фотоплана. Использование стереоэффекта снимков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Нижневартовский государственный университет”

Естественно-географический факультет

Кафедра географии

Реферат по дисциплине “Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий”

«Особенности дешифрирования. Составление фотоплана. Использование стереоэффекта снимков»

10 вариант

г. Нижневартовск 2015

Содержание

дешифрование фотографический стереоэффект

Введение

1. Особенности дешифрирования с помощью компьютерных программ

2. Составление фотоплана

3. Использование стереоэффекта снимков

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В данном реферате мы рассмотрим особенности дешифрования с помощью компьютерных программ, виды дешифрования и задачи автоматизированного дешифрирования. Дешифрирование получило новый толчок в развитии благодаря реализации компьютерных методов обработки снимков. Существует ряд преимуществ по сравнению с «классическим» дешифрированием: большой объем обрабатываемой информации за раз из различных источников; скорость обработки; большая величина точности дешифрирования при использовании комбинации методов. Все это стало возможным благодаря необычайному росту производительности современных компьютеров за последнее время.

Так же рассмотрим, что включает в себя составление фотоплана, процесс обработки и дешифрирование фотопланов. В итоге изучим стереоэффекты снимков и их использование. В зрительном восприятии Стереоэффект - ощущение протяжённости пространства и рельефности объектов, возникающие благодаря стереоскопическому зрению, при наблюдении реальных объектов двумя глазами, а также при рассматривании стереофотографий - стереопар с помощью стереоскопа, растровых стереоизображений, голограмм, стереограмм и других искусственных изображений. В акустике, звукозаписи и радиовещании Стереоэффект означает создание «эффекта присутствия» при воспроизведении фонограмм (трансляции) звуков, записанных на два или более микрофонов, разнесённых в пространстве и направленных в разные стороны, аналогично слуховому аппарату человека с нормальным слухом.

1. Особенности дешифрирования с помощью компьютерных программ

Дешифрирование - это метод исследования по снимкам территорий, акваторий и атмосферных явлений на основе зависимости между свойствами объектов и характером их воспроизведения на снимках.

Алгоритмы шифрования и дешифрования данных широко применяются в компьютерной технике в системах сокрытия конфиденциальной и коммерческой информации от злонамеренного использования сторонними лицами. Главным принципом в них является условие, что передатчик и приемник заранее знают алгоритм шифрования, а также ключ к сообщению, без которых информация представляет собой всего лишь набор символов, не имеющих смысла. [1,54]

Дешифрирование включает обнаружение, распознавание, интерпретацию, а также определение качественных и количественных характеристик объектов и отображение результатов в графической (картографической), цифровой или текстовой формах.

Различают дешифрирование снимков общегеографическое (топографическое), ландшафтное и тематическое (отраслевое) геологическое, почвенное, лесное, гляциологическое, сельскохозяйственное и др.

Дешифрирование делят на визуальное и компьютерное, однако это деление условно, так как визуально дешифрируют и фотоотпечатки, и пиксельные снимки на экране компьютера. Визуальное распознавание объектов базируется на знании их дешифровочных признаков, а глубина интерпретации существенно зависит от географической подготовки дешифровщика. Компьютерное дешифрирование включает также методы автоматизированной классификации исследуемых объектов.[1,98]

Дешифрирование выполняется по принципу от общего к частному. Всякий снимок - прежде всего информационная модель местности, воспринимаемая исследователем как единое целое, а объекты анализируются в развитии и неразрывной связи с окружающей их средой.

Тематическое дешифрирование выполняют по двум логическим схемам. Первая предусматривает вначале распознавание объектов, а затем их графическое выделение, вторая - вначале графическое выделение на снимке однотипных участков, а затем их распознавание. Обе схемы завершаются интерпретацией, научным толкованием результатов дешифрирования. При компьютерном дешифрировании эти схемы реализуются в технологиях кластеризации и классификации с обучением.

Объекты на снимках различают по дешифровочным признакам, которые делят на прямые и косвенные. К прямым относят форму, размер, цвет, тон и тень, а также сложный объединяющий признак - рисунок изображения. Косвенными признаками служат местоположение объекта, его географическое соседство, следы взаимодействия с окружением.[5,115]

При косвенном дешифрировании, основанном на объективно существующих связях и взаимообусловленности объектов и явлений, дешифровщик выявляет на снимке не сам объект, который может и не изобразиться, а его индикатор. Такое косвенное дешифрирование называют индикационным, географическую основу которого составляет индикационное ландшафтоведение. Его роль особенно велика, когда прямые признаки теряют значение из-за сильной генерализованности изображения. При этом составляют особые индикационные таблицы, где для каждого типа или состояния индикатора указан соответствующий ему вид индицируемого объекта.

