Методы и способы дешифрирования. Понятия о видах и методах дешифрирования

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные понятия дешифрирования

1. Сущность и задачи дешифрирования фотоснимков

Аэрофотоснимок является основным источником информации о местности. Но, для непосвященного человека, т. е. не имеющего специальной подготовки и опыта работы с ними, даже самого лучшего качества фотоснимок мало что дает. Подготовленный специалист сможет воспользоваться процессом, называемым дешифрирование фотоснимка. Это один из способов добывания информации о местности по фотоизображению.

Учитывая то, что ни один вид работ, будь то создание топографических карт; обновление топографических карт; оперативное исправление карт; изготовление фотодокументов местности; полевая подготовка фотоснимков; ориентирование на местности войск и т. д., не обходится без фотоснимков, можно сделать вывод, что дешифрирование фотоснимков имеет большую значимость при производстве практически всех видов топографических работ.

Дешифрированием фотоснимков называется процесс обнаружения, распознавания объектов, а также определения количественных и качественных характеристик по их фотоизображениям.

Результаты дешифрирования регистрируются в графической, цифровой или текстовой формах.

В его сущности можно вычленить три этапа этого процесса.

I этап. Обнаружение - начальный этап дешифрирования (его низший уровень).

Оно состоит в поиске на снимке участков, где вероятнее всего изображены объекты местности. Оператор-дешифровщик в результате обнаружения отмечает для себя: «Здесь что-то есть».

II этап. Распознавание - второй этап дешифрирования, его средний уровень. Оно заключается в определении сущности изображенных на снимке и обнаруженных объектов. Это сложный процесс. В результате распознавания можно либо распознать, либо не распознать (распознать неверно) изучаемый объект.

III этап. Определение характеристик вскрытых объектов - третий этап дешифрирования, его высший уровень. В ходе этого этапа осуществляется анализ и обобщение количественных и качественных характеристик объектов с целью установления их состояния, значимости и возможностей в конкретной обстановке.

Количественные и качественные характеристики объектов местности определяются путем измерения параметров фотоизображений: геометрических размеров, параллаксов, плотностей и т. д. В результате оценки удается выяснить состав леса, характер грунта, материал покрытия дорог, линейные размеры объектов, расстояние между объектами и т. д.

Все три этапа имеют важное значение для успешного дешифрирования. Однако особенно важен этап распознавания.

Дешифрирование аэрофотоснимков выполняется с различными целями. Возникает ряд задач, которые можно условно разделить на две группы:

1) задачи по получению обобщенной информации о поверхности Земли;

2) задачи по определению характеристик отдельных совокупностей объектов, располагающихся на земной поверхности и в атмосфере.

Первая группа задач включает:

Региональное и типологическое районирование земной поверхности;

Вскрытие системы гидрографии, дорожной сети, населенных пунктов, растительности и других элементов местности, установление взаимосвязей;

Составление и обновление топографических карт и т. п.

Вторая группа задач. Перечень их обширен. Вот некоторые из них:

Геологическое картирование;

Поисковая и эксплуатационная разведка месторождений полезных ископаемых;

Таксация леса;

Метеорологические исследования;

Разведка военных объектов и т. д.

В последние годы в связи с бурным развитием космических исследований появились новые задачи по дешифрированию снимков других планет Солнечной системы.

Все вышеперечисленные задачи могут конкретизироваться в зависимости от района работ, времени их производства, установленных сроков выполнения и т. п.

2. Основные виды, методы и способы дешифрирования

В зависимости от назначения и задач, решаемых в ходе дешифрирования аэрофотоснимков (рис. 1.10), различают два вида дешифрирования:

1) общегеографическое;

2) отраслевое (специальное).

Общегеографическое дешифрирование аэрофотоснимков решает первую группу задач (получение обобщенной информации) и включает две разновидности дешифрирования:

Топографическое;

Ландшафтное.

Классификация видов и разновидностей дешифрирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Топографическое дешифрирование является одним из основных проце с сов технологической схемы создания и обновления карт.

По данным профессора М.Д. Коншина, удельный вес стоимости топогр а фического дешифрирования при съемках карт масштаба 1: 25 000 составл я ет около одной третьей, а при обновлении карт масштабов 1: 25 000 - 1: 100 000 - до половины стоимости их создания.

производится с целью обнаружения, распознавания и получения характеристик объектов, которые должны быть изображены на составляемой или обновляемой топографической карте.

Ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков имеет целью реги о нальное или типологическое районирование местности. Это имеет большое значение как для изучения поверхности Земли, так и для решения специальных технических задач, например, для планирования аэросъемки.

Отраслевое (специальное) дешифрирование производится различными организациями для решения ведомственных задач, отнесенных ко второй гру п пе, и имеет много разновидностей.

Виды и разновидности дешифрирования аэрофотоснимков не являются какими-то резко отличными и не связанными друг с другом. Это, в частности, проявляется в единстве методов и способов выполнения работ, применяемых во всех видах дешифрирования.

Из принятой классификации видов дешифрирования для военных топ о графов наибольший интерес представляют две разновидности:

Топографическое дешифрирование;

Военное дешифрирование.

Топографическое дешифрирование фотоснимков - это обнаружение и распознавание, а также получение характеристик тех объектов, которые дол ж ны быть изображены на топографической карте.

