Если у вас стоит задача по оперативному картографированию, съемке газопроводов, нефтепроводов или ЛЭП для определения их состояния - наши специалисты быстро и в оговоренный срок выполнят для вас эту работу в любом месте Российской Федерации. На наших беспилотных самолетах установлена высококачественная зеркальная фотокамера с разрешением 24 мегапикселей, тепловизор с разрешением 640*480 пикселей и видеокамера с HD разрешением с десятикратным зумом, которые позволяют выполнять плановую и перспективную аэрофотосъемку. Для выполнения работ наша организация заключает с Заказчиком договор на оказание услуг по аэрофотосъемке. Для работ высокой точности на БПЛА установлен двухчастотный GPS/ГЛОНАСС - приёмник, использующий большинство передовых GPS/ГЛОНАСС - технологий, и способный следить за спутниками даже при затрудненных условиях окружающей среды.
И, конечно же, мы готовы обработать полученные материалы для подготовки фотоплана, фотосхемы или выполнить дешифрование.
Пример ортофотоплана площадью 14км*14км, снято с высоты 1.5 км с БПЛА Supercam-350 за один день
Сущность аэрофотосъемки
Аэрофотосъемка местности - это комплекс работ, включающий различные процессы от фотографирования земной поверхности с летящего самолета до получения аэрофотоснимков, фотосхем или фотопланов снятой местности. В него входят:
1. подготовительные мероприятия, заключающиеся в изучении местности, которая подлежит фотографированию, подготовке карт, проектировании маршрутов полетов самолета и в производстве расчета элементов аэрофотосъемки;
2. собственно летно-съемочные работы или фотографирование земной поверхности при помощи аэрофотоаппаратов;
3. фотолабораторные работы по проявлению снятой пленки и изготовлению позитивов;
4. геодезические работы по созданию на местности геодезической основы, которая необходима для исправления искажений аэроснимков, возникших в процессе аэрофотосъемки, привязки аэроснимков и для составления фотосхем и фотопланов;
5. фотограмметрические работы, которые проводятся как в полевом, так и камеральном периодах, и связаны с обработкой аэрофотоснимков для составления планов и карт снятой местности.
Все эти процессы тесно связаны один с другим и отчасти взаимно перекрываются. Аэрофотосъемка каждого объекта должна выполняться одной и той же организацией от начала до сдачи окончательной продукции. В результате проведения этих работ изготовляются контактные отпечатки, репродукции с накидного монтажа аэрофотоснимков, фотосхемы или фотопланы, составленные по данным геодезической основы. Все эти аэрофотосъемочные материалы используются в дальнейшем для решения целого ряда вопросов в области лесного хозяйства и лесной промышленности.
История аэрофотосъемки местности
Беспилотная аэрофотосъемка, как, впрочем, и сама история, развивается по спирали: в 1858 выполняя полет на воздушном шаре над Парижем, Гаспар Феликс Турнашон сделал первый в мире аэрофотоснимок, а уже в 1887 году французский фотограф Артур Батут разработал и выполнил первую беспилотную аэрофотосъёмку с помощью воздушного змея. Затем в аэрофотосъемке бурно развились идеи беспилотной авиации, что вылилось в запатентованный «Способ и средства для фотографирования пейзажей сверху» с помощью почтовых голубей немецкого аптекаря Юлиуса Нойброннера. Причем этот метод действительно широко применялся во время Первой Мировой войны. И только 24 апреля 1909 г. случилось "Первое использование кинокамеры, вмонтированной в летательный аппарат тяжелее воздуха" при съёмках короткометражного немого киноролика «Уилбур Райт и его самолёт». В настоящее время аэрофотосъемка делает очередной виток своей истории, становясь опять беспилотной.
Плановая и перспективная беспилотная аэрофотосъемка местности
При плановой съемке камера направлена вертикально вниз, под прямым углом к поверхности земли. На снимках мы видим плоскую картину (ортогональная проекция), напоминающую изображение на географических картах. При этом виде аэрофотосъемки мы можем определить взаиморасположение объектов на плоскости без учета их высот. При фотографировании объектов недвижимости мы можем видеть те части сооружений, которые направлены вверх (крыши). Такой вид съемки в основном используется для создания фотопланов. Аналогичный продукт может быть получен с использованием спутниковой и традиционной аэрофотосъемки.
При перспективной (обзорной) съемке камера направлена под углом к горизонту. Такой вид съемки невозможен для спутников и традиционной "большой авиации". При перспективной аэрофотосъемке на снимках мы видим объемную картину (аксонометрическая проекция): не только крыши сооружений, но и боковые поверхности (стены). Таким образом, мы можем судить не только о взаиморасположении объектов на плоскости, но и об их форме. Кроме того, при перспективной съемке мы можем определить высоту объектов относительно друг друга. При определенных углах перспективной съемки в кадре может присутствовать линия горизонта. В этом случае мы получаем возможность увидеть на одном снимке то, как участок или сооружение вписаны в окружающий ландшафт и их взаиморасположение с отдаленными объектами (дальние объекты, леса, водоемы, населенные пункты). На основе нескольких перспективных снимков, сделанных с поворотом камеры вокруг вертикальной оси, могут быть собраны панорамные снимки, включая полные 360-градусные круговые панорамы. Создание аэрофотопанорам возможно только при использовании специально оборудованного дистанционно управляемого вертолета, способного надолго зависать на определенной высоте, пока проводится съемка смежных кадров.
Этапы аэрофотосъемочных работ
Опыт, накопленный в области применения аэрометодов при изысканиях, показывает их исключительную эффективность по сравнению с традиционными методами сбора информации как в части значительного снижения трудоёмкости и сокращения сроков изысканий, так и в части широты охвата различных видов информации, необходимой для проектирования. Аэроизыскания выполняют в три этапа: подготовительный, полевой и камеральный.