Индикационное дешифрирование позволяет от пространственных характеристик переходить к временным. На основе пространственно-временных рядов можно установить относительную давность протекания процесса или стадию его развития. Например, по гигантским речным меандрам, оставленным в долинах многих сибирских рек, по их размерам и форме оценивают расходы воды в прошлом и происходившие изменения.

Одной из важных задач автоматизированного дешифрирования является классификация изображений топографических объектов. Под классификацией, как предварительным этапом распознавания, понимается разделение изображений топографических объектов на группы, однородные по заранее заданным критериям. В результате классификации не выполняются распознавание и точное определение типов объектов. Однако правильно выполненная классификация изображений топографических объектов значительно упрощает последующий процесс их распознавания, повышает полноту и вероятность распознавания, а следовательно и эффективность дешифрирования в целом.

2. Составление фотоплана

Фотопланом называют фотографическое изображение участка местности, составленное из рабочих площадей трансформированных аэроснимков.

Дешифрирование фотопланов или аэроснимков городов заключается в опознавании объектов и контуров местности, имеющихся на фотоплане или аэроснимках, определении их характеристик и в вычерчивании опознанных объектов и контуров.

По фотопланам и отдельным контактным отпечаткам является возможность определить в лесах следующие элементы: а) породу и относительный возраст леса; б) дороги и тропинки; в) водные пространства - реки, озера, болота, ручьи; г) места, не покрытые лесом; д) населенные пункты в лесах.[7.54] При таксационных работах оконтуриваются лесные контуры и камерально отчасти выявляются таксационные данные. Для облегчения такого камерального дешифрирования составляется на основании опытных полетов альбом аэрофотоснимков леса: разных пород, возрастов, густоты насаждения и пр.

На фотопланах получают достаточно четкие изображения не только отдельных сельскохозяйственных угодий, но и их качественного состояния. Кроме того, материалы аэрофотосъемки используют для поддержания земельно-кадастровых данных на современном уровне.

С такого фотоплана можно получить любое количество фотокопий, предварительно дополнив оригинал необходимыми надписями.

Полевое дешифрирование фотопланов или аэроснимков - наиболее сложный процесс, так как этой работой определяется содержание топографического плана города, а следовательно, и его полноценность. При дешифрировании к фотоплану придается комплект аэроснимков ( контактная печать) для стереоскопического просмотра, что в значительной мере облегчает работы по дешифрированию фотопланов.

Для составления фотоплана снимки подвергают дополнительной обработке, в процессе которой их приводят к одному масштабу как во всех частях одного и того же снимка, так и между отдельными снимками. Это достигается путем трансформирования снимков, которое производится на приборах, называемых трансформаторами.

При дешифрировании фотопланов городов учитывают поправки за сдвиг, если они превышают 0 3 мм на плане.

При дешифрировании фотопланов городских территорий масштаба

1: 2000, кроме характеристики зданий, выделяют пристройки под одной крышей с подразделением их на жилые и нежилые. Так же выделяют границы индивидуальных и других владений с показанием ситуации в каждом владении (сад, огород и пр.) [3,124] При дешифрировании производят обмеры зданий, результаты которых записывают в специальный журнал. Особенно тщательно проводят дешифрирование фотопланов, которые имеют большую нагрузку.

3. Использование стереоэффекта снимков

Стереоэффект - это пространственное восприятие объекта при рассматривании двух его плоских перспективных изображений.

Стереоэффект возникает при соблюдении следующих основных условий: каждый глаз воспринимает только одно изображение; изображения размещены относительно глаз, чтобы соответственные (от одноимённых точек) зрительные лучи пересекались; разномасштабность изображений не превышает 16%. [4,89] Различают прямой, обратный и нулевой Стереоэффект. Прямой Стереоэффект соответствует действительному пространственному положению точек объекта и возникает, если левое и правое изображения рассматриваются соответственно левым и правым глазом. Перемена изображений местами приводит к обратному, а поворот их на 90 градусов -- к нулевому Стереоэффекту (плоскому восприятию).

Получение Стереоэффекта облегчается при использовании Стереоскопа. Стереоэффект достигается программными средствами на экране компьютерного монитора. Никакой специальной дорогостоящей аппаратуры не требуется: обычный компьютер с двумя мониторами, один из которых является высокочастотным (100 - 120 кадров в секунду), видеокарта, способная работать одновременно с двумя мониторами, и специальные стереоочки, позволяющие видеть каждый из кадров стереопары строго одним глазом. При этом кроме стереопары достаточно иметь топокарты с отметками высот в некоторых точках.