Военное дешифрирование - это процесс обнаружения и распознавания военных объектов, а также определения тактических свойств местности по их фотографическим изображениям.

Результаты дешифрирования доводятся до войск в графической, цифровой или текстовой формах.

В зависимости от принципов организации работ и условий выполнения различают четыре метода дешифрирования аэрофотоснимков (рис. 1.11):

Полевое дешифрирование предусматривает выполнение работ непосредственно на местности. В результате полевого дешифрирования выявляются все объекты, которые необходимо нанести на топографическую карту, в том числе и не изобразившиеся на фотоснимке. Опознанные объекты и их характеристики вычерчиваются на фотоснимке в условных знаках.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.11. Методы и способы дешифрирования

дешифрование снимок фотоизображение

Полевое дешифрирование аэрофотоснимков может быть полным и не полным.

При полном производится распознавание всех подробностей, подлеж ащих вскрытию (например, распознаются все элементы местности, изображаемые на топографической карте).

Неполное полевое дешифрирование обеспечивает распознавание только тех объектов, которые не могут быть надежно отдешифрированы камерально.

Полевой метод дешифрирования аэрофотоснимков применяется при:

- съемке и обновлении карт на районы, имеющие особо важное хозяйс твенное и оборонное значение;

Геодезических работах;

Полевой подготовке снимков;

Создании фотоснимков - эталонов дешифрирования на ключевые участки.

Недостатком полевого метода является его трудоемкость и значительные материальные затраты. Кроме того, полевое дешифрирование сложно в организационном отношении.

Камеральный метод дешифрирования фотоснимков предусматривает распознавание объектов и получение их характеристик без выхода в поле путем изучения свойств фотоизображений.

Основой для принятия решения при камеральном дешифрировании служат дешифровочные признаки объектов, определенным образом изобразившихся на снимке.

Камеральный метод дешифрирования аэрофотоснимков является в настоящее время основным во всех видах дешифрирования и используется при стереотопографическом методе аэрофототопографической съемки. Недостаток метода состоит в том, что он не может обеспечить 100%-ную полноту и достоверность полученной информации.

Аэровизуальный метод заключается в распознавании объектов с самолета или вертолета. Этот метод позволяет увеличить производительность и снизить стоимость работ в труднодоступных и малообжитых районах.

Например, стоимость аэровизуального дешифрирования в труднодоступных районах составляет около 40% от затрат, необходимых для выполнения полевого дешифрирования.

Вместе с тем, аэровизуальный метод дешифрирования требует специальной подготовки операторов по быстрому ориентированию и распознаванию объектов за сравнительно ограниченные сроки.

Комбинированный метод предусматривает сочетание камерального и полевого дешифрирования, причем, в поле или в полете выявляются и распознаются только те объекты или их характеристики, которые невозможно вскрыть камерально, то есть основная работа по дешифрированию выполняется в камеральных условиях.

Вопрос о том, должно ли камеральное дешифрирование предшествовать полевому (аэровизуальному) или наоборот, решается в зависимости от конкретных условий.

Во всех без исключения методах дешифрирования применяются три способа выполнения работ:

Визуальный;

Машинный (автоматический);

Комбинированный (человек и машина).

Визуальный способ дешифрирования снимков является основным. В дальнейшем, даже в случае развития машинного способа, он будет чаще применяться в полевом и аэровизуальном методах.

Восприятие и обработку информации снимка осуществляет глаз и мозг оператора дешифровщика. Если глаз не вооружен, говорят о непосредственном визуальном дешифрировании.

Однако, как правило, человек использует технические средства, расширяющие возможности глаза. В этом случае говорят об инструментальном визуальном дешифрировании.

Для успешного решения задач дешифрирования часто применяют снимки, на которых показан пример дешифрирования. Такие снимки носят название аэрофотоснимков - эталонов, а способ дешифрирования - визуальное дешифрирование по эталонам.

Машинный (автоматический) способ дешифрирования предусматривает выполнение всех этапов дешифрирования с помощью специальных устройств. Различают следующие разновидности машинного способа:

Микрофотометрический;

Фотоэлектронный;

Пространственной фильтрации.

Микрофотометрический способ дешифрирования аэрофотоснимков основан на установлении и использовании корреляционных связей между свойствами объектов и статистическими характеристиками их фотоизображений. Для этих целей пригодны фотометрические (средняя плотность, ее дисперсия, асимметрия и эксцесс, корреляционные функции оптической плотности и т. п.), геометрические (средние размеры, кривизна, частота пересечений контурных линий и т. д.) и другие характеристики фотоизображений.

Фотоэлектронный способ дешифрирования аэрофотоснимков аналогичен микрофотометрическому. Однако, в отличие от микрофотометрического способа, здесь информация считывается одновременно с некоторой площади изображения и обрабатывается параллельно.

Способ пространственной фильтрации основан на прямом и обратном преобразовании Фурье и корреляционных связях между свойствами объектов и спектрами пространственных частот их фотоизображений.

Комбинированный способ дешифрирования предусматривает тесную связь оператора - дешифровщика с автоматизированной системой, которая должна давать максимум сведений, необходимых человеку для принятия решения по распознаванию.

Вид и разновидность дешифрирования накладывает свой отпечаток на состав распознаваемых на снимке объектов, а также на свойства объектов.

Наиболее представительной является группа топографических объектов:

Гидрография;

Различные угодья;

Населенные пункты;

Дорожная сеть, линии ЛЭП;

Границы и т. п.

