аэроснимков, один из методов изучения местности по её изображению, полученному посредством аэросъёмки (См. Аэросъёмка). Заключается в выявлении и распознавании заснятых объектов, установлении их качественных и количественных характеристик, а также регистрации результатов в графической (условными знаками), цифровой и текстовой формах. Д. имеет общие черты, присущие методу в целом, и известные различия, обусловленные особенностями отраслей науки и практики, в которых оно применяется наряду с др. методами исследований.

Для получения аэроснимков с наилучшими для данного вида Д. информационными возможностями определяющее значение имеют учёт при аэрофотографировании природных условий (облика ландшафтов, освещённости местности), размерности и отражательной способности объектов, выбор масштаба, технических средств (тип аэроплёнки и аэрофотоаппарата) и режимов аэросъёмки (лётносъёмочные и фотолабораторные работы).

Эффективность Д., т. е. раскрытия содержащейся в аэроснимках информации, определяется особенностями изучаемых объектов и характером их передачи при аэросъёмке (дешифровочными признаками), совершенством методики работы, оснащённостью приборами и свойствами исполнителей Д. В ряду дешифровочных (демаскирующих) признаков различают прямые и косвенные (нередко с выделением комплексных). К прямым признакам относят: размеры, форму, тени собственные и падающие (иногда их считают косвенным признаком), фототон или цвет и сложный признак - рисунок или структуру изображения. К косвенным - указывающие на наличие или характеристику объекта, хотя он и не получил непосредственного отображения на аэроснимке в силу условий съёмки или местности. Например, растительность и микрорельеф являются индикаторами при Д. задернованных почв.

В методическом отношении для Д. характерно сочетание полевых и камеральных работ, объём и последовательность которых зависят от их назначения и изученности местности. Полевое Д. заключается в сплошном или выборочном обследовании территории с установлением необходимых сведений при непосредственном изучении дешифрируемых объектов. На труднодоступных территориях полевое Д. осуществляют с применением аэровизуальных наблюдений (См. Аэровизуальные наблюдения). Камеральное Д. заключается в определении объектов по их дешифровочным признакам на основе анализа аэроснимков с использованием различных приборов, справочно-картографических материалов, эталонов (полученных путём полевого Д. «ключевых» участков) и установленных по данному району географических взаимозависимостей объектов («ландшафтный метод»). Хотя камеральное Д. значительно экономичнее полевого, но его полностью не заменяет, т.к. некоторые данные могут быть получены только в натуре.

Ведутся разработки по автоматизации Д. в направлениях: а) отбора аэроснимков, обладающих нужной информацией, и преобразования их с целью улучшения изображения изучаемых объектов, для чего используются методы оптической, фотографической и электронной фильтрации, голографии (См. Голография), лазерного сканирования и др.; б) распознавания объектов сопоставлением при помощи ЭВМ закодированных формы, размеров данного изображения и плотности фототона данного изображения и эталонного, что может быть эффективным только при стандартизованных условиях аэросъёмки и обработки снимков. В связи с этим ближайшие перспективы автоматизации Д. связывают с применением так называемой многоканальной аэросъёмки, позволяющей получать синхронные изображения местности в различных зонах спектра.

Для Д. используются приборы: увеличительные - лупы и оптические проекторы, измерительные - параллактические линейки и микрофотометры и стереоскопические - полевые переносные и карманные Стереоскоп ы и стереоскопические очки и камеральные настольные стереоскопы, частью с бинокулярными и измерительными (например, стереометр СТД) устройствами. Стационарным прибором, разработанным специально для целей Д., является Интерпретоскоп . Д. аэроснимков проводят и на универсальных стереофотограмметрических приборах (См. Стереофотограмметрические приборы) в комплексе работ по составлению оригинала карты. В зависимости от задачи Д. может выполняться по негативам аэроснимков или их отпечаткам (на фотобумаге, стекле или позитивной плёнке), на смонтированных по маршруту или площадям фотосхемах и на точных фотопланах. Д. осуществляют в проходящем или отражённом свете с вычерчиванием (или гравированием) его результатов в одном или нескольких цветах на самих материалах аэросъёмки или наложенных на них листах прозрачного пластика.

К исполнителям Д. предъявляются особые профессиональные требования в отношении восприятия яркостных и цветовых контрастов и стереоскопичности зрения, а также способностей к эффективному опознаванию и определению объектов по их специфическому изображению на аэроснимках. Наряду с этим исполнители Д. должны знать особенности природы и хозяйства данной территории и иметь сведения об условиях её аэросъёмки.