Снимки стереопары специальным образом подготавливаются в одной из старших версий программы PhoTopol, после чего дальнейшую их обработку можно выполнять в обычном TopoL-е с описанной аппаратной конфигурацией и дополнительным программным модулем стереовидения. Оцифровка выполняется в трехмерном пространстве с записью высот в каждой точке. Однако для оцифровки в стерео трехмерном представлении требуется навык, так как курсор на экране перемещается еще и по высоте (колесиком мышки). Производительность оцифровки здесь может заметно снизится.[7,98]

При обработке снимков универсальным методом необходимо иметь снимки, составляющие стереопару и подученные одним фототеодолитом. Снимки стереопары обрабатываются (измеряются) на универсальных приборах: стереопроекторе, стереографе, стереоавтографе и др.

При использовании приборов, у которых фокусное расстояние проектирующих камер устанавливается независимо один от другого (стереограф, стереоавтограф и др.), можно использовать стереопару снимков, полученных разными фотокамерами.

В результате обработки снимков на универсальных приборах получается чертежный план фасада сооружения в заданном масштабе. На универсальных приборах можно определять и координаты точек, расстояния между точками, высоту конструктивных элементов сооружения.

Заключение

В заключении отметим что, дешифрирование мелкомасштабных изображений представляет собой научную дисциплину, которая совершенствуется из года в год. Космическая съемка для решения народнохозяйственных задач становится все более планомерной по настоящему широкие перспективы открылись перед дистанционным зондированием только с развитием компьютерных технологий, переносом всех основных операций по обработке и использованию данных съемок на компьютеры, особенно в связи с появлением и широким распространением геоинформационных технологий, ГИС.

Дистанционное зондирование сегодня - это огромное разнообразие методов получения изображений буквально во всех диапазонах длин волн электромагнитного спектра от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной и радиодиапазона, самая различная обзорность изображений - от снимков с метеорологических геостационарных спутников, охватывающих практически целое полушарие, до детальных аэросъемок участка в несколько сот квадратных метров. Пространственное разрешение может варьировать, соответственно, от нескольких километров до сантиметров.

По снимаемым спектральным диапазонам они могут различаться как полученные в одном спектральном диапазоне (чаще всего в широком видимом участке спектра, тогда их называют панхроматическими), съемки в реальных или условных цветах, когда одновременно совместно фиксируются 2 или 3 зоны спектра на одной и той же фотопленке (и дальше изображения в этих зонах уже реально неразделимы) и съемки многозональные - самый информативный и перспективный вид съемок, когда одновременно, но раздельно фиксируются несколько изображений в различных зонах спектра. Их может 3, 4, 5, 7 и даже больше, вплоть до недавно фантастических значений в несколько десятков и даже сотен узких спектральных зон. Если этих зон больше 16, то такие снимки уже называют не многозональными или мультиспектральными, а гиперспектральными. Такие съемки позволяют изучать спектры отражения объектов местности столь детально, что можно определить типы и даже конкретные виды растительности, горные породы и почвы, определить состав пленки загрязнений на поверхности воды, материал, из которого выполнено дорожное покрытие. Правда, в космическом варианте гиперспектральные съемки еще дело будущего.

В настоящее время обработку полученных изображений ведут с помощью специальных компьютерных комплексов -- Цифровых фотограмметрических станций (ЦФС) -- например, Intergraph ImageStation или PHOTOMOD.[8,59] При этом дополнительно выполняются коррекции перспективы, дисторсии и иных оптических искажений, цветовая и тоновая коррекция полученных снимков, сшивка смонтированного фотоплана в единое изображение, каталогизация изображений, совмещение их с уже существующими картографическими материалами, включение в Географические информационные системы (ГИС) и пр.

Список использованной литературы

1. Аковецкий, В. И. Дешифрирование снимков - М., Недра 1983.

2. Дементьев, В.Е. Д-30 Современная геодезическая техника и ее применение: учеб. пособие /В.Е. Дементьев .- М. : Лобанов А.Н. Фотограмметрия.-М.: Недра, 1984.

3. Буров М.И., Б.В. Краснопевцев, А.П. Михайлов. Практикум по фотограмметрии. -М: "Недра", 1987.

4. Куштин И.Ф., Бруевич П.Н., Лысков Г.А.Справочник техника фотограмметриста. М.: “Недра”, 1988.

5. Геодезия. Геодезические и фотограмметрические приборы: Справочное пособие./ Н.Н. Воронов, Н.С. Плотников, Е.И. Калантаров и др. -М: "Недра", 1991.

6. Лобанов А.Н., М.И. Буров, Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. М: "Недра", 1987.

7. Обиралов А.И., Лимонов А.Н., Гаврилова Л.А. Фотограмметрия и дистанционное зондирование Земли. Изд-во Колос, 2006.

8. Тюфлин Ю.С. Космическая фотограмметрия при изучении планет и спутников. М.:Недра,1986.

Размещено на Allbest.ru