Разновидности тематического (отраслевого) дешифрирования направлены на изучение внутреннего содержания объектов.

«Происхождение» объекта определяет не только его внешний облик и положение, но и методику дешифрирования.

Объектам естественного происхождения характерны произвольность формы контура и отсутствие строгой упорядоченности в расположении. Внешний вид характеризуется структурой изображения.

Объектам искусственного происхождения характерны часто стандартные формы, постоянство состава, типовые размеры.

В зависимости от абсолютных значений и соотношений линейных размеров объекты делятся на три группы:

Компактные (имеют исключительно малые размеры);

Линейные (это те, у которых длина более чем в три раза превосходит ширину);

Площадные (имеют большие размеры).

В зависимости от состава и предназначения элементов объекта выделяются две группы:

Простые (одиночные);

Сложные (групповые).

Простой - это элемент сложного.

Сложный - это упорядоченная совокупность простых объектов, объединенная целевым назначением.

Объекты по-разному отражают падающую на них солнечную радиацию и поэтому разделяются по контрасту:

Малоконтрастные;

Контрастные;

Высококонтрастные.

Длительность существования объектов и их признаков делит объекты на динамичные и стационарные.

Динамичные объекты меняют свои свойства или вообще пропадают в сравнительно короткие сроки - часы, сутки, недели.

Стационарные - меняют свои характеристики, но в течение сезона, нескольких лет.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Методы дешифрирования, применяемые в зависимости от технологии топографических работ, характера и изученности района. Назначение и способы составления фотосхемы. Особенности и пример графического оформления результатов дешифрирования способом индексов.

презентация , добавлен 02.11.2015


дипломная работа , добавлен 15.02.2017


Способы стереоскопического наблюдения. Приемка и оценка летно-съемочного материала. Критерии качества результатов аэрофотосъемки, информативность и дешифрируемость исходных снимков. Технология визуального дешифрирования и его автоматизированные методы.

реферат , добавлен 18.05.2012


Причины использования метода дешифрирования снимков. Влияние ледников на природу планеты. Оценка снежно-ледовых ресурсов Земли из космоса. Значение космических снимков. Этапы программы "космической помощи". Необходимость применения рекреационных карт.

реферат , добавлен 17.11.2011


Дешифрирование - анализ материалов аэро- и космических съемок с целью извлечения из них информации о поверхности Земли. Получение информации путем непосредственных наблюдений (контактный способ), недостатки способа. Классификация дешифрирования.

презентация , добавлен 19.02.2011


Природно-территориальные комплексы: понятие, причины и этапы формирования. Ландшафт как основная исходная единица в системе ПТК. Выявление объективно существующих границ пространственно обособленных комплексов как задача ландшафтного дешифрирования.

реферат , добавлен 15.05.2011


Прикладные задачи, решаемые с помощью методов и средств дистанционного зондирования. Расчет параметров съемки в целях землеустройства и земельного кадастра. Основные требования к точности результатов дешифрирования при создании базовых карт земель.

контрольная работа , добавлен 21.08.2015


Процесс извлечения информационных данных из фотоизображений земной поверхности. Распознавание объектов, определение их географической сущности, установление их качественных и количественных характеристик. Гляциальные рельефообразующие процессы.

реферат , добавлен 09.02.2012


Особенности дешифрования данных дистанционного зондирования для целей структурно-геоморфологического анализа. Генетические типы зон нефтегазонакопления и их дешифрирование. Схема структурно-геоморфологического дешифрирования Иловлинского месторождения.

реферат , добавлен 24.04.2012


Ориентирование на местности при помощи компаса. Основные факторы генерализации. Назначение, тематика и типы карты. Обобщение качественных и количественных характеристик картографируемого явления. Основные количественные показатели отбора: ценз, норма.

Кажется непосвященному человеку необычным и малопонятным. В отличие от карты он не имеет условных обозначений, пояснительных подписей. Поэтому надо уметь читать снимки, или, как говорят специалисты, дешифрировать их. Дешифрирование основано на знании отличительных дешифровочных признаков объектов - своеобразной азбуки снимков. Одни из этих признаков прямые, они непосредственно указывают, какой объект изобразился на снимке. Например, белый цвет - признак снега или солевой корки, прямоугольная форма земельных участков - признак распаханных или занятых посевами полей, а по форме тени можно определить характер постройки. Пять главных прямых признаков показаны на рисунке. Однако более существенны косвенные признаки. Они позволяют получить сведения об объектах и процессах, не изобразившихся на снимках, используя их взаимосвязи. Например, характер в засушливых районах свидетельствует о глубине залегания невидимых грунтовых вод и насыщенности их минеральными солями. Дешифрирование по косвенным признакам называют индикационным. Этот сложный вид географического анализа дает сведения о невидимых на местности объектах по их видимым индикаторам.

Для работы с космическими снимками часто используют персональные компьютеры. Цифровой снимок можно вывести на экран компьютера, увеличить его или уменьшить, улучшить качество и сделать более контрастным, раскрасить в различные цвета, рассмотреть объект с разных сторон. Серия зональных черно-белых снимков позволяет синтезировать цветное изображение, подбирая такие зоны и светофильтры, на которых яснее проступят интересующие исследователя объекты. На основе анализа яркости зональных изображений компьютер сам выявит однородные группы объектов, т. е. выполнит неконтролируемую, неуправляемую классификацию. Если для отдельных участков известны изобразившиеся объекты (их называют тестовыми, эталонными), то компьютер по аналогии выделит такие же объекты на остальной части снимка, т. е. выполнит управляемую классификацию.