Различают общегеографическое и отраслевое Д. К первому относят топографическое и ландшафтное Д., ко второму - все остальные его виды. Топографическое Д., характеризующееся наибольшим применением и универсальностью, имеет своими объектами гидрографическую сеть, растительность, грунты, угодья, формы рельефа, ледниковые образования, населённые пункты, строения и сооружения, дороги, местные предметы, геодезические пункты, границы. Ландшафтное Д. завершается региональным или типологическим районированием местности. Основные из отраслевых видов Д. применяются при выполнении следующих работ: геологическое - при площадном геологическом картировании и поисках полезных ископаемых, гидрогеологических и инженерно-геологических работах; болотное - при разведке торфяных месторождений; лесное - при инвентаризации и устройстве лесов, лесохозяйственных и лесокультурных изысканиях; сельскохозяйственное - при создании землеустроительных планов, учёте земель и состояния посевов; почвенное - при картировании и изучении эрозии почв; геоботаническое - при изучении распределения растительных сообществ (преимущественно в степях и пустынях), а также для индикационных целей; гидрографическое - при исследовании вод суши и площадей водосбора и исследовании морей в отношении характера течений, морских льдов и дна мелководий; геокриологическое - при изучении мерзлотных форм и явлений, а гляциологическое - ледниковых и сопутствующих им образований. Д. применяется также в метеорологических целях (наблюдения за облаками, снеговым покровом и др.), при поиске промысловых животных (особенно тюленей и рыб), в археологии, при социально-экономических исследованиях (например, контроле движения транспорта) и в военном деле при обработке материалов аэрофоторазведки (См. Аэрофоторазведка). При решении многих задач Д. носит комплексный характер (например, для целей мелиорации).

В ряде отраслей науки и практики наряду с Д. аэрофотоснимков ведутся работы по Д. космических фотоснимков, выполняемых с пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций, а также с искусственных спутников Земли. В последнем случае получение фотоснимков полностью автоматизировано; доставка их на Землю осуществляется с помощью контейнеров или передачей изображения телевизионным путём. Благодаря снимкам из космоса обеспечивается возможность непосредственного Д. объектов глобального и регионального характера и Д. динамики природных процессов и проявлений хозяйственной деятельности сразу на значительных пространствах за короткий промежуток времени (см. Космическая съёмка). Начато (60-е гг. 20 в.) Д. снимков, полученных с обычных высот и из космоса не только при фотографической съёмке, но и при различных видах фотоэлектронной съёмки (см. Аэрометоды).

Лит.: Дешифрирование аэроснимков (топографическое и отраслевое), М., 1968 (Итоги науки. Сер. геодезия, в. 4); Смирнов Л. Е., Теоретические основы и методы географического дешифрирования аэроснимков, Л., 1967; Альтер С. П., Ландшафтный метод дешифрирования аэрофотоснимков, М. - Л., 1966; Гольдман Л. М., Вольпе Р. И., Дешифрирование аэроснимков при топографической съёмке и обновлении карт масштабов 1: 10000 и 1: 25000, М., 1968; Богомолов Л. А., Топографическое дешифрирование природного ландшафта на аэроснимках, М., 1963; Петрусевич М. Н., Аэрометоды при геологических исследованиях, М., 1962; Самойлович Г. Г., Применение аэрофотосъёмки и авиации в лесном хозяйстве, 2 изд., М., 1964; Наставление по дешифрированию аэроснимков и черчению фотопланов для целей сельского хозяйства..., ч. 1, М., 1966; Крупномасштабная картография почв, М., 1971; Виноградов Б. В., Аэрометоды изучения растительности аридных зон, М. - Л., 1966; Кудрицкий Д. М., Попов И. В., Романова Е. А., Основы гидрографического дешифрирования аэрофотоснимков, Л., 1956; Нефедов К. Е., Попова Т. А., Дешифрирование грунтовых вод по аэрофотоснимкам, Л., 1969; Протасьева И. В., Аэрометоды в геокриологии, М., 1967; Комплексное дешифрирование аэроснимков, М. - Л., 1964; Теория и практика дешифрирования аэроснимков, М. - Л., 1966; Гольдман Л. М., Дешифрирование аэрофотоснимков за рубежом (Обзор материалов 11 Международного фотограмметрического конгресса), М., 1970; Manuel of photographic interpretation, Wash., 1960 (American Society of Photogrammetry); Manuel of color aerial photography, Virginia, 1968 (American Society of Photogrammetry); Photographic aèrienne. Panorama intertéchnique, P., 1965. См. также лит. при ст. Аэрометоды .

Л. М. Гольдман.

