Аэрокосмические методы в лесном деле. Контрольная Аэрокосмические. Аэрокосмические методы в лесном деле Содержание
 Скачать 35.63 Kb.
|
|
Аэрокосмические методы в лесном деле Содержание Вариант №1 Введение…………………………………………………………………..2 Какие виды аэрофотосъемки применяют в лесном хозяйстве?.............2 Каковы причины искажения изображений на аэрофотоснимках и способы их устранения…………4 Какие виды дешифрирования Вы знаете?................................................4 В чем сущность разности продольных параллаксов?.............................5 Для каких целей закладывается таксационно-дешифровочная пробная площадь (ТДПП)?.......................................................................................6 Что такое дистанционные методы в изучении лесов?............................7 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АЭРОФОТОСЬЕМКИ………………………..8 Интернет – ресурсы……………………………………………………...10 Введение Аэросъемка является одним из основных методов оперативного получения сведений о земной поверхности. Исключительно богатая информация и высокая точность фотографического (цифрового) изображения в сочетании с универсальностью и экономичностью обеспечили широкое внедрение ее в различные отрасли народного хозяйства и науки. В последние два десятилетия начинают применяться данные дистанционного зондирования из космоса и ГИС-технологии. Однако перечень задач, решаемых в рамках мониторинга на разных территориях, различен. Преимущественно это актуализация данных лесоинвентаризаций, охрана лесов от пожаров, частично - контроль за состоянием лесов, порядком лесопользования и ходом лесовосстановления. В настоящее время мониторинг совершенствуется, что должно обеспечивать более эффективное решение на современной и перспективной научно-технической базе как традиционных, так и новых задач. 1.Какие виды аэрофотосъемки применяют в лесном хозяйстве? Плановая аэрофотосъёмка - фотографирование местности одним или двумя аэрофотоаппаратами при отклонении оптической оси на угол не более 3° относительно вертикальной оси съёмки. Масштаб планового аэрофотоснимка различен не только в разных его частях, но и в каждой точке. Он неодинаков также для различных направлений. Плановые аэрофотоснимки используют при лесоустройстве для составления фотоабрисов, опознавания границ, просек, ходовых линий, топографической ситуации и уверенного ориентирования в лесу, а также для контурного и лесотаксационного дешифрирования, составления лесоустроительных планшетов и др. лесных карт. Перспективная аэрофотосъёмка - фотографирование местности одним или двумя аэрофотоаппаратами при отклонении оптической оси на требуемые углы (>3°) относительно вертикали. Перспективные аэрофотоснимки в разных частях имеют резкие различия в масштабах изображения, зависящие от того, в каком направлении взят измеряемый отрезок. Поэтому перспективные аэрофотоснимки для картографирования обычно не применяют, их применяют при обзорных съёмках лесной территории и для получения общего представления о характере рельефа. В зависимости от характера покрытия местности различают аэрофотосъёмку кадровую, маршрутную и площадную. Кадровая аэрофотосъёмка - съёмка серии кадров отдельных объектов местности с самолёта, вертолёта или иного носителя с помощью аэрофотоаппарата, телевизионной камеры и др. Наиболее распространены кадровые изображения, получаемые в процессе одинарной плановой (перспективной) аэрофотосъёмке в обзорных целях или при проведении специальных видов осмотра лесов (фотостатистическая инвентаризация лесного фонда, освидетельствование мест рубок и Др.). К кадровой аэрофотосъёмке условно относят также стереопары из двух-трёх аэрофотоснимков. Крупномасштабная кадровая аэрофотосъёмка предъявляет особые требования к лётно-съёмочным трудам, техническим и лётным средствам. Маршрутная аэрофотосъёмка - воздушное фотографирование полосы местности по произвольному маршруту, последовательные аэрофотоснимки которого перекрываются на заданную величину продольного перекрытия, составляя обычно 56-60%. В зависимости от объекта, подлежащего аэрофотосъёмке, маршруты полётов могут быть прямолинейными (ряд кварталов леса, лесные полосы и Др.), ломаными, или криволинейными (вдоль русла реки, опушки леса и Др.). Маршрутная аэрофотосъёмка, состоящая из одного, двух или трёх маршрутов, применяется на лесотранспортных, водно-мелиоративных и др. работах, проводимых в пределах узкой полосы местности. Контроль прокладки маршрутов, выполненных по заданным линиям, осуществляется по отклонениям главных точек аэрофотоснимков от заданной линии на топографической карте. Площадная аэрофотосъёмка - фотографирование площади по нескольким перекрывающимся маршрутам. Для достижения стереоскопического эффекта аэрофотосъёмки проводят с продольным перекрытием соседних аэрофотоснимков. При площадной аэрофотосъёмке обеспечивают также поперечное перекрытие между аэрофотоснимками соседних маршрутов полета. Для снижения влияния воздушной дымки при аэрофотосъёмке применяют светофильтры. Аэрофотосъёмка в интересах лесного хозяйства обычно проводится летом, после полного распускания листьев, в безоблачные дни при высоте Солнца более 30°. Для получения бестеневых аэрофотоснимков крупномасштабную аэрофотосъёмку (1:1 000-1:2 000) иногда выполняют при сплошной облачности. При аэрофотосъёмке лесов применяют, как правило, спектрозональные типы аэроплёнок, которые обеспечивают распознавание хвойных и лиственных древесных пород. Маршрутную и площадную аэрофотосъёмку выполняют обычно с помощью съёмочных камер типа АФА-ТЭ, LMK, RC- 30 и др. Щелевая аэрофотосъемка - сущность щелевой аэрофотосъемки заключается в непрерывном фотографировании полосы местности на движущуюся пленку сквозь узкую щель в фокальной плоскости камеры, расположенную перпендикулярно направлению полета. Щелевой аппарат затвора не имеет, объектив ею все время открыт. При щелевой аэрофотосъемке происходит непрерывное экспонирование пленки, поэтому контактный отпечаток имеет на рулонной бумаге вид сплошной ленты. Движение пленки синхронизировано с движением изображения, что и обусловливает резкость снимка. Щелевая аэрофотосъемка имеет практическое значение для лесоустройства, различных лесоинженерных и лесохозяйственных целей.[1] 2.Каковы причины искажения изображений на аэрофотоснимках и способы их устранения: Погрешности снимка условно можно разделить на две группы: первая вызывает смещение изображений точек от центральной проекции, вторая - приводит к снижению качества снимков, и, следовательно, к ухудшению их измерительных свойств. К группе источников ошибок, вызывающих искажение центральной проекции, относятся атмосферная рефракция, механические и оптические недостатки камеры аэрофотоаппарата, деформация фотоплёнки, клинообразность светофильтра и др. Рассмотрим перечисленные источники ошибок более подробно. Атмосферная рефракция. Искривление хода световых лучей в пространстве вследствие влияния среды переменной плотности приводит к радиальному смещению изображений точек в направлении от точки надира. Обычно аэрофотосъемку выполняют однообъективным АФА для покадровой фоторегистрации, который отличается от обычного фотоаппарата максимально полной автоматизацией съёмочного процесса, применением дистанционного управления и контроля, большим форматом кадра. При плановой аэрофотосъемке (наиболее распространена) оптическая ось фотообъектива перпендикулярна земной поверхности (при этом АФА занимает горизонтальное положение). Для сохранения положения АФА неизменным в течение всего времени съёмки его стабилизируют при помощи гироскопических устройств. Перспективная аэрофотосъемка осуществляется при наклонных (по отношению к земной поверхности) положениях оптической оси; применяется в основном для получения обзорно-поисковой информации. Незначительные перспективные искажения изображения на аэрофотоснимке исправляют посредством специальных приборов – фототрансформаторов. Для уменьшения смещения изображения аэрофотосъемку выполняют с минимальными по длительности выдержками, а также используют оптическую или механическую компенсацию. При использовании оптических (зеркальных или клиновых) компенсаторов оптическое изображение смещается на фотослоев направлении, противоположном движению самолёта или другого носителя. При механической компенсации фотоплёнку перемещают в направлении смещения оптического изображения со скоростью, близкой к скорости носителя; экспонирование осуществляется через узкую щель, поэтому такие АФА называются щелевыми.[2] 3.Какие виды дешифрирования Вы знаете? Различают два вида дешифрирования фотоснимков: Топографическое; Специальное. Топографическое дешифрирование производиться с целью обнаружения (выявления), распознавания и получения характеристик объектов местности, которые должны быть изображены на топографической карте. Специальное дешифрирование снимков имеет целью получения (распознавание) по фотоизображению объектов местности, элементов ландшафта и других характеристик для той или иной отрасли. Специальное дешифрирование может быть военным, геологическим, лесным, геоморфологическим, гидрогеологическим, почвенным, нетеологическим, медицинским, радиологическим и т.д. Топографическое дешифрирование фотоснимков выполняется четырьмя методами: Полевым; Камеральным; Аэровизуальным; Комбинированным. Полевое дешифрирование предусматривает выполнение работ непосредственно на местности. Продвигаясь по намеченному маршруту, специалист выявляет все объекты, которые надо нанести на топографическую карту, в том числе и не изобразившиеся на фотоснимке. Опознанные объекты и их характеристики вычерчиваются на фотоснимке в условных знаках. Полевой метод дешифрирования применяется при создании топографических карт комбинированным методом, при обновлении топографических карт, при полевой подготовке фотоснимков, а также при создании эталонов дешифрирования. Недостаток метода: в его трудоёмкости и дороговизне. Камеральный метод дешифрирования фотоснимков предусматривает получение информации о местности по фотоснимкам без выхода в поле. Этот метод является основным и используется при СИМ АФТС. При этом методе широко используется всевозможный справочный материал и эталоны дешифрирования. Недостаток метода заключается в том, что он не может обеспечить 100% полноту и достоверность получения информации. Аэровизуальный метод дешифрирования объектов местности осуществляется с самолётов и вертолётов по фотоизображению снимков. Комбинированный метод дешифрирования предусматривает сочетание камерального и полевого дешифрирования. Основная тяжесть в данной комбинации принадлежит камеральному методу.[3] 4.В чем сущность разности продольных параллаксов? Разности продольных параллаксов измеряют на топографическом стереометре СТД-2. При этом аэроснимки устанавливают в кассеты стереометра так, чтобы главные точки аэроснимков совпадали с центрами вращения кассет. При помощи коррекционных приспособлений, поставленных в нулевое положение, аэроснимки тщательно ориентируют по начальным направлениям. Разности, продольных параллаксов намеченных точек измеряют обычным способом. Обработку материалов выполняют при расположении аэроснимков справа налево, причем за начальную принимается главная точка правого снимка. Высоту фотографирования определяют по показаниям радиовысотомера. Если показания радиовысотомера для части аэроснимков отсутствуют или не могут быть достаточно надежно отнесены к определенным точкам (точнее площадкам) местности, для определения высоты фотографирования используют показания статоскопа и превышения между главными точками аэроснимков, вычисленные по измеренным разностям продольных параллаксов. Превышения подсчитывают по формуле дифференцированного способа. При вычислении фотограмметрических высот точек сначала определяют отметки главных точек аэроснимков. При этом фотограмметрическая передача высот производится до последней главной точки маршрута, имеющей отметку, определенную из аэронивелирования или с карты масштаба 1:100 000. Полученную невязку распределяют пропорционально числу передач. При наличии в середине хода точек, отметки которых известны, обычным способом вводят поправки за прогиб модели. Таким образом, все главные точки будут иметь отметки, исправленные за продольные углы наклона и прогиб модели.[4] 5.Для каких целей закладывается таксационно-дешифровочная пробная площадь (ТДПП)? При проведении научных исследований в лесном хозяйстве и для различных целей в лесоустройстве закладывают пробные площади. Они требуются для тренировки глазомера таксатора (тренировочные пробные площади), для определения объема выбираемого запаса при рубках ухода, для оценки товарной структуры древостоев, при исследовании хода роста и для других целей. На пробных площадях выполняют комплекс лесотаксационных работ, из которых основным является детальный сплошной перечет деревьев. При проведении таксации пробных площадей есть ряд общих правил. В то же время специфика выполнения разных работ (исследования, тренировка глазомера таксатора и т.д.) накладывает свои особенности на проведение работ. Пробные площади закладывают, отступая от квартальных просек, дорог, опушек леса, вырубок и других не покрытых лесом земель не менее чем на 30 метров. Размер пробной площади и её секций определяют исходя из требования наличия на пробе в приспевающих и спелых древостоях не менее 200 деревьев основного элемента леса. В молодняках на пробе должно быть в наличии не менее 400-500 деревьев .Проба в молодняках должна иметь площадь не менее 0,25га. При этом, если число деревьев на такой пробе слишком велико, то перечет деревьев производят на части пробы (секции) с количеством деревьев не менее 400 штук. При закладке тренировочных и таксационно-дешифровочных пробных площадей в спелых и перестойных насаждениях, в расстроенных древостоях, в насаждениях со средним диаметром более 50см, а также если в составе древостоя имеется четыре и более древесные породы, то, допустимо устанавливать размер пробной площади, исходя из наличия на ней не менее 100 деревьев основного элемента леса. Пробные площади для изучения эффективности рубок главного и промежуточного пользования закладывают в наиболее распространенных в данном объекте насаждениях, нуждающихся в проведении соответствующих рубок. Тренировочные пробные площади должны быть заложены в типичных, а также в наиболее сложных для тaкcaции древостоях, с учетом распространения таких насаждений в объекте лесоустройства . Таксационно-дешифровочные пробные площади закладывают в типичных древостоях с учетом особенностей строения полога насаждений.[5] 6.Что такое дистанционные методы в изучении лесов? Под дистанционным мониторингом использования лесов подразумевается систематическое слежение за состоянием использования лесов с целью своевременного выявления и прогнозирования развития процессов, оказывающих негативное воздействие на леса на основе дешифрирования материалов космической съемки. Государственная инвентаризация лесов проводится наземными и космическими способами с использованием методов статистической выборки. Аэрокосмические способы применяются в целях своевременного выявления и прогнозирования развития процессов, оказывающих негативное воздействие на леса, преимущественно в зонах их интенсивного использования. Наземные способы применяются для определения количественных и качественных характеристик лесных участков, а также для проведения оценки эффективности осуществления мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов. Масштабы работы по инвентаризации российских лесов настолько велики, что специалисты полагают: полный цикл инвентаризации составит 10-15 лет. Космический мониторинг является составной частью выполнения работ по лесоустройству и инвентаризации лесов. Особенно важное значение он имеет для обширных лесных территорий России. Современные средства космической съёмки позволяют получать оперативную и достоверную информацию о состоянии лесов и хозяйственной деятельности на любой самой удаленной территории, что практически недостижимо при наземных обследованиях. А также проводить ретроспективный анализ территории, направленный на фиксацию начала и завершения тех или иных событий. Космическая съёмка для обеспечения задач мониторинга лесов должна проводиться в весенний, летний или осенний сезоны, преимущественно в вегетационный период. Зимняя съёмка при наличии снежного покрова может применяться как исключение в качестве дополнения к съёмкам в бесснежный период для подчеркивания контраста некоторых объектов. С помощью специализированных программных продуктов ENVI, ScanEx Image Processor и геоинформационной системы ESRI (ArcGIS) было проведено дешифрирование территории интереса как визуальным, так и автоматизированным способом.[6] 7.РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АЭРОФОТОСЬЕМКИ Расчетная часть контрольной работы Исходные данные для расчёта элементов аэрофотосъёмки
Длина сторон трапеции (площади) аэрофотосъемки: Запад – Восток: А = ____30____км Север – Юг: С = _____40____км Где: А – длина площади (длина маршрута) С – ширина снимаемой площади 2. Площадь аэрофотосъемки: П = А • С = _30 х 40= ___1200__км2 = __120 000__га 3. Масштаб аэрофотосъемки: 1/m = 1 : 10 000 4. Размер аэрофотоснимка lхl = 18 х 18см 5. Процент перекрытия (заданные): а) Рх = продольного__60_____% б) Ру = поперечного__40_____% 6. Допустимый линейный сдвиг δ=_ 0,05_____мм, м 6. Фокусное расстояние камеры f = _100мм__1___см =__0.01__м 7. Разность высот точек местности h = __________м 8. Скорость полета самолета V =___120_____км/час=__ vm=120⋅1000/3600=_33,3__м/сек 9. Расстояние от аэродрома до снимаемого участка Lрасст_20_км Вычисление элемента плановой аэрофотосъемки Высота воздушного фотографирования: Н = f • m =____10000_х_0,01____=___100____м Длина сторон рабочей площади аэроснимка: 1х = l(100-Px)/100=1(100-60)/100=_0,4_ см 1y = l(100-Py)/100=1(100-40)/100= _0,6 _см Площадь местности, заснятая на одном аэроснимке: общая: Sсн=(l·m)2/10000=(10000) 2 /10000=10000 га=100 км2 рабочая:Sр=lx·ly(m/100)2=0,4х0,6(10000/100) 2 =0,24га=0,0024,км2 где: l, 1х, 1y в м Базис фотографирования: B = l·m(100-Px)/100=10000(100-60)/100= 4000 м. Расстояние между маршрутами: Д = l·m(100-Py)/100=10000(100-40)/100= 6000 м. Число маршрутов: Nмаршр = С / Д+l =40/6+1= 8 маршрутов Число снимков на маршруте: R = A / B + 2=30/4+2= 10 шт. Общее число аэроснимков на всю площадь снимаемого участка: Nобщее = Nмаршр • R =8х10= 80 шт. Максимально допустимая экспозиция: tmax= δ · m / V=0,05х10000/33,3= 15 c. Где: δ = 0,05 мм = 0,00005 м (максимально допустимый линейный сдвиг изображения точки местности на аэроснимке) V = 33,3 м/сек (скорость самолета) 10. Интервал между экспозициями: tинт = B/V = 4000/15= 266 м/33,3= 8 с. 11.Общая длина маршрутов (в пределах снимаемой территории) Lобщ = A • Nмаршр = 30х8= 240 км. 12.Общая длина пути самолета на аэроснимке Lпути = Lобщ + n • D = 240+8х6=288 км. Где: n – число заходов с маршрута на маршрут; Д - расстояние между маршрутами в км; 13.Количество съемочного времени: 1) Тс1 – время, необходимое на прохождение самолета всей длины пути на аэроснимке: всех маршрутов, на развороты и переходы на следующий маршрут: Тс1=Lпути / V = 288/120= 2,4 ч. 2)Тс2 – время, затрачиваемое на аэронавигационные расчеты в воздухе до начала каждого фотографирования и на пересъемку забракованных мест Тс2 = 0,2 • Тс1 =_0,2х2,4= 0,48час.=28,8 мин. 3)Количество съемочного времени: Тс = Тс1 + Тс2 = 2,4+0,48=2,88 час.=172,8 мин. 14.Несъемочное время: 1) Число полетов с аэродрома на съемочную площадь: n1 = Тс / tс = 2,88/20= 0,14ч.=8,4 мин tс – продолжительность аэрофотосъемки за один вылет (2,5 – 3 часа) 2) время на набор высоты и спуск самолета: Т1 = 10мин • n1 = 10 мин. х 0,14=1,4=84 мин. 3) время для перелета от аэродрома на снимаемую площадь и обратно: T2=2Lрасс·n1/V=2х20х8,4/120=2,8 час.=168 мин. где: Lрасст – расстояние от аэродрома до площади съемки, в км, V – скорость самолета, км/час 4) несъемочное время всего: Тн = Т1 + Т2 = 84+168=252 мин = 4,2часов 15.Общее летное время: Тлетное = Тс + Тн =2,88+4,2=7,08 часов Интернет - ресурсы: 1. http://www.woodyman.ru/ 2. https://studopedia.net/19_125399_prichini-iskazheniya-izobrazheniy-na-aerofotos-emkah-i-sposobi-ih-ustraneniya.html 3. https://flipset.ru/vidy-deshifrirovaniya-ponyatiya-o-vidah-i-metodah-deshifrirovaniya.html 4. https://srazbega.ru/raznosti-prodolnyx-parallaksov/ 5. https://studopedia.info/3-63684.html 6. https://innoter.com/articles/distantsionnyy-monitoring-lesov-s-ispolzovaniem-kosmicheskikh-dannykh-sentinel-2/ |