Здесь приведен пример такой компьютерной обработки космического снимка на центральную часть , где на берегу озера Имандра в Мончегорске работает медно-никелевый комбинат «Североникель», дымовые выбросы которого губительно воздействуют на растительность близлежащих территорий.

На снимке по цвету изображения выделяются участки повреждения и уничтожения растительности - их красно-коричневые пятна резко контрастируют с зеленоватыми тонами еще сохранившихся лесов. Составленная в результате выполнения управляемой классификации компьютерная карта показывает распространение зон с разной степенью промышленного воздействия на растительность. Повторение такой классификации по снимкам, сделанным в разные годы, позволяет следить за изменением степени воздействия, что необходимо для проведения восстановительных и природоохранных мероприятий.

Два снимка одного и того же участка местности, полученных с разных точек, образуют стереоскопическую (т. е. воссоздающую объемное изображение) пару. Вооружившись специальным оптическим прибором - стереоскопом, можно наблюдать объемную, очень выразительную модель местности. Это замечательное свойство снимков важно для изучения рельефа земной поверхности. Пользуясь стереофотограмметрическими приборами, с большой точностью измеряют такую рельефную модель. Так по стереопарам составляют карты местности, прежде всего топографические. Теперь такую работу выполняют с помощью компьютера, пользуясь специальными стереоочками.

Визуальный метод дешифрирования, прямые и косвенные признаки дешифрирования.

Материалы, используемые при визуальном дешифрировании

Понятие о дешифрировании снимков. Классификация дешифрирования.

Дешифрированием (интерпретацией) называется анализ видеоинформации с целью извлечения сведений о поверхности и недрах Земли (других планет, их спутников), расположенных на поверхности объектах, происходящих на поверхности и в близповерхностном пространстве процессах.

В состав сведений входят, например, определение пространственного положения объектов, их качественных и количественных характеристик, выяснение границ простирания изучаемых процессов и данные о их динамике и многое другое. В задачи дешифрирования входит также получение из иных источников информации, которая не может быть считана непосредственно со снимков, например сведений о наличии, положении и свойствах неотобразившихся объектов, названий населенных пунктов, рек, урочищ. Такими источниками могут служить материалы ранее выполненного дешифрирования, планы, карты, вспомогательные снимки, справочная литература, непосредственно местность.Результаты визуального дешифрирования фиксируются условными знаками на дешифрируемом изображении, машинного - тоновыми, цветовыми, знаковыми или иными условными обозначениями.

Другое определение дешифрирования:

Дешифрирование снимков (интерпретация)- процесс распознавания объектов местномти по фотографическому изображению и выявление их содержания с обозначением условными знаками качественных и количественных характеристик.

В зависимости от содержания дешифрирование делят на:

Общегеографическое

специальное (тематическое, отраслевое ).

Общегеографическое дешифрирование включает две разновидности:

Топографическое дешифрирование -производится для обнаружения, распознавания и получения характеристик объектов, которые должны быть изображены на топографических картах.Оно является одним из основ процессов технологической схемы обновления и создания карт.

Ландшафтное дешифрирование –выполняется для регионального и типологического райнирования местности и решения специальных задач.

Специальное (тематическое, отраслевое) дешифрирование производится для решения ведомственных задач по определению характеристик отдельных совокупностей объектов. Разновидностей тематического дешифрирования очень много. сельскохозяйственное, лесохозяйственное. геологическое, почвенное, геоботаническое и др. и другого ведомственного назначения. Если конечной задачей специального дешифрирования является составление тематических карт, например сельскохозяйственных, почвенных или геоботанических, то. при отсутствии подходящей топографической основы, специальное дешифрирование сопровождается топографическим.

Основой методической классификации дешифрирования на его современном уровне развития являются средства считывания и анализа видеоинформации. Исходя из этого, можно выделить следующие основные методы дешифрирования:

визуальный , в котором информация со снимков считывается и анализируется человеком:

машинно- визуальный , в котором видеоинформация предварительно преобразуется специализированными или универсальными интерпретационными машинам с целью облегчения последующего визуального анализа полученною изображения:

автоматизированный (диалоговый), в котором считывание со снимков и анализ. или непосредственный анализ построчно записанной видеоинформации, выполняются специализированными пли универсальными интерпретационными машинами при активном >части оператора:

автоматический (машинный), в котором дешифрирование полностью выполняется интерпретационными машинами. Человек определяет задачи и задает программу обработки и видеоинформации.

Во всех методах можно выделить низшие уровни классификации - способы и варианты способов.

Принципиальная схема дешифровочного процесса в любом методе остается неизменной - распознавание выполняется путем сопоставления и определения степени близости некоторого набора признаков дешифрируемою объекта с соответствующими эталонными признаками, находящимися в памяти человека или машины. Процессу распознавания при этом предшествует процесс обучения (или самообучения), при котором определяется перечень подлежащих дешифрированию объектов, отбирается совокупность их признаков и устанавливается допустимая степень их различия.

При недостаточном объеме априорной информации о классах объектов и их признаках человек и машина может поделить изобразившиеся объекты по близости некоторых признаков на однородные группы - кластеры, содержание которых определяется затем человеком или машиной с помощью дополнительных данных.

2. Визуальный метод дешифрирования, прямые и косвенные признаки дешифрирования .

Природные объекты, изображающиеся на снимках могут опознаваться и интерпретироваться дешифровщиком по их свойствам, которые находят отражение в дешифровочных признаках этих объектов. все дешифровочные признаки можно разделить на две группы: прямые дешифровочные признаки и косвенные.

К прямым признакам относят те свойства и характеристики объектов, которые непосредственно отображаются на снимках и могут восприниматься визуально или с использованием технических средств.

К прямым дешифровочным признака м относят форму и размеры изображения объектов в плане и по высоте, общий (интегральный) тон черно-белого или цвета цветного (спектрозонального) изображений, текстуру изображения.

Форма в большинстве случаев является достаточным признаком для разделения объектов природного и антропогенного происхождения. Объекты, созданные человеком, как правило, отличаются правильностью конфигурации. Так, например, любые здания и сооружения имеют правильные геометрические формы. То же можно сказать о каналах, шоссейных и железных дорогах, парках и скверах, пахотных и культурных кормовых угодьях и других объектах. Форма объектов используется иногда как косвенный признак для определения характеристик других объектов.

Размеры дешифрируемых объектов в большинстве случаев оцениваются относительно. Об относительной высоте объектов судят непосредственно по их изображению на краях снимков, полученных с помощью широкоугольных съемочных систем. О размерах, а также и о форме по высоте можно судить по падающим от объектов теням. Разумеется, что площадка, на которую падает тень, должна быть горизонтальной.

Размеры изображения объектов так же как и форма, искажаются вследствие влияния рельефа местности и специфики используемой в съемочной системе проекции.

Тон изображения является функцией яркости объекта в пределах спектральной чувствительности приемника излучений съемочной системы. В фотометрии аналог тона - оптическая плотность изображения. непостоянство данного признака связано со следующими факторами: условиями освещения, структуры поверхности, типа фотографического материала и условий его обработки, зоны электромагнитного спектра и других причин.Тон оценивается визуально путем отнесения изображения к определенной ступени нестандартизированной ахроматической шкалы, например тон светлый, светло-серый, серый и т. д. Число ступеней определяется порогом световой чувствительности зрительного аппарата человека.

Опытным путем установлено, что человеческий глаз Опытным путем установлено, что человеческий глаз может различать до 25 градаций серого тона, в практических целях чаще используется серая шкала тонов от семи до десяти ступеней (табл. 2).

Таблица 1Количественные характеристики плотности изображения

С помощью компьютеров возможно различать до 225 уровней серого тона по снимкам и пленкам. Кроме этого, эти уровни, в зависимости от поставленной задачи, можно группировать по определенным ступеням с их количественными характеристиками. Существенное влияние на тон фотоизображения оказывают фактурные свойства объектов, от которых зависит распределение отраженного от поверхности объекта света в пространство.

Оптическая плотность служит кодом, который передает свойства объектов.. Совершенно различные по цвету объекты могут отобразиться на черно-белом фотоснимке или телевизионном изображении одинаковым тоном. Учитывая нестабильность показателя, при дешифрировании фототон оценивают только в сочетании с другими дешифровочными признаками (например, структурой). Тем не менее именно фототон выступает как основной дешифровочный признак, формирующий очерта­ния границ, размеры и структуру изображения объекта.

Тон может быть достаточно информативным признаком при правильно выбранных элементах съемочной системы и условиях съемки.

Тон изображения пашни может значительно изменяться во времени и пространстве, гак как существенно зависит от состояния поверхности незанятых полей (перепаханная, боронованная, сухая, влажная и др.), от вида и фенофазы культур на занятых полях.

Цвет изображения является спектральной характеристикой и определяет энергию светового потока.. Цветоваягамма изображений является существенным признаком дешифрирования. Этот признак следует рассматривать в двух аспектах. В первом случае, когда изображение на воздушных и космических снимках формируется в цветах, близких к естественным цветам (цветные снимки), распознавание и классификация объектов местности не вызывает особых затруднений. В данном случае учитываются такие характеристики цвета, как его светлотаи насыщенность, а также различные оттенки одного и того же цвета. В другом случае цветное изображение формируется в произвольных цветах (псевдоцветах), как это имеет место при спектрозональной съёмке. Смысл этого сознательного искажения цветовой гаммы натуры на изображении состоит в том, что на снимках наблюдатель легче воспринимает цветовые контрасты деталей изображения, поэтому цветные воздушные и космические снимки обладают более высокой дешифрируемостью, чем черно-белые. Наи­луч­шие результаты получают при дешифрировании спектро­зональных аэро­снимков с более высоким цвето­вым контрастом

Цвета спектрозонального аэроснимка менее стабильны, чем цветного снимка в естественных цветах. При необходимости они могут быть значительно изменены с помощью светофильтров.

Существует особый приём при дешифрировании, когда цвет на изображениях используется для кодирования деталей изображения, имеющих одинаковую оптическую плотность. Этот метод широко используется при дешифрировании зональных снимков, полученных в результате многозональных съёмок. Он весьма эффективен при проведении ландшафтного дешифрирования. В этом случае отдельные элементарные ландшафтные единицы можно закодировать каким-либо цветом, исходя из их родственных признаков и свойств.

Тень как дешифровочный признак играет важную роль при дешифрировании объектов и их свойств. Падающая тень, отбрасываемая объектом на земную поверхность, расположенную со стороны, противоположной Солнцу, подчёркивает объёмность объекта и его форму. Её очертание и размер зависят от высоты Солнца, рельефа местности (участка), на которую падает тень, и направления освещения.

Существует несколько способов определения высоты объекта по падающей тени:

где l - длина тени объекта на аэроснимке;

m - знаменатель масштаба снимка;

n - относительная длина тени, которая берётся из таблиц В.И. Друри (см. Смирнов Л.Е., 1975)

где b₁ - длина тени объекта на аэроснимке;

h₂ - высота известного объекта на аэроснимке;

b₂ - длина тени на аэроснимке известного объекта

По форме падающей тени можно распознавать как искусственные объекты (постройки, столбы, пункты триангуляции), так и естественные объекты. Падающие тени в качестве признаков дешифрирования широко используются при изучении растительности. .Падающие тени отображают вытянутую форму силуэта объ­екта. Это свойство используют при дешифрировании изгородей, телеграфных столбов, водонапор­ных и силосных башен, наружных зна­ков пунктов геодезической сети, отдельных деревьев, а также резко выра­женных форм рельефа (обрывов, промоин и пр.). При этом следует иметь в виду, что на размер тени оказывает влияние рельеф местности.Для каждой породы характерна своя специфическая форма кроны, что находит отражение в её тени и позволяет определить её видовой состав. Например, форма падающей тени ели напоминает остроугольный треугольник, тогда как у сосны она овальная. Однако следует помнить, что тень - весьма динамичный дешифровочный признак (изменяется в течение суток). Она может превышать размер объекта при низком положении Солнца над горизонтом

Текстура (структура изображения) - характер распределения оптической плотности по полю изображения объекта. Структура изображения – наиболее устойчивый прямой дешифровочный признак, практически не зависящий от условий съемки. Структура представляет собой сложный признак, объединяющий неко­то­рые другие прямые дешифровочные признаки (форму, тон, размер, тень) компактной группы однородных и разнородных деталей изображения местности на снимке. Повторяемость, размещение и количество этих деталей приводят к выявлению новых свойств и способствуют повышению достоверности дешифрирования. Важность этого признака повышается с уменьшением масштаба снимка. Например, текстура массива леса образуется изображением на снимках крон отдельных деревьев, а при высоком разрешении съемочной системы - изображением также элементов крон - ветвей или даже листьев; текстура чистой пашни формируется отображением пахотных борозд или отдельных комьев.

Имеется достаточно большое число структур, образованных сочетаниями точек, площадей, узких полос различной формы, ширины и длины. Некоторые из них рассмотрены ниже.

Зернистая структура характерна для изображения лесов. Рисунок создается серыми пятнами округлой формы (кронами деревьев) на более темном фоне, создаваемом затененными промежутками между деревьями. Аналогичную структуру имеет изображение культурной растительности (садов).

Однородная структура образуется однотипной формой микрорельефа и характерна для низинных травянистых болот, степной равнины, глинистой пустыни, водоемов при спо­кой­ном состоянии воды.

Полосчатая структура характерна для изображений огородов и распаханных пашен и является следствием параллельного расположения борозд.

Мелкозернистая структура характерна для изображения кустарников различных пород.

Мозаичная структура образуется растительностью или почвенным покровом неодинаковой влажности и характерна для беспорядочно расположенных участков различного тона, размеров и форм. Аналогичная структура, создаваемая чередованием прямоугольников различ­ного раз­мера и плотности, характерна для изображения приуса­дебных участ­ков,

Пятнистая структура характерна для изображений садов и болот.

Квадратная структура характерна для некоторых типов лесных болот и населенных пунктов городского типа. Она образуется сочетанием участков леса, разделенных светлыми полосами болота, и читается как сочетания площадей однородного тона. Такую же структуру создают изображения многоэтажных зданий (относительно крупные прямоугольники) и элементов внутриквартальной за­стройки в насе­ленных пунктах.

По мере уменьшения масштаба текстура создается более крупными элементами местности, например отдельными полями пашни.. Текстура относится к наиболее информативным признакам. Именно по текстуре человек безошибочно опознает леса, сады, населенные пункты и многие другие объекты. Для перечисленных объектов текстура сравнительно устойчива во времени.

Косвенные признаки можно разделить на три основные группы. природные, антропогенные и природно-антропогенные. Косвенные дешифровочные признаки достаточно устойчивы, и за­висят от масштаба в меньшей степени.

К природным относятся взаимосвязи и взаимообусловленности объектов и явлений в природе. Их называют также ландшафтными . Такими признаками могут быть, например, зависимость вида растительного покрова от типа почвы, ее засоленности и увлажненности или связь рельефа с геологическим строением местности и их совместная роль в почвообразовательном процессе.