В подготовительный период осуществляется сбор имеющейся на район изысканий топографической информации и материалов аэросъёмок прошлых лет, на основании которых обосновывают полосу варьирования конкурентоспособных вариантов трассы и составляют проект производства аэросъёмочных, полевых и камеральных аэрофотогеодезических работ.
В полевой период производят: наземные геодезические работы по созданию планово-высотного обоснования аэросъёмок; закрепление и маркировку точек опорной сети; различные виды аэросъёмочных работ, привязку и дешифрирование аэрофотоснимков. Важным видом аэрогеодезических изысканий является дешифрирование - выявление (обнаружение и опознавание) и раскрытие содержания (познания) различных объектов и элементов местности по их изображениям на снимках, их качественных и количественных характеристик, своеобразных свойств и особенностей.
В камеральный период выполняют полную обработку результатов геодезических измерений, фотограмметрическое сгущение геодезического съёмочного обоснования методами аналитической фототриангуляции, стереофотограмметрические работы по получению информации о рельефе и изготовлению топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) в единой системе координат.
Оборудование для беспилотной аэрофотосъемки
Как правило, современные операторы беспилотных самолетов используют в своей ежедневной работе небольшой, размахом до 3 м, беспилотный самолет с обычной, бытовой или студийной, фотокамерой на основе ПЗС матрицы. Наиболее популярны "мыльницы" Samsung, Sony, Pentax. Фотографии с таких устройств годятся в целом для составления планов и схем. Аэрофотоснимки значительно более высокого качества дают зеркальные фотоаппараты - здесь лидерами и стандартом являются Canon 550D и его старший товарищ Canon 5D Mark II. При этом, конечно же, находят применение и большие многообъективные системы.
Летно-съемочные работы, выполняемые фотоаппаратом на основе матричного сенсора (ПЗС - матрица), больше напоминают традиционный аналоговый метод аэрофотосъёмки, когда все элементы матрицы одновременно экспонируются. В этом методе внутрипиксельная геометрия известна и строго определена. В матричной технологии в настоящее время проблема в том, что большие матричные решётки сложны в изготовлении. Поэтому комбинируют: делают большие по площади решётки из нескольких маленьких по площади. Например, из четырёх. Четырех-линзовый объектив формирует четыре отдельных изображения, которые трансформируют в центральную проекцию и автоматически стыкуют. Такие снимки обрабатываются по существующим программам аналитической обработки.
Второй главной частью, причем не менее важной, является система определения положения БПЛА/фотокамеры в пространстве. В простейшем случае это обычный малогабаритный GPS приемник с антенной, например Ublox. В настоящее время Российские производители комплексов с БЛА практически повсеместно переходят на приемники сигналов систем спутникового позиционирования совмещенного типа GPS/Глонасс. К сожалению, и они не могут обеспечить требуемую точность. Поэтому в более дорогих и серьезных аппаратах устанавливается дополнительный высокоточный приемник GPS, который позволяет при постобработке сырых данных определить координаты центра снимка с точностью до 5-10 см.
А если этот приемник использовать вместе с наземными базовыми GPS станциями, то точность привязки кадров к координатам вырастет до ошеломляющих!!! 5 см. Для выполнения съемки создаются базовые GPS-станции, данные которых используются для вычисления дифференциальных поправок при определении траектории летательного аппарата. Для определения траектории летательного аппарата и уточнения угловых данных инерциальной системы применяется метод совместной обработки GPS-данных и данных инерциальной системы. Привязка снимков к координатам, как правило, выполняется при помощи программ, написанных специально под конкретный тип приемника и БЛА. Применение такого метода расчета повышает точность определения как угловых параметров, так и местоположения.
Точность GPS/Глонасс навигации и особенности систем автоматического управления БПЛА позволяют достигать следующих параметров при полете по маршруту аэрофотосъемки:
Поперечное смещение от оси маршрута — ± 10 м;
удержание БПЛА на заданной высоте — ± 15 м;
расстояние от запроектированного центра фотографирования до точки срабатывания затвора фотоаппарата — ± 5 м;
изменение угла крена БПЛА на маршруте между двумя снимками — 10°;
изменение угла тангажа БПЛА на маршруте между двумя снимками — 6°.
Технология
Результатом цифровой аэрофотосъёмки местности являются цифровые аэрофотоснимки, а также зафиксированные в полете элементы внешнего ориентирования (линейные - Xs, Ys, Zs - координаты центра фотографирования; угловые - α, β, γ - ориентирование камеры относительно осей координат).
В соответствии с законами центрального проектирования, по которым строится изображение местности, аэронегатив (аэроснимок) содержит ряд искажений, величины которых определяются углом наклона оптической оси аэрофотоаппарата и колебанием рельефа местности. Устранение этих искажений осуществляется в процессе их компьютерной фотограмметрической обработки, и в частности - фотографического или цифрового преобразования, называемого трансформированием. В связи с этим использование аэроснимков без их предварительного трансформирования для картографического (топографического) обеспечения выполняемых работ, в том числе в качестве основы ГИС, ограничивается влиянием указанных искажений.
Показания специальных приборов и оборудования, зафиксированные в процессе аэрофотосъемки, обеспечивают стабилизацию съемочной камеры в полете или последующее определение по ним пространственного положения аэроснимков в абсолютной или относительной системе координат с целью последующего их использования при выполнении фотограмметрических работ и преобразовании аэроснимков в планы и карты. К числу таких приборов относят гироскопы, системы глобального позиционирования, оборудование для определения высоты полета, превышений между центрами фотографирования, а также аэронавигационные системы и др. Наличие указанных данных во многом определяет технологию камеральной обработки материалов аэрофотосъемки, существенно влияет на оперативность, точность фотограмметрических построений и объемы полевых работ по их обеспечению.
Прокладка маршрута
Аэрофотосъемка бывает площадная и линейная, в площадной съемке кроме продольного перекрытия снимков еще необходимо соблюдать и поперечное перекрытие. Исходными параметрами фотосъемки при помощи беспилотника являются требуемое разрешение снимка, разрешение аэрофотоаппарата, угол зрения объектива камеры, величина перекрытия кадров. Из этих данных рассчитывается высота полета, скорость беспилотника и частота срабатывания затвора фотокамеры.
Полет и фотографирование
Во время полета беспилотник в автоматическом режиме рассчитывает свою скорость и частоту срабатывания затвора (скорость кадров) так, чтобы обеспечить заданное перекрытие кадров. Перекрытие снимков с БПЛА отвечает обычным требованиям для аэрофотосъемки и составляет, как правило, 60% кадра. Снимки с БПЛА перекрываются на 60% в продольном перекрытии и на 30% в поперечном перекрытии.
Оперативный просмотр результатов аэрофотосъемки местности. В результате полета формируются набор фотографий и данные телеметрии, которые включают в себя координаты центра фотографирования, а также углы крена, тангажа и курса.
Этапы обработки аэрофотоснимков в фотограмметрическом ПО
1) Создание проекта (имя, система координат, диапазон высот объекта, размещение в системе ресурсов);
3) Импорт ориентирования из метаданных;
4) Внутренне ориентирование (Создание паспорта камеры);
5) Импорт внешнего ориентирования;
6) Формирование накидного монтажа по внешнему ориентированию;
7) Измерение сети (Автомат триангуляции БПЛА, автомат связующих точек с заданными параметрами, измерение опорного обоснования), контроль;
8) Уравнивание сети (вычисление систематики, самокалибровка, контрольные измерения), контроль;
9) Создание ЦМР (облако точек, TIN, структурные линии, матрица высот, горизонтали), контроль;
10) Трансформирование по изображениям, контроль;
11) Работа с ортофотоснимками (порезы, выравнивание яркости, нарезка на листы), контроль;
12) (Опционально) Стереовекторизация для создания 3D карт и 3D моделей;
13) (Опционально) Создание 2D карт.
Существует три вида обработки данных: аффинное преобразование кадров для создания ортофотосхемы равнинных территорий, полное ортотрансформирование кадров для создания ортофотосхемы территорий с выраженным рельефом, полное ортотрансформирование кадров для создания ортофотоплана с выполнением геодезических требований по масштабу.
Аффинное преобразование кадров для создания ортофотосхемы равнинных территорий
Программой определяются общие точки (от 50 до 1200) между каждой парой снимков. После этого решается уравнение, включающее в себя информацию по всем снимкам, для поиска минимума СКО (среднеквадратичного отклонения) между всеми векторами, соединяющими общие точки. Проще говоря, между каждой парой точек натягивается резинка, и все кадры выстраиваются так, чтобы общее натяжение резинок было минимальным. При этом кадр может преобразовываться только афинно, т.е. любая прямая отображается только в прямую.
Ортофотосхемы с беспилотного самолета
Программой определяются общие точки (от 50 до 1200) между каждой парой снимков. После этого решается полное фотограмметрическое уравнение с определением рельефа местности с точностью до 10 пикселей. При этом уточняются координаты центра фотографирования и параметры ориентирования (крен, тангаж, курс).
В соответствии с вычисленными данными проводится ортотрансформирование всех кадров и проецирование результата на плоскость. Привязка к реальным данным проводится по существующим в общедоступных картографических ресурсах данным. Например, по GoogleEarth. Точность этих данных на территории России составляет порядка 6 метров.
Ортофотопланы с БПЛА
Программой определяются общие точки (от 100 до 3000) между каждой парой снимков. После этого решается полное фотограмметрическое уравнение с определением рельефа местности с точностью до 2 пикселей. При этом уточняются координаты центра фотографирования и параметры ориентирования (крен, тангаж, курс) с высокой точностью.
В соответствии с вычисленными данными проводится ортотрансформирование всех кадров и проецирование результата на плоскость. Привязка к реальным данным проводится по результатам наземного обоснования, включающего в себя не менее одной точки на каждые 10 кадров или не менее 10 точек на один ортофотоплан. Половина этих точек используется для привязки, вторая половина для подтверждения требований точности. Точность формирования рельефа при этом соответствует требованиям соответствующего масштаба.
Результатом работы являются файлы формата geotiff с точностью, соответствующей заданному масштабу. Формат geotiff включает в себя два файла - ортотрансформированную аэрофотосъемку и цифровую модель рельефа (DEM - digital elevation model), которые можно открыть в любой ГИС программе, например ArcGis или GlobalMapper. По включенной DEM можно сформировать изолинии рельефа с любым перепадом высот.
3D модель рельефа местности
По результатам аэрофотосъемки выполняется восстановление рельефа по фотографиям с БПЛА. Совместно с DEM возможно выдать рельеф по изолиниям с требуемой точностью. Стандартный формат - векторные линии формата ArcGis, которые импортируются в любую картографическую систему.
Специалисты компании могут выдать результат практически в любом требуемом формате. Для этого нужно указать программу, в которой предполагается использовать результат.
Также возможно осуществить переход в местную систему координат из WGS. При выполнении наземного обоснования мы можем выполнить съемку координат на опознаках ГГС (государственной геодезической сети), тогда работа может сразу выполняться в местной системе координат без преобразования и соответствующей потери точности.
История
Первая аэрофотосъёмка состоялась в г. над Парижем . Её осуществил её французский фотограф и воздухоплаватель Гаспар-Феликс Турнашон , более известный под псевдонимом Надар . .
В 1887 году французский фотограф разработал и выполнил фотосъёмку с помощью воздушного змея .
Голубь с камерой для аэрофотосъёмки
Среди различных способов ведения аэрофотосъёмки есть и довольно экзотические. Так в начале XX века немецкий аптекарь Юлиус Нойброннер запатентовал свой «Способ и средства для фотографирования пейзажей сверху » с помощью почтовых голубей . Этот способ пользовался успехом и завоевал награды на международных выставках в Дрездене , Франкфурте и Париже в 1909-1911 годах Голубиная фотосъёмка использовалась в время Первой мировой войны для ведения воздушной разведки и послужила прообразом современных «живых камер» устанавливаемых на диких и домашних животных.
В Первую мировую войну аэрофотосъёмка для военных целей практиковалась многими лётчиками; в числе этих пилотов был легендарный американец Фред Зинн. Одним из первых известных сражений, во время которых проводилась аэрофотосъёмка, была битва при Нев-Шапель ( г.).
Применение аэрофотосъёмки для картографирования впервые произошло тоже на фронтах Первой мировой войны. В январе г. по приказу генерала Алленби пять австралийских лётчиков эскадрильи № 1 Королевских военно-воздушных сил Австралии сфотографировали местность площадью 1 620 км 2 в Палестине с целью корректировки и улучшения карт турецкого фронта. Лейтенанты Леонард Тэплин, Аллан Браун, Х. Л. Фрэзер, Эдвард Патрик Кенни и Л. В. Роджерс сняли территорию, которая простиралась от линии турецкого фронта на 51 км вглубь тыловых районов. Начиная с 5 января, они летали на истребителях сопровождения «Ройал Эйркрафт Фэктори B.E.2» и «Мартинсайд» (Martinsyde ) с целью отражения атак боевой авиации противника. Пилотам приходилось не только отбивать удары вражеской авиации, но ещё и преодолевать порывы ветра 29 м/с, огонь противовоздушной аритиллерии противника, а также справляться с плохо работающим оборудованием. Поставленная задача была выполнена предположительно 19 января г.
Одним из наиболее успешных инициаторов коммерческого использования аэрофотосъёмки был Шерман Фэйрчайлд, который основал собственную компанию «Фэйрчайлд Эйркрафт» по проектированию и производству самолётов, предназначенных для полётов в условиях высокогорной местности. В 1935 году на борту самолёта аэротопографической службы компании «Фэйрчайлд Эйркрафт» был установлен блок с двумя камерами, работающими синхронно. Каждая камера, снабжённая пятью шестидюймовыми, а также десятидюймовыми линзами, делала снимки с высоты 23 000 футов (7 010,4 ). Один снимок охватывал территорию в 580 км 2 . Один из первых государственных заказов компании предусматривал аэротопографическую съёмку штата Нью-Мексико для изучения почвенной эрозии . Через год Фэйрчайлд применил более совершенную камеру для аэрофотосъёмки высокогорных местностей - она имела девять линз в одном блоке и могла снимать с высоты 30 000 футов (9 144 м ), причём, каждый снимок отображал территорию 1 600 км 2 .
В наши дни, в связи с повсеместным распространением недорогих цифровых фотоаппаратов, многие люди тайно делают снимки, находясь на борту коммерческих самолётов и - всё чаще - самолетов гражданской авиации общего назначения , совершающих частные прогулочные полёты.
Способы аэрофотосъёмки
При съёмке заданной местности плоскость аэрофотоаппарата может занимать горизонтальное или наклонное положение. При этом аэрофотосъёмка называется плановой или перспективной соответственно. Также возможно фотографирование на цилиндрическую поверхность или вращающимся объективом. Такая съемка носит название панорамной.
В основном, аэрофотосъемка выполняется фотоаппаратом с одним объективом, но если требуется увеличить площадь снимка, используются многообъективные аэрофотоаппараты.
Могут выполняться одиночные аэроснимки, кроме того, может производиться фотографирование по определённому направлению или по площади. При этом аэросъёмка носит название маршрутной или площадной, соответственно.
Ведение аэрофотосъёмки
Для корректного прокладывания маршрута при аэрофотосъемке часть участка местности, сфотографированного на одном снимке, обязательно должна быть отображена и на другом. Эту особенность аэрофотоснимков называют продольным перекрытием. Продольное перекрытие - это отношение площади, сфотографированной на двух соседних снимках, к площади, изображённой на каждом отдельном снимке, выраженное в процентах. Обычно значение продольного перекрытия на аэрофотоснимках составляет 60 %, хотя в особенных случаях данные значения могут быть изменены в соответствии с требованиями к этим снимкам.
Если требуется провести аэрофотосъёмку обширного по ширине участка, то фотографирование заданной площади производят серией параллельных маршрутов, имеющих поперечное перекрытие. При такой фотосъёмке стандартное значение перекрытия обычно составляет 30 %.
Для проведения аэрофотосъёмки задаются высота полёта относительно фотографируемой местности, фокусное расстояние камеры аэрофотоаппарата, сезон, время и порядок прокладывания маршрутов.
Из-за подвижности основания при аэрофотосъемке в каждый момент фотографирования центр проектирования объектива и плоскость аэроснимка занимают произвольное положение. Величины, определяющие пространственное положение снимка относительно принятой системы координат, называются элементами внешнего ориентирования снимка. Это три линейные координаты центра проектирования x s , y s , z s и три угла, определяющие поворот снимка вокруг трёх осей координат.
В связи с развитием технологий спутникового позиционирования в последнее время при производстве аэрофотосъёмки (с целью облегчения обработки результатов) большой популярностью пользуются системы GPS и ГЛОНАСС .
