акм сообщение. Отражательная способность лесной растительности.
 Скачать 47.59 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «землеустройство и кадастры» СООБЩЕНИЕ по аэрокосмическим методам на тему: «Отражательная способность лесной растительности.» Выполнил: студент 11 группы Направления подготовки 21.03.02 Землеустройство и кадастры Форма обучения очная Верженюк Максим Денисович Проверила: Бабенышева Н.В Оренбург 2019 г 1.Краткая история применения АКМ в лесном хозяйстве. В 1794г. была опубликована инструкция, лично составленная М.В.Ломоносовым, в которой рекомендовалось применять камеру-обскуру для съемки местности в экспедиционных условия. В 1791-1792 гг. французский гидрограф Ботан-Бопре получил при помощи камеры-клары перспективное изображение береговой полосы острова Санта-Круц и использовал эти материалы для составления плана. В 1839 г. Дагер (Франция) сообщил о том, что оптическое изображение , воспринятое в камере обскура, можно фиксировать не графически на бумаге, а фотографически на серебряной пластине, на поверхности которой образрвано светочувствительной иодистое серебро. В 1858 г. во Франции был проведен опыт по фотографированию местности с привязанного аэростата. Это было сделано французским фотографом Надаром при землемерных работах с высоты в 80м. Однако снимок оказался весь в пятнах от действия газа, выделяемого из аэростата, на мокрый светочувствительный слой пластинки. В 1871 г. были изобретены пластинки с сухим броможелатиновым слоем, изготавливаемые фабричным способом. В 1887-1889 гг. были созданы возможности использования в качестве подложки для броможелатиновой эмульсии не только стеклянные пластинки, но и целлулоидные пленки. В 1885 г. в Красном селе посторен первый самолет Можайским Александром Федоровичем (Красное село 1885) Для определения размера крыла, угла его установки и скорости, необходимых для подъема человека в воздух, поднимался сам на воздушном змее. Самолет Можайского имел: крылья (длина 23м, площади 330 м2), корпус, силовую установку (две нефтяных паровых машины на 20 и 10 л.с.), три четырехлопастных воздушных винта (Д около 4м), хвостовое оперение и шасси, т.е. все основные части современного самолета. Аэрофотосъемка получила значительное развитие в годы первой мировой войны 1914-1918. Первое фотографирование с самолета с ясно поставленными географическими целями было выполнено 1 ноября 1914 г. В марте 1915 г. был составлен по аэроснимкам план района Мазурских озер. 1913г. – инженер Потте создал полуавтоматический пленочный АФА 1907 г. В.Ф.Найденовым был написан курс « Измерительная фотография м применение ее в воздухоплавании». 1918 г. организуется первый аэрофотографический отряд. 1919 г. создается Аэрофотосъемочно-фотограмметрическая школа. 1923г. –создан гражданский воздушный флот. Лесоводы считаются пионерами использовваниия авиации (Тюрин, Турский, Болдырев). 1924г. – создан Аэротофототопографический отдел. 1925г. – проведена первая АФС для целей лесоустройства. Снижение стоимости и повышение качества таксационных работ способствовало значительному увеличению объемов АФС. К началу Великой Отечественной войны материалы АФС стали основой составления и подновления карт и проведения лесотаксационных работ. 1931г. – организована охрана лесов от пожаров в Горьковской обл. 1932г. – первые опыты тушения пожаров с воздуха. 1936г. –организован трест лесной авиации и аэротаксации лесов. 1947г. –создано Всесоюзное аэрофотолесоустроительное объединение «Леспроект». 1948г,- начало производства цветных фотоматериалов. 1954г. – для аэротаксации начинают применяться вертолеты. Параллельно с развитием авиации развивается и АФС 1954г. – спектрозональные (демаскирующие, цветные, инфрокрасные фотоматериалы) 1956 г. - закончено полное обследование территории СССР, составлена карта лесов и получены первые данные о лесном фонде 2.Состав и строение атмосферы Состав приземного слоя атм-ры: N2– 78%, O2 – 21 %, в небольшом количестве сост-т CO2 – 0.03 %, O3 – 0,002% и др. газы, водный пар и др. аэрозоли. Различают 5 слоев атм-ры: 1. Тропосфера (0-10(18 км)) 2. Стратосфера (10(18) – 50 км) 3. Мезосфера (50 – 80 км) 4. Термосфера (80 – 600(800)км) 5. Экзосфера (свыше 600 (800) км) Переходный слой между тропосферой и стратосферой наз. стратопаузой, между мезосферой и термосферой – мезопаузой. 3.Оптические свойства атмосферы Для солнечных лучей атмосфера является полупрозрачной средой, частично отражающей (30%), поглощающей (20%) и пропускающей (50%) солнечную радиацию. Прозрачность атмосферы увеличивается с увеличением длины волны. Фиолетовые, синие и голубые лучи рассеиваются атмосферой в 2,2 раза больше, чем красные. Поэтому небо имеет синий цвет, а солнце в утренние и вечерние часы – красное. В результате рассеивания фиолетовых, синих и голубых лучей столб воздуха приобретает собственную яркость (свечение) – дымка первого рода. На снимках она изображается в виде равномерно серой вуали (пелены). В результате этого объекты местности с меньшей яркостью не находят изображения на снимках. Для устранения вредного влияния дымки первого рода используются желтые и оранжевые светофильтры, не пропускающие фиолетовых, синих и голубых лучей. Твердые частицы пыли, дыма и льда в одинаковой мере рассеивают все лучи – дымка второго рода. При ее наличии АФС проводить запрещается. Спектральные диапазоны, применяемые для съемки земной поверхности, и виды возможных съемок
4. Возможность глазомерного восприятия объектов обусловлена различием их отражательной способности – яркости, которую характеризует коэффициент яркости (в долях единицы или %).  B1- яркость отражающей поверхности (объекта) B0 – яркость абсолютно белой идеально рассеивающей поверхности (гипсовая пластинка или белая бумага покрытая сернокислым барием, отражает 90% света и принимается за 1,0, эталон).Снег чистый – 88%, лес – 5%, Затемненные участки в лесу – 3%, желтые поля – 20%, песок желтый – 31%, песок мокрый – 18%. Различные лучи спектра отражаются объектами не одинаково и для характеристики их отражения используются коэффициент спектральной яркости (  -длина волны). Для оценки различия яркости объектов используются яркостные контрасты B1 - яркость объекта с большей яркостью, B2 – яркость объекта с меньшей яркостью, r1 – коэффициент яркости первого объекта, r2- коэффициент яркости второго объекта. Контраст абсолютно белых и черных объектов 1,0. В природе таких объектов нет. Контрасты между древесными породами составляют от 0,03 до 0,2, т.е. малоконтрастны между освещенными и затененными частями крон 0,86, 0,87, 0,88, в ИК зоне 0,94-0,97. Глаза человека воспринимают минимальные контрасты 0,01-0,02, который называется пороговым контрастом зрительного восприятия. Глаз человека более чувствителен к цветам, чем серым (черно-белым) тонам. Передача естественных цветов не обязательна. Необходимы лишь наибольшие различия в цветах. Поэтому дешифровочные свойства спектрозональных АФС выше, чем черно-белых и цветных. Спектральные характеристики природных объектов в натуре и с летательных аппаратов измеряются с помощью различных спектрометров, в которых результаты наблюдений регистрируются на фотопленке или фотоэлементом. 5. В течение вегетационного периода изменяется внешний вид и отражательная способность отдельных деревьев и древостоя в целом. Весной молодая хвоя и листва имеют ярко-зеленый цвет, летом – темно-зеленый вследствие насыщения хлорофиллом. Осенью с пожелтением листвы наблюдаются наибольшие различия в окраске между хвойными и лиственными породами. При этом кривые спектральных яркостей травянистой и древесной растительности имеют примерно одинаковый вид: зона голубых, синих и фиолетовых лучей – минимум отражения и незначительные различия между древесными породами; зона зеленых и желтых лучах (зона отражения хлорофилла) – максимум отражения и различия весной и особенно осенью; зона оранжево-красных лучей (зона поглощения хлорофилла) – в весеннее и летнее время отражение и различия незначительны и резко увеличиваются осенью между хвойными и лиственными породами с пожелтением листвы; зона инфракрасных лучей – наибольшее отражение и различия в летнее время. С учетом изменения отражательной способности подбираются типы аэропленок: весной и осенью – орто- и панхроматические, летом –инфрахроматические и спектрозональные В ИК зоне значительно увеличиваются различия отражательной способности здоровых, поврежденных, усыхающих и усохших деревьев. 6. Метеорологические условия съемок АКС проводятся в ясные солнечные дни или при наличии высокой (даже сплошной) облачности, но выше полета летательных аппаратов. Очень сложно проведение КС. В любой момент облака покрывают примерно 65% Земли и около 75% стран СНГ. Изучение облачности проводится по данным многолетних наблюдений. Фенологическое состояние деревьев и древостоев оказывает значительное влияние на их внешний вид, характер изображения на снимках и возможности дешифрирования. Для лесохозяйственных целей наиболее целесообразно увязывать сроки проведения АКС с развитием березы. Она растет повсеместно. У нее раньше других древесных пород появляется, начинает желтеть и опадать листва. Весной на черно-белых аэропленках съемку начинают проводить через 2 недели после начала облиствления (средние многолетние данные –5-10мая), через месяц – на спектрозональные. Осенью съемка на спектрозональные пленки заканчивается с началом массового пожелтения листьев – середина-конец августа, на черно-белые – до опадения половины листвы – середина октября. АФС начинают проводиться через 2 часа после восхода Солнца при высоте его стояния 15-200 и заканчивается за 3 часа до захода Солнца. В течение дня съемочное время обычно не превышает 3-4 часов. После 9-10 часов появляются кучевые облака и облачность достигает максимального развития к 13-15 часам. Оформление полетной карты. Прежде чем приступить к проведению маршрутов, на полетную карту наносят границы участка, подлежащего съемке. После нанесения границ участка на полетной карте выбирают и прочерчивают начальный маршрут в направлении восток-запад или запад-восток; по обе стороны от начального маршрута проводят маршруты, отстоящие один от другого на установленном расстоянии, и параллельные начальному маршруту Начальный маршрут должен проходить по меньшей мере через два контура полетной карты. Такие контуры, называемые основными ориентирами, должны хорошо и легко опознаваться на местности 7. Самолеты и вертолеты Используемые для аэросъемки самолеты и вертолеты должны отвечать следующим требованиям: - обеспечивать устойчивый горизонтальный полет и разворот с одного курса на другой, иметь достаточный диапазон скоростей и необходимую дальность полета, обеспечивающую беспосадочное время работы не менее 6-7 ч; - обладать хорошей продольной, поперечной и путевой устойчивостью; в режиме установившегося горизонтального полета углы крена, тангажа и рысканья не должны превышать +1°, а время для ввода и вывода самолета в вираж или из виража должно быть минимальным; - быть оснащенными высокоточным навигационным оборудованием, позволяющим выполнять автоматизированные полет по заданному маршруту с высокой точностью в разных геомагнитных и широтных условиях; - иметь удобное, с хорошим обзором местности, место для штурмана, а также соответствующее место для установки съемочной аппаратуры, работы бортинженера и хранителя фото- и других материалов. В настоящее время в лесном хозяйстве России для аэросъемки и выполнения других работ применяют в основном самолеты ТУ-134, АН-30, АН-2, и вертолеты К-26, МИ-8 и др. На самолетах и вертолетах, предназначенных для проведения аэрофотосъемки, помимо автоматизированных навигационных систем, применяются визиры типа ОПБ-1, НКПБ, МКВ. При прохождении самолета(вертолета) по маршруту съемки эти навигационные системы позволяют: - контролировать точность прокладки курса следования по заданному маршруту; - контролировать точность прокладки поперечного базиса съемки; - намечать ориентиры на оси очередного съемочного маршрута; -намечать начало и окончание маршрута; - определять боковое уклонение от линии заданного пути(оси маршрута); - измерять горизонтальные и вертикальные углы относительно продольной оси самолета(вертолета); - измерять углы сноса и интервал фотографирования(съемки). При выполнении съемочного полета применяются три автономных метода определения курса следования: магнитный, гироскопический и астрономический. Соответственно используют магнитные индукционные компасы, гироскопические компасы и астрономические компасы. В целях повышения производительности работ и улучшения качества съемочного материала, аэрофотосъемочный полет осуществляется инструментальными методами в режиме автоматического программного пилотирования с использованием комплекса пилотажно-навигационных приборов и систем. Основой такого комплекса является автопилот с программным устройством. Для измерения путевой скорости и текущего угла сноса и выдачи информации об их величине в комплекс включен доплеровский измеритель скорости и сноса (ДИСС). В настоящее время при выполнении аэрофотосъемочных работ применяют спутниковые системы навигации. 8. Космической съемкой называют съемку поверхности Земли с космических летательных аппаратов (КЛА). Нижняя граница околоземного космического пространства, где КЛА может совершать устойчивые обороты вокруг Земли, 140-150 км. Максимальная высота съемки ограничивается целесообразным минимальным масштабом изображения поверхности Земли. Для съемки земной поверхности из космоса в целях изучения природных ресурсов используются различные космические аппараты (КА). В основном это искусственные спутники Земли (ИСЗ). Иногда выборочные съемки отдельных территории или объектов выполняют с пилотируемых космических кораблей (ПКК) или пилотируемых долговременных орбитальных станций (ДОС). К особенностям космического зондирования Земли относятся перемещение КЛА по орбитам по законам небесной механики и аэродинамики, быстрое изменение по трассе полета условий освещенности, влияние всей толщи атмосферы на качество изображения, большое разнообразие ландшафтов, которые могут иметь различное сезонное состояние. Съемки из космоса осуществляют КЛА, движущиеся по разным орбитам (круговым, эллиптическим и др.) на разных высотах (Н). КЛА, предназначенные для проведения съемок земной поверхности в целях исследования природных ресурсов Земли, запускают обычно на круговые или примерно круговые орбиты с Н=200-1000 км, имеющие в проекции синусоидальную форму. При съемке с круговых орбит получают снимки различных участков земной поверхности, близких по масштабу. С увеличением Н увеличивается срок существования КЛА, охват территории съемкой, но уменьшается масштаб (разрешение на местности) снимков. КЛА движется по орбите со скоростью, превышающей скорость самолета в сотни раз. Для круговой орбиты скорость КЛА постоянна и зависит от высоты орбиты. Определенные ограничения возможностей космической съемки связаны с наклонением орбиты. Ресурсные и метеорологические ИСЗ запускают на квазиполярные или субполярные орбиты с наклоном к плоскости экватора 80° и более, что обеспечивает съемку все поверхности Земли вплоть до полярных районов. ₽Содействие в подборе финансовых услуг/организацийКомплектации Лада. Кредит от 0% 9. Летно-съемочный процесс аэрофотосъемки Летно-съемочные работы. Для проведения АФС на самолетах дополнительно устанавливаются: автопилот с автоматом программного разворота (автоматическое самолетовождение), компас и курсовая система (направление полета), измеритель скорости и угла сноса, радиовысотомер, статоскоп и др. Точность полета по маршруту 0,5 0 и по высоте +/- 10м. После установки оборудования прокладывается 2-3 маршрута и по качеству полученных снимков судят об установке оборудования и его работе. При подлете к объекту съемки набирается необходимая высота, определяется сила ветра и угол сноса. АФА поворачивается на угол сноса, устанавливается экспозиция и интервал между экспозициями, открывается фотолюк, снимается крышка и надевается светофильтр. Самолет подводится к первому маршруту с хорошо заметными ориентирами. АФА нивелируется по уровню и включается за 1-2 базиса до границы объекта, далее работает автоматически и выключается через 1-2 базиса после прохода границы объекта. В конце пленки делается 2-3 снимка в качестве пробных для фотолаборатории. В процессе съемки самолетовождение осуществляется по приборам и контролируется по наземным ориентирам. В полевых условиях проводится проявление и оценка качества аэропленок, изготавливается комплект черно-белых снимков и накидной монтаж, проводится оценка качества материалов АФС. 10. Фотографические материалы Фотопленка Фотографические свойства фотопленки характер-тся общей и спектральной чувствительностью, вуалью, контрастностью, широтой и разрешающей способностью. Общая светочувст-ть пленки – это ее способность после экспонирования и проявления чернеть, т.е. достигать опр. оптической плотности. Спектральная светочувст-ть определяет св-во эмульсии передавать света фотографируемых объектов разной степени почернения на черно-белых пленках или разл. цветов. оттенками на цветных и спектрозональных пленках. Область вуали – это способность неэкспонируемой пленки к почернению. Контрастность пленки характ-тспособность эмульсии передавать различие в яркости отд. частей снимаемых объектов. Разрешающая способность пленки характ-тся наибольшим числом линий, приходящихся на 1 мл оптического изображения при наличии одинак. ширины промежутков между ними. Разрешающая способность пленки определяется фотоэмульсией и зависит от светочувств-ти и размеров кристалликов галоидного серебра. Черно-белые фотопленки в завис-ти от сенсибилизации подразд-тся на: 1. Не сенсибилизированные, у которых эмульсионный слой чувствителен только к фиолетово-синим лучам (λ = 390-505 нм) 2. Ортохроматические. Чувствит-ность к зеленым и желтым лучам при λ < 585 нм, с некоторым понижением чувств-ти в пограничной зоне голубых и зеленых лучей (λ = 500-525 нм). 3. Изоортохроматичекие. Чувствит-ые к тем же лучам, как и ортохромат-кие, но без понижения чувствит-ти к зеленой зоне. 4. Панхроматические. Чувствит-ые ко всей зоне видимого спектра (λ = 400-730 нм), но с понижением чувствит-ти к зоне зеленых лучей (λ = 500-550 нм) 5. Изопанхроматические, имеющие такую чувствит-ть как и панхроматические, но почти без понижения чувст-ти в зоне зеленых лучей. 6. Инфрахроматические, имеющие 2 области чувствит-ти в видимой (синей) и невидимой (ИК) частях спектра (λ > 750 нм). 7. Панинфрахроматические. Чувствит-ные ко всем лучам видимой области спектра и частично к ИК зоне (невидимой части спектра). 11. Оптико-электронными системами называют приборы, в которых информация о наблюдаемом объекте переносится оптическим излучением, а ее первичная обработка сопровождается преобразованием энергии излучения в электронный сигнал. Структура многих современных оптико-электронных приборов достаточно сложна. Она включает большое число различных по своей природе и принципу действия звеньев – аналоговых и цифровых преобразователей электрических сигналов, микропроцессоров, механических и электромеханических узлов и др. Действие оптико-электронных приборов основано на способности к приему и преобразованию электромагнитного излучения в различных диапазонах оптической области спектра: от ультрафиолетовой, до видимой и инфракрасной. Обобщенная схема работы ОЭП Источник излучения создает материальный носитель полезной информации – поток излучения. Этим источником может быть сам исследуемый объект. Приемная оптическая система собирает поток, излучаемой наблюдаемым объектом или отраженный от него, формирует этот поток и направляет его на приемник излучения. Приемник превращает сигнал, переносимый потоком излучения, в электрический. Выходной блок формирует сигнал, по своим параметрам удовлетворяющий требованиям получателя информации. На летательных аппаратах дистанционного зондирования с оперативной доставкой информации в качестве съемочной системы оптического диапазона применяют сканирующие ОЭП или сканеры. Различают оптико-механические сканеры и сканеры с матричными приемниками излучения для формирования электронного изображения, в которых используют линейные приемники излучения – так называемые приборы с зарядовой связью. Функциональная схема сканирующего аппарата С помощью сканеров формируется изображение, состоящее из множества отдельных, последовательно получаемых элементов изображения – пикселей в пределах полос. Сканирование местности осуществляется в одном направлении за счет движения самолета (спутника) вперед, а в другом (перпендикулярном линии полета) – за счет вращения или колебания призмы (зеркала). Колебательное перемещение призмы (зеркала) в сочетании с движением самолета (спутника) обеспечивает непрерывный охват определенной полосы местности, размер которой зависит от апертуры (действующего отверстия оптической системы объектива) сканера и высоты полета самолета ил спутника. В сканерах, как правило, устанавливают несколько сенсоров, позволяющих получать изображение одновременно в различных спектральных каналах. Информацию, полученную в процессе сканерной съемки, передают в виде цифрового изображения по радиоканалу на приемный пункт или записывают на борту на магнитный носитель. Материалы съемки потребителям передаются в виде записи на магнитном носителе, например на СД-дисках, с последующей визуализацией на местах обработки снимков. По своим геометрическим свойствам и разрешению на местности сканерные снимки, которые получались съемочными системами первых поколений, уступали фотоснимкам. Однако высокая чувствительность приемников излучения сканеров позволяет выполнять съемку в узких (несколько десятков нанометров) спектральных интервалах, в пределах которых различия между некоторыми природными объектами более четко выражены. В цифровых данных, полученных с помощью сканеров, отсутствуют «шумы», которые неминуемо появляются при фотосъемке и фотолабораторной обработке съемочных материалов. Лучшие в мировой практике сканеры новых поколений позволяют получать информацию с разрешением на местности до единиц см при съемке с авиационных и до долей и десятков м – с космических носителей. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||