С помощью антропогенных косвенных признаков опознают объекты, созданные человеком. При этом используются функциональные связи между объектами, их положение в общем комплексе сооружений, зональная специфика организации территории, коммуникационное обеспечение объектов. Например, животноводческая ферма сельскохозяйственного предприятия может быть опознана по совокупности основных и вспомогательных построек, внутренней планировке территории, интенсивно выбитым прогонам, положению дешифрируемого комплекса сооружений относительно жилой зоны, характеру дорожной сети. Аналогично ремонтные мастерские опознаются по изображению расположенных на территории машин, конный завод надежно опознается по примыкающему к его территории манежу. При этом, каждое из сооружений комплекса отдельно, вне связи с прочими, не дешифрируется. . Например, соединяющая населенные пункты светлая извилистая ли­ния почти наверняка является изображением проселочной дороги; с той же вероятностью теряющиеся в лесу или в поле светлые извилистые линии – полевые или лесные дороги; постройка вблизи пересечения светлой извилистой полосы (грунтовой дороги) с железной до­ро­гой свидетельствует о наличии здесь переезда; обрывающаяся на берегу реки дорога и ее продолжение на другом берегу указывает на на­личие брода или парома; группа построек вблизи многократно раз­ветвляющейся железной до­роги подсказывает о наличии железнодо­рожной станции. Ло­гический анализ прямых и кос­венных дешифровочных при­знаков значи­тельно повышает достоверность дешифриро­ва­ния.

К природно-антропогенным косвенным признакам относятся, зависимость хозяйственной деятельности человека от определенных природных условий, проявление свойств природных объектов в деятельности человека и другое. Например, по размещению некоторых видов культур можно составить определенное суждение о свойствах почв, их увлажненности, по изменению влажности поверхности в местах расположения дрен дешифрируют элементы закрытой осушительной системы. Объекты, используемые при опознавании и определении характеристик недешифрующихся непосредственно объектов, называются индикаторами, а дешифрирование - индикационным. Такое дешифрирование может быть многоэтапным, когда непосредственные индикаторы дешифрируемых объектов опознаются с помощью вспомогательных индикаторов. Приемами индикационного дешифрирования решаются задачи по обнаружению и определению характеристик неотобразившихся на снимках объектов. Важнейшими индикаторами различных явлений при косвенном дешифрировании служат растительность, рельеф и гидрография.

Растительность является хорошим индикатором почв, четвертичных отложений, увлажнённости почвогрунтов и т.д. При дешифрировании могут использоваться следующие индикационные признаки растительности:

Морфологические признаки позволяют различать на аэрокосмических снимках древесную, кустарниковую и луговую растительность.

Флористические (видовые) признаки позволяют дешифрировать видовой состав, например, сосновые насаждения приурочены к песчаным автоморфным почвам, черноольховые – к дерново-глеевым почвам.

Физиологические признаки основаны на связи гидрогеологических и геохимических условий места произрастания с химическими свойствами пород. Например, на известняках лишайники имеют оранжевый цвет, а на гранитах - жёлтый.

Фенологические признаки базируются на различиях в ритмах развития растительности. Особенно это хорошо проявляется осенью у лиственных пород растительности в изменении окраски листьев. На цветных аэрокосмических снимках хорошо различается видовой состав растительности, который подчёркивает условия произрастания.

Фитоценотические признаки позволяют дешифрировать типы лесной растительности и ассоциации луговой растительности, которые приурочены к определённым условиям произрастания. Например, сосняки-лишайники произрастают на повышенных элементах рельефа с автоморфными рыхло-песчаными почвами, сосняки долгомошники приурочены к пониженным элементам рельефа и дерново-подзолисто-заболоченным почвам.

Рельеф является одним из важнейших индикаторов. Связь рельефа с другими компонентами природных комплексов, его большая роль в формировании внешнего облика ландшафтов и возможность непосредственного дешифрирования позволяют использовать рельеф как индикатор самых разнообразных природных объектов и их свойств. Такими индикаторами могут быть следующие морфометрические и морфологические особенности рельефа: а) абсолютные высоты и амплитуды колебаний высот на данном участке; б) общая расчленённость рельефа и углы наклона склонов; в) ориентировка отдельных форм рельефа и экспозиция склонов (солярная, ветровая), которые вместе с абсолютными высотами определяют климатические условия и водный режим на данной территории; г) связь рельефа с геологией; д) генезис рельефа, его возраст и современная динамика и др.

Гидрография является важным индикатором физико-географических и геологических условий. Тесная связь структуры и густоты гидрографической сети (озёр, рек и болот) с геологией и рельефом позволяет использовать аэрофоторисунок, особенно речной сети, как прямой ландшафтный признак при анализе местности в геоморфологическом, геологическом и палеографическом отношениях.

Дешифровочные признаки обычно используются совокупно, без подразделения их на какие-либо группы. Изображение на дешифрируемом участке обычно воспринимается человеком как единое целое - модель местности. На основе анализа модели создаемся предварительная гипотеза о сути объекта (явления) и его свойствах. Правильность гипотезы подтверждается или отвергаемся (иногда многократно) с помощью дополнительных признаков.

5. Информационные свойства снимков с точки зрения визуального дешифрирования

Для оценки информационных свойств снимка используют две характеристики:

1. информативность;

2. . дешифрируемость.

Информативность - экспертная оценка потенциальной возможности получения с данных снимков необходимых сведений об объектах. Подбор количественного критерия для оценки информативности снимка невозможен. информативность обычно оценивается словесно: высокая информативность,недостаточная информативность и т. д. В зависимости от целей дешифрирования (решаемых задач) одни и те же снимки могут признаны высокоинформативными и недостаточно информативными.

В основу формальной оценки объема информации, содержащейся в снимке, может быть положена ее связь с разрешающей способностью. Чем выше разрешающая способность снимков, тем больший объем информации в них содержится. На основе смысловой информации можно определить ценность ее для исследователя. Например, четкое изображение на инфракрасных аэроснимках породного состава лесной растительности указывает на эффективность использования данных снимков для дешифрирования ее видового состава. Путем дешифрирования аэрокосмических снимков можно получить самые разнообразные сведения, факты. Однако к информации относятся только те из них, которые отвечают поставленной задаче, цели.

Для определения максимального количества информации введено понятие «полная информация», под которой следует понимать ту информацию, которую в каждом конкретном случае можно извлечь из снимков, полученных при оптимальных технических и погодных условиях съемки, а также масштабе. Однако часто используются снимки, обладающие свойствами, отличными от оптимальных. Содержащееся в них количество информации в общем случае меньше полной информации и составляет оперативную информацию. В оперативную информацию входят те из необходимых сведений, которые можно рассчитывать: полу чить путем дешифрирования данных снимков. Однако извлеченная информация почти всегда меньше оперативной из-за ошибок дешифрирования. Ошибки при дешифрировании объектов могут возникать по следующим причинам: при дешифрировании слабоконтрастных объектов; ложное опознавание объектов из-за совпадения дешифровочных признаков (например, известняки и снежники). Однако часто дешифровщик сталкивается с помехами и шумом, которые не представляют ценности для исследователя. К помехам можно отнести наличие бликов, а также изображение на снимках толщи атмосферы, которая в виде дымки накладывается на изображение, или таких атмосферных явлений, как туман, пыльные бури и др. Качественное разнообразие и количество извлеченной информации в значительной степени определяются свойствами информационного поля снимков.

Простота сопоставления снимков с натурой, внешнее совпадение изображения объектов с тем, как мы их видим, определяют наглядность снимков. Объекты узнаются на снимках, если их изображение соответствует непосредственному зрительному образу и если оно хорошо известно из практики, например, облачность. Наглядность снимков всегда особенно ценилась. Предполагалось, что именно возможность прямого визуального распознавания является главным достоинством снимков с летательных аппаратов. Но по мере развития метода большое значение стали придавать выразительности изображения. Изображение тем выразительнее, чем интенсивнее и контрастнее выделены на нем объекты и явления, являющиеся предметом дешифрирования.

Таким образом, выразительность изображения характеризуется простотой дешифрирования объектов и явлений, наиболее существенных для решения поставленной задачи. Наглядность и выразительность в известном смысле противоположные, взаимоисключающие свойства аэрокосмического изображения. Так, наибольшей наглядностью обладают цветные в натуральных цветах снимки. Меньшая наглядность у цветных спектрозональных снимков, но зато при дешифрировании, например, лесной растительности они имеют большую выразительность. Наглядность и выразительность изображения связаны с его масштабом, но оптимальные по выразительности и наглядности масштабы снимков не совпадают друг с другом. Наглядность возрастает с укрупнением масштаба.

Дешифрируемость аэрокосмических снимков - это сумма их свойств, определяющих количество информации, которую можно получить путем дешифрирования снимков для решения данной задачи.Известно, что одни и те же снимки обладают разной дешифрируемостью по отношению к разным объектам и задачам. задачи. Количественно ее можно выразить через отношение оперативной информации (I 0), содержащейся в данных снимках, и Iп полной информации:

Однако часто для определения дешифрируемости снимков используется относительная дешифрируемость, которая характеризуется через отношение полезной информации (I), которую несет аэроснимок, к полной информации, которая может быть получена по аэроснимку:

Величина Dc называется коэффициентом дешифрируемости. Понятие «полная информация» может быть истолковано по-разному, в соответствии с этим относительная дешифрируемость может характеризовать различные свойства аэроснимков. Если за полную информацию принять максимальную информационную емкость аэроснимков, то коэффициент дешифрируемости будет показывать загруженность аэроснимков бесполезными сведениями, иными словами «уровень шума

По этой же формуле (Dc = I / Imax) может быть вычислена и относительная дешифрируемость отдельных объектов. При соответствующем подходе она позволяет сравнивать аэроснимки, снятые на различной пленке, отпечатанные на различной бумаге и т. д. Таким образом, через коэффициент дешифрируемости выражается ценность аэроснимка как источника информации.

Полнота дешифрирования может быть охарактеризована через отношение использованной (распознанной) полезной информации (I 1) ко всей полезной информации, содержащейся в данных

аэроснимках:

Полнота дешифрирования в большой мере зависит от подготовки дешифровщиков, их опыта и специальных знаний.

Под достоверностью дешифрирования следует понимать вероятность правильного опознавания или истолкования объектов. Она может оцениваться через отношение количества правильно распознанных объектов (n) к сумме всех распознанных объектов.

Дешифрируемость может быть улучшена путем увеличения изображения, изменения контраста, уменьшения смаза и других преобразований.

Дешифрирование I Дешифри́рование

дешифрование (от франц. déchiffrer - разбирать, разгадывать), расшифровка, чтение текста, написанного условными знаками, шифром, тайнописью; дешифровка различных систем древних письменностей, ранее не доступных для прочтения (см. Дешифровка письменности), а также Д. изображения объектов местности, имеющихся на наземных фотоснимках, аэроснимках и космических снимках (см. Дешифрирование аэроснимков).