Определение координат сфотографированных точек
Для определения пространственных координат сфотографированных точек по аэрофотоснимкам сначала находят элементы внешнего ориентирования снимков. Этими точками могут стать некоторые достоверно определённые координаты геодезических или иных объектов, которые отчетливо видны на снимках. Для установления в полёте элементов внешнего ориентирования аэрофотосъёмки применяют следующие устройства:
В сумме все данные позволяют вычислить координаты центра проектирования. Показания гировертикали дают возможность найти углы наклона снимка. Эти же углы можно определить обработкой снимков, на которых запечатлены звёздное небо, положение Солнца или линия горизонта.
Фотопленки и объективы, применяемые в аэрофотосъемке
Для увеличения качества и точности полученных аэроснимков в настоящее время применяются аэрофотообъективы с высокой разрешающей способностью и малой дисторсией . Также широкое применение нашла аэроплёнка с очень малой деформацией. Падение освещённости по полю зрения должно быть наименьшим, а затвор должен обеспечить очень короткие (до 1/1000 с) выдержки, чтобы уменьшить нерезкость. Сама же аэроплёнка в момент фотографирования должна быть строго выровнена в плоскости.
На сегодняшний день аэрофотографирование производят на следующие типы плёнок:
Кроме этого в настоящее время приобретает популярность съемка на цифровые фотоаппараты, что позволяет достичь оперативности в работе.
Обработка полученных изображений
В настоящее время обработку полученных изображений ведут с помощью специальных компьютерных комплексов - Цифровых фотограмметрических станций (ЦФС) - например, Intergraph ImageStation или PHOTOMOD. 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.
См. также
Техника и аппаратура для аэрофотосъёмки
- Ан-30 - самолёт воздушного наблюдения и аэрофотосъёмки.
- Сверхлёгкая авиация - парапланы , парамоторы , автожиры, мотодельтапланы.
- Уран - светосильные высококачественные объективы для аэрофотокамер.
- Ортогон - специальные прецезионные ортоскопические объективы для аэрофотокамер.
Примечания
- History of Aerial Photography Professional Aerial Photographers Association (retrieved December 21, 2007)
- History of Aerial Photography . // papainternational.org. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 9 апреля 2012.
- Brons, Franziska (2006b), "«Bilder im Fluge: Julius Neubronners Brieftaubenfotografie»", Fotogeschichte Т. 26 (100): 17–36 .
- Dr Julius Neubronner’s Miniature Pigeon Camera . // publicdomainreview.org. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 6 апреля 2012.
- Neubronner, Julius (1920), «55 Jahre Liebhaberphotograph: Erinnerungen mitgeteilt bei Gelegenheit des fünfzehnjährigen Bestehens der Fabrik für Trockenklebematerial» , Frankfurt am Main: Gebrüder Knauer, сс. 23–31, OCLC
- Большая Советская Энциклопедия , статья «Аэрофотоаппарат» (eng. aerial camera ).
- Биография лейтенанта Леонарда Тэплина (англ.) Retrieved 24 February 2011.
- The Complete Encyclopedia of World Aircraft pg. 382 ISBN 0-7607-0592-5 printed 1997
- «Wide Area Is Mapped From Air By Giant Ten Lens Camera» Popular Mechanics , October 1935 editors have stated Fairchild Aircraft in hand written comment to left of archived article
В настоящее время наряду с топографическими картами для изучения местности и ориентирования на ней широко используются фотоснимки, получаемые путем фотографирования местности с самолета или какого-либо другого летательного аппарата. Такие изображения местности называются аэрофотоснимками или сокращенно аэроснимками. Процесс фотографирования земной поверхности с самолзта называется аэрофотосъемкой или воздушным фотографированием.
Промежуток времени от начала фотографирования местности до получения аэроснимков обычно сравнительно небольшой, поэтому по аэроснимкам можно получить более свежие и достоверные данные о местности, чем по топографической карте. Преимущество аэроснимка по сравнению с картой заключается еще и в том, что на нем получается подробное изображение всего, что имелось на местности в момент фотографирования, включая и временно находящиеся на ней различные предметы (объекты). Если сфотографировать местность, на которой происходят боевые действия войск, то по полученному аэроснимку можно обнаружить места расположения и сосредоточения войск и боевой техники, начертание траншей и противотанковых рвов, огневые позиции артиллерии и многие другие данные о противнике, необходимые для принятия решения при организации и ведении боя. Таким образом, аэроснимки являются одним из средств разведки.
Виды аэроснимков. В момент фотографирования земной поверхности фотоаппарат может занимать отвесное или наклонное положение, в зависимости от этого различают два вида аэрофотосъемки-плановую и перспективную. Фотографирование местности при отвесном (вертикальном) положении аэрофотоаппарата называется плановой съемкой (рис. 109), а аэроснимки, полученные при такой съемке,-плановыми. Если же в момент фотографирования аппарат находится в наклонном положении, то такая съемка называется перспективной (рис. 110), а полученные аэроснимки-перспективными. На перспективных аэроснимках изображается местность, расположенная в момент фотографирования впереди самолета или в стороне от него. Поэтому местные предметы на них изображаются так, как видны в натуре. При этом изображениа местных предметов на переднем плане аэроснимка будет более крупным, чем на дальнем плане.