Один из важнейших объектов данного вида дешифрирова­ния - границы землепользовании и землевладений, поселений и земель государственного запаса. Границы с точки зрения дешиф­рирования относятся к особым объектам. Материализованным проявлением их на местности являются преимущественно меже­вые знаки, служащие поворотными пунктами. Только в некото­рых случаях, когда часть границы проходит по урочищу или совпадает с линейными топографическими элементами местности, она материализуется в виде берега реки, ручья, просеки, дорог и т. п. Поэтому разговор о дешифровочных признаках самой грани­цы сводится в основном к анализу признаков межевых знаков. Они могут отобразиться на аэрофотоснимках светлыми точками при достаточном яркостном контрасте окопки столбов на окружа­ющем фоне, при этом диаметр окопки должен превышать линей­ное разрешение дешифрируемых материалов. Поиск изображения межевых знаков на дешифрируемых материалах не должен быть случайным. Необходимо знать их примерное положение. Опозна­вание существенно упрощается, если сохранившиеся межевые знаки перед аэрофотосъемкой маркируют (известью, опилками и др.) крестообразными или иной формы знаками.

Пашня - земельный участок, систематически обрабатываемый и используемый под посевы сельскохозяйственных культур, вклю­чая посевы многолетних трав, а также пары. К пашне не относят распаханные с целью коренного улучшения сенокосы и пастбища, а также используемые под посевы междурядья садов. Особенность дешифрирования пашни - дифференциация ее по качественным характеристикам. Выделяют пашни с оросительной сетью, пашни лиманного орошения, осушенные (с указанием способа осуше­ния) с двусторонним регулированием водного режима, заливные, богарные (в районах орошаемого земледелия), чистые, засорен­ные камнями. Отдельно выделяют пашни под посевами риса, по­казывают теплицы, парники и оранжереи. Выделяют также при­усадебные участки и индивидуальные огороды, расположенные вне поселений.

Основные дешифровочные признаки пашни - четкость границ и определенная «геометричность» формы полей. Для определенных периодов съемки достаточно информа­тивным признаком пашни является текстура изображения, но она неустойчива во времени. Тон пашни может варьироваться в боль­шом диапазоне - он изменяется в зависимости от состояния дан­ного участка, произрастающей на нем культуры, фазы развития этой культуры и др.

Заливные земли, в том числе и пашня, выделяются по гори­зонталям на крупномасштабных топографических картах. Дан­ные о среднем уровне воды за три последних года получают от постов Гидрометеослужбы. Определенные по карте границы раз­лива переносят по контурам или с помощью проекторов на де­шифрируемые материалы. При полевом обследовании границу уточняют по опросам местных жителей и по непосредственным признакам разлива на местности. Большие массивы сельскохо­зяйственных угодий могут разделяться границей разлива на за­ливные (пойменные) и незаливные (суходольные). Мелкие учас­тки (до 50 мм 2 на плане) полностью относятся к тому или иному подвиду угодий.

Наиболее вероятные ошибки дешифрирования пашни: отнесе­ние некоторых участков пашни к залежи и наоборот, а также от­несение к пашне сенокосов и пастбищ, распахиваемых с целью коренного улучшения.

К залежи относят участки бывшей пашни, не используемые бо­лее одного года (начиная с осени) для посева сельскохозяйствен­ных культур и не подготовленные под пар. Залежи при дешифри­ровании разделяют на чистые, засоренные камнями, заросшие ку­старником или порослью леса, засевавшиеся ранее рисом, богар­ные (на орошаемых массивах). Отдельно показывают залежи лиманного орошения, с оросительной сетью, расположенные в зоне орошения, заливные и осушенные с указанием способа осу­шения.

Дешифровочные признаки залежи и пашни очень близки. Гра­ницы и следы обработки почвы и соответственно линейная тек­стура изображения сохраняются многие годы. Однако со временем появляются признаки прекращения обработки - локальная не­четкость текстуры, возникновение в текстуре пятен (зерен отобра­жения сорняков и древесной растительности). Косвенный при­знак залежи - приуроченность ее к межотроговым овражным и балочным участкам, к сильно эродированным участкам.

К сенокосам относят участки, травостой которых систематичес­ки используют для сенокошения. Сенокосы при дешифрировании разделяют на: заливные, суходольные и заболоченные. Все их под­разделяют на чистые, покрытые кочками, заросшие кустарником, порослью леса или редким лесом и залесенные. Заболоченные се­нокосы делят по типу растительности на заросшие камышом, ро­гозом или тростником и отдельно - заросшие осокой. Особо вы­деляют сенокосы орошаемые с указанием способа орошения и осушения, а также заливные и суходольные, подвергающиеся ко­ренному улучшению.

Форма и размеры участков сенокосов неопределенные, так как их границами служат границы пашни, залежи, леса, а также топо­графические элементы местности (реки, ручьи, дороги и др.). Текстура изменяется в зависимости от качественных характеристик сенокосов. Наибольшую надежность опознавания сенокосов обес­печивает съемка, выполненная в период сенокошения и после него, до вывоза сена и маскирования следов уборки отавой.