Достоинством перспективных аэроснимков является то, что по ним легко опознать изображенные местные предметы, особенно расположенные на переднем плане, и получить общее представление о сфотографированной местности. Однако детально изучить местность по перспективным аэроснимкам нельзя, так как часть сфотографированной местности на них не просматривается - она закрыта предметами, расположенными на переднем плане. Например, на рис. 111 видна только часть реки, а дальше, за поворотом, она закрыта населенным пунктом. Не видны будут также предметы, расположенные за возвышенностями, дороги в лесу и т. д. Кроме того, масштаб перспективного аэроснимка в различных его частях разный: на переднем плане масштаб крупнее, чем на дальнем, поэтому производить измерения по такому аэроснимку сложно.
Практически в войсках, особенно при решении задач командирами подразделений, чаще используются плановые аэроснимки (рис. 112), на которых все местные предметы изображаются так, как они видны сверху. При этом если на аэроснимке сфотографирована относительно ровная местность, то размеры местных предметов, независимо от того, в какой части аэроснимка они расположены, уменьшаются при изображении на аэроснимке примерно в одинаковое число раз, т. е. масштаб такого снимка практически одинаков на всей его площади. На плановых аэроснимках в отличие от перспективных можно рассмотреть весь участок сфотографированной местности. Они позволяют изучить местность с большой подробностью и производить необходимые измерения практически так же, как на карте. Однако опознавание местных предметов на плановом аэроснимке затруднено тем, что изображение предметов получается в непривычном виде. Поэтому, чтобы изучать местность по плановым аэроснимкам, надо знать отличительные признаки предметов, а также уметь определять масштаб аэроснимка и производить по нему измерения.
Масштаб планового аэроснимка. Масштабом аэроснимка, как и карты, называется отношение, показывающее, во сколько раз изображение линейных отрезков местности на аэроснимке меньше этих же отрезков на местности. Он может быть определен одним из следующих способов.
Непосредственным измерением длин отрезков на местности и аэроснимке. Для этого необходимо измерить на местности по прямой линии расстояние между двумя местными предметами, которые четко опознаются на аэроснимке (перекрестки дорог, мосты на дороге, перекрестки улиц в населенном пункте, просеки в лесу и т. п.).
Измерив расстояние между этими же предметами на аэроснимке и разделив его на измеренную длину линии на местности, получим масштаб аэроснимка. Например, расстояние, измеренное на местности, равно 600 м, на аэроснимке этот отрезок равен 12 см. Разделив 12 см на 60000 см, получим масштаб аэроснимка 1:5000, т. е. 1 см на аэроснимке соответствует 50 м на местности.
По карте масштаб аэроснимка определяется в такой последовательности (рис. 113):
Находят на аэроснимке и на карте две общие точки: перекресток дорог и угол огорода 2 на северо-восточной окраине Демидове;
Измеряют расстояние между указанными точками на аэроснимке (6 см);
Измеряют расстояние между этими же точками на карте и, пользуясь масштабом карты, определяют, чему оно равно на местности (расстояние на карте масштаба 1:25 000 равно 5,6 см, следовательно, расстояние на местности будет равно 1300 м);
Делят расстояние на аэроснимке (6 см) на расстояние, полученное по карте (1300 м или 130000 см), и получают масштаб аэроснимка 1:21 666.
По известному размеру предмета. Допустим, что на аэроснимке четко опознано изображение моста. Длина моста на снимке равна 2 мм, а указанная на карте-14 м. Следовательно, масштаб аэроснимка будет равен 2:14000= 1:7 000.
Измерение. " ний по плановому аэроснимку практически не отличается от измерения расстояний по карте (см. разд. 3.2). Трудности заключаются лишь в том, что аэроснимок может иметь необычный по сравнению с картой масштаб (например, 1:7540, 1:20600 и т. п.), что вызывает необходимость каждый раз вычислять расстояния. Для удобства измерения расстояний строят линейный масштаб для данного аэроснимка по тем же правилам, что и для линейного масштаба шагов (см. разд. 7.1).
Аэрофотосъемка в геодезии и топографии – это фотографирование местности, различных объектов с необходимого расстояния. Фотографирование осуществляется с помощью беспилотников, квадрокоптеров, дронов, вертолетов и самолетов. Все зависит от поставленных задач: для чего нужна съемка?
Фотографирование местности пользуются огромной популярностью в фермерских угодьях, в лесничестве, в экологических целях, в нефтяном и угольном производстве. При чрезвычайных ситуациях, например, при пожаре, или при химических поражениях территории, для определения очага воздействия используется вертолет со специальной сверхточной аппаратурой.
Аэрофотосъемка в геодезии
Фотографии можно сделать на разной высоте, все зависит от цели фотографирования и поставленных задач. Вы наверное не раз замечали дроны на управлении, именно это устройство часто применяется для фотосъемки на небольшой высоте. В нашей компании современное оборудование, оно прикрепляется на летательное устройство и фиксирует рельеф почвы, расстояние к ближайшим зданиям и сооружениям, наличие лесопосадок, мостов, автомагистралей. Вся эта информация является необходимой при глобальном строительстве, так как наличие водных ресурсов, озер или речек, оврагов, магистралей может внести произвести к дальнейшей деформации объекта.
Аэрофотосъемка в топографии
Согласитесь, что часто фотографий бывает недостаточно, необходимо детальное изучение территории, современные устройства благополучно снимают видео. Инженеры нашей компании учитывают расстояние от летательного аппарата к объекту, климатические условия и погодные, скорость ветра, облачность, мороз или жару, дождь или град тоже учитываются.
Обработанные фотографии наносятся нашими топографами на карту. Топографические данные выполняются в разных масштабах, все зависит от заказа. Стоит заметить, что на карту наносятся все объекты, даже мельчайшие, казалось бы незначительные. При застройке участка необходимы все данные.
Процедура аэрофотосъемки
Наша компания осуществляет съемку следующим образом:
- На начальном этапе изучается земельный участок, его характеристики. Рассчитываются направления, расстояние и время для съемки.
- Настройка летательного аппарата и аппаратуры.
- Аэрофотосъемка с беспилотника.
- В условиях офиса, с помощью компьютерной техники и программного обеспечения, происходит обработка изображений и нанесение объектов на карту в виде условных обозначений.
Обратите внимание, сам процесс съемки местности, обработки фотографий очень трудоемкий и требующий определенных знаний и умений.
Применение аэрофотосъемки
Особой популярностью пользуется фотосъемка в фермерских хозяйствах. Удобным стало исследование территории поля на повреждения вредителями или определение границ засева.
Военное дело не может обойтись без фотографирования, с помощью летательных аппаратов легко обследовать территорию на наличие вражеской техники и нанесение на карту территории противника.
Фотографии редких видов животных и растений, которые занесены в Красную книгу, обследуются с помощью видео и фото. Качественные фотоснимки можно увидеть по телевидению и интернету, в различных энциклопедиях и журналах.
Фотографирование отдельных объектов, зданий и сооружений является одним из основных условий удачного проектирования стройки. Нередки случаи, когда недавно построенное здание деформируется или рушится. Причиной могут быть овраги, расположенные на близлежащей территории или автомагистрали, по которым происходит движение крупногабаритных средств. Наша фирма и наши специалисты будут сопровождать заказчика от осуществления заказа до введения объекта в эксплуатацию. Мы совершим все виды работ.Наши инженеры постоянно посещают курсы и тренинги, обучаются работе с современным программным оборудованием, которое позволяет определить все до мельчайших подробностей. Топографы ответят на все интересующие вас вопросы, корректно все расскажут и покажут.
Где можно заказать аэрофотосъемку
Наша фирма выполняет широкий спектр услуг по геодезии, заказав у нас фотографирование местности, вы получите отличный сервис, компетентных специалистов, топографические данные на карте местности в любом масштабе. В нашей компании используется индивидуальный подход к каждому клиенту.
Для того, чтобы ознакомиться с ценами на аэрофотосъемку, геодезию, заходите на сайт нашей компании. Ценовая политика вас удивит, а качеством проведения останутся довольны все. Обратите внимание, наша фирма имеет лицензию, при проведении работ руководствуется нормативными документами, заключенный договор является юридическим документом, который предоставляет вам гарантию на несколько лет.
Ремонт в квартире или доме, довольно длительный и изнурительный процесс. Мы прилагаем немало усилий, для того, чтобы воплотить все свои задумки в реальность. Но даже после того, как основные строитель...
Съемки городов и поселков следует выполнять с использованием материалов аэрофотосъемки.
Фотографическое изображение местности на фотопланах или фотосхемах дает проектировщику наглядное и полное представление о территории города, внутриквартальной застройке и ее состоянии, об отдельных сооружениях, характера и густоте зеленых насаждений, поймах рек, оврагов и т. п.
Преимущество аэрофотосъемочных материалов заключается также в том, что по материалам одного и того же залста, не дожидаясь завершения полного цикла съемочных работ, можно быстро получить фотопланы или фотосхемы различных масштабов для топографического обеспечения соответствующих видов проектно-планировочных работ.
Большое значение имеет применение аэрофотосъемки для обновления и уточнения имеющихся топографических планов.
Различают в основном два метода аэрофототопографической съемки:
комбинированный, когда контурную часть плана получают в виде фотоплана, а съемка рельефа выполняется непосредственно на местности (на фотоплане) с применением мензулы или нивелира; стереотопографический, когда по аэрофотоснимкам получают изображение контуров и рельефа с помощью стереофотограмметрических приборов.
Применительно к съемке городов, особенно в масштабах 1: 1000 и 1: 500, возможно сочетание этих двух методов съемки, когда с помощью стереофотограмметрических приборов получают план ситуации и горизонтали внутри кварталов и на незастроенных территориях, а вертикальную съемку проездов выполняют с помощью нивелира.
Для получения фотопланов (особенно при комбинированном методе съемки) стремятся применять длиннофокусные нормальноугольные или узкоугольные аэрофотоаппараты (АФА) для того, чтобы смещения изображения из-за рельефа местности, а также крыш построек (из-за их высоты) находились в допустимых пределах. Выбор фокусного расстояния АФА, таким образом, будет зависеть от масштаба составляемого плана, характера рельефа и застройки. При формате аэрофотоснимков 18X18 см для создания фотопланов можно применять АФА с фокусными расстояниями 200, 350 и 500 мм. При этом АФА с /к = 200 мм следует применять только при созданин фотопланов масштабов 1: 1000, а АФА с fK = 350 н 500 мм - при создании фотопланов масштаба 1: 500.
Масштаб фотографирования задается в несколько раз мельче, чем масштаб создаваемого фотоплана. Выбор масштаба фотографирования обусловлен в основном возможными коэффициентами увеличения имеющихся фототрансформаторов, а также информационной емкостью аэрофотоснимков, обеспечиваемой АФА. Для получения фотопланов определенных масштабов установлены соответствующие масштабы фотографирования: известно, что при одном и том же масштабе фотографирования стереофотограмметрическне определения высот точек местности получаются тем точнее, чем больше угол поля зрения аэрофотоаппарата. Поэтому для стереотопографичес.кого метода съемки незастроенных территорий широко применяются сверхширокоугольные АФА. Однако при съемках застроенных территорий применять эти АФА нецелесообразно, так как перспективные изображения построек будут закрывать значительную часть проездов, тем большую, чем больше широкоугольность АФА п чем выше застройка. В частности, при fK = 70 мм п при нормальных перекрытиях снимков ширина «мертвой зоны» будет равна высоте построек. Поэтому при стереотопо-графической съемке застроенных территорий применяют широкоугольные АФА с /к= 100 или 140 мм, а в некоторых случаях и более узкоугольиые (например, при съемках в масштабах 1:1000 и 1:500). Применять свсрхшпрокоугольные АФА (с /к = 70 мм) для фотографирования застроенных территорий возможно только при малоэтажной застройке и при выполнении второго залета с нормалыюугольиыми или узкоугольпым АФА для составления фотопланов.
Выбор аэрофотоаппарата и масштаба фотографирования при стереотопографической съемке зависит от характера за-тройки (этажности и плотности) п от заданной высоты сечения рельефа, а следовательно, от требуемой точности определения фотограмметрических высот точек местности.
Величины относительных ошибок фотограмметрических высот, определенных по аэроснимкам масштабов 1: 10 000 и крупнее, составляют 1/3000-1/4000 при /,.= 100 мм, 1/3500-1/5000 при /к= 140 мм, 1/4500-1/6000 при /к = 200 мм.
При более мелких масштабах фотографирования величины относительных ошибок будут несколько меньше.
Таким образом, например, стереотопографическая съемка с. высотой сечения рельефа 1 м может обеспечить требуемую точность изображения рельефа (со средней квадратической
ошибкой 0,30 м) при масштабах фотографирования 1: 10 000- 1: 12 000 при /„=100 мм (Н= 1000-1200 м), 1: 8500-1: 10 000 при /„=140 мм (#=1200-1400 м) и 1:7000-1:9000 при /к = = 200 мм (Н= 1400-1800 м).
В то же время при выборе масштаба фотографирования следует учитывать, какое увеличение масштаба плана по сравнению с масштабом аэрофотосъемки может быть обеспечено имеющимся парком стереофотограмметрических приборов. При работе на СПР без координатографа масштаб плана может быть крупнее масштаба снимков только в 2 раза, на СД-3 - в Зраза (можно и в 4, по тогда координатограф не сможет обслужить всю площадь стереопары), на СПР-ЗМ с координатографом и на стереомстрографе практически ограничений нет. Кроме того, для застроенных территорий существенное значение имеет съемка контуров, точность положения которых будет снижаться при слишком большом уменьшении масштаба фотографирования.
При съемке в масштабе 1: 5000 с высотой сечения рельефа 1 м наиболее рационально выполнять фотографирование в масштабе 1:12 000 аэрофотоаппаратом с =100 мм. При сплошной многоэтажной застройке и той же высоте сечения следует учесть, что перспективные изображения зданий, деревьев будут закрывать площадь, равную примерно 0,7 от их высоты при 100 мм и примерно 0,5 от их высоты при = 140 мм. В этом случае целесообразно применять АФА= 140 мм и масштабом фотографирования 1:10 000. Если же стереоскопическую рисовку рельефа выполнять по аэроснимкам, полученным АФА= 100 мм, то для составления фотоплана целесообразно было бы выполнить второй залет с использованием АФА= 200 мм при заданном масштабе фотографирования 1: 20 000.
При съемке в масштабе 1: 2000 с высотой сечения рельефа 1 м масштаб фотографирования целесообразно задавать мельче 1:8000, а в некоторых случаях и 1:6000 (при использовании СД-3). Поэтому фотографирование можно выполнять как АФА=140 мм, так и АФА= 200 мм. На незастроенных территориях целесообразно применять АФА=100 мм, тогда можно делать разреженную высотную подготовку.
Продольное и поперечное перекрытия, прямолинейность маршрутов аэрофотосъемки и остальные показатели качества залета должны соответствовать установленным техническим требованиям.
В застроенной части каждого города имеется много деревьев и зеленых насаждений, кроны которых летом закрывают на аэроснимках от 40 до 80 % территории улиц и проездов. На 1 км проезда приходится в среднем до 45 колодцев выходов подземных коммуникаций, из которых около 50 % закрывается кронами деревьев. Поэтому аэрофотосъемку населенных пунктов с большим количеством зеленых насаждений целесообразно производить весной до появления листвы или осенью, когда листья с деревьев опадут, до появления снежного покрова.
Аэросъемку выполняют в облачную погоду или в утренние и вечерние часы, когда тени наиболее прозрачны. При проявлении аэрофильмов, полученных в солнечную погоду, нельзя допускать чрезмерной контрастности изображения.
На территории городов и поселков имеется густая сеть пунктов опорной геодезической сети, которую необходимо использовать при комбинированном и стереотопографическом методах аэрофотосъемки, что повысит точность планов и удешевит стоимость работ по плановой привязке аэроснимков.
Перед аэрофотосъемочными работами производят маркировку пунктов опорной геодезической сети, оформляя их в виде белых квадратов 0,3X0,3 м или крестов несмываемой краской па тротуарах и проезжей части. В городах с малоэтажной застройкой и проездами без дорожных покрытий в качестве маркировки можно применять окопку, например четырехугольником. Размеры квадрата рассчитывают так, чтобы его изображение на аэроснимке имело размеры 0,4-0,5 мм.
Если размеры изображения пунктов триангуляции превышают 0,5 мм, маркируют центр знака так, чтобы его диаметр на снимке был 0,1-0,2 мм. При малом контрасте знака с окружающим фоном середину его рекомендуется засыпать известью или мелом.
Материалы аэрофотосъемки передают на дальнейшую обработку в следующем объеме: пронумерованные по съемочным маршрутам аэронегативы с цифровой схемой, контактные отпечатки в двух экземплярах, негативы накидного монтажа, репродукции с негативов накидного монтажа в двух экземплярах, паспорта аэрозалетов, журналы оценки фотографического качества негативов, показания радиовысотомеров и статоскопов, характеристика аэрофотоаппарата и затвора, краткая пояснительная записка с указанием оценки качества выполненных работ.