При дешифрировании сенокосов важное значение имеют кос­венные признаки: приуроченность к определенным природным комплексам, отсутствие возможности прогона скота к участку и вообще отсутствие признаков систематического выпаса.

Пастбище - земельный участок, травостой которого система­тически используется или пригоден для выпаса скота, но не ис­пользуется как сенокос и не является залежью. Пастбища делят на пойменные, суходольные и заболоченные с последующим разде­лением на чистые, покрытые кочками, заросшие кустарником, порослью леса или редким лесом и залесенные. Суходольные пас­тбища подразделяют на культурные, коренного улучшения, засо­ренные камнями, каменистые и расположенные на задернован­ных песках.

В степной, полупустынной и пустынной зонах пастбища разде­ляют в зависимости от произрастающей на них растительности, обводненности и сезонного использования. Отдельно показывают орошаемые и осушенные пастбища. На пастбищах дешифрируют изгороди и все специальные сооружения.

Пастбища, так же как и сенокосы, не имеют четко выраженных прямых дешифровочных признаков. Распознают их в основном по косвенным признакам: положение относительно поселений и, в частности, относительно скотных дворов с установлением воз­можности прогона скота к пастбищному участку, наличие множе­ства выбитых скотом троп, вытоптанных у водопоев и на местах стоянок травостоя, наличие специальных сооружений (загонов, навесов и т. п.).

Многолетние насаждения - земельные участки под древесны­ми, кустарниковыми или многолетними травянистыми искусст­венными насаждениями, предназначенными для получения пло­дово-ягодной или технической продукции (чая, эфирных масел, хмеля и т. п.).

Отдельно дешифрируют сады цитрусовые, фруктовые субтро­пические, фруктовые с виноградниками, фруктово-ягодные, ви­ноградники, ягодники, а также тутовники, хмельники, различные плантации и питомники древесно-кустарниковых культур. Выде­ляют орошаемые и осушаемые многолетние насаждения с указа­нием типа орошения и осушения, а также пойменные насажде­ния. Сады на приусадебных участках не дешифрируются. Коллективные сады показывают отдельными землепользованиями. Постройки на них не дешифрируются.

Основной дешифровочный признак многолетних насажде­ний - текстура изображения. При наличии сведе­ний о типах насаждений, встречающихся в районе выполнения работ по дешифрированию, и использовании эталонных снимков достоверность камерального распознавания насаждений достаточ­но высокая.

Дешифрирование сельских поселений при создании базовых карт земель имеет свои особенности. На дешифрируемые материалы наносят юридические границы, если они установлены и соответ­ствуют фактической границе.

Индивидуальные постройки в поселении независимо от функ­ционального назначения и характеристик строений объединяют поквартально общим контуром или при рассредоточенной за­стройке разделяют по группам, если расстояние между группами более 5 мм в масштабе плана. Отдельно стоящие строения внутри кварталов не дешифрируются.

Также поквартально, без внутренней детализации, условным знаком огорода показывают приусадебные участки. Из общих массивов приусадебных земель выделяют не переданные в инди­видуальное пользование участки. На изображении ставят поясни­тельные надписи и условные знаки их фактического использо­вания.

Границы выделенных кварталов образуют улицы, площади, пе­реулки, проезды, тупики. При односторонней застройке для обо­значения границы улицы по внешней стороне проезжей части проводят дополнительную тонкую линию.

В поселениях с рассредоточенной застройкой постоянные про­езды показывают условным знаком дорог; улицы и площади при этом не выделяют.

Отдельно показывают общественные хозяйственные постройки и их границы (черным цветом). Выделяют (красным цветом) участ ки посторонних землепользовании (школ, больниц, контор связи и др.) с обобщенным показом строений внутри участков. Услов­ное отображение общественных хозяйственных объектов и посто­ронних землепользователей сопровождают сокращенными пояс­нительными подписями.

В сельском поселении дешифрируются сельскохозяйственные угодья общественного пользования и топографические объекты: реки, ручьи, овраги, леса, кустарники, парки, скверы и др.

Дешифрированию подлежат также хутора, бывшие хутора, хо­зяйственные постройки, расположенные вне поселения (полевые станы, склады и т. п.), и используемые для их обслуживания зем­ли. Эти объекты показывают, сопровождая пояснительными под­писями.

Специфичность дешифровочных признаков сельских поселе­ний, хуторов, отдельных зданий и сооружений исключает возмож­ность перепутывания с прочими объектами. Элементы поселения (полосы застройки, приусадебные земли, улицы, площади, проез­ды) легко опознаются при камеральном и особенно при стерео­скопическом наблюдении дешифрируемых материалов. Большин­ство общественных хозяйственных объектов с высокой степенью достоверности опознаются с помощью косвенных признаков, на­пример по расположению объекта в поселении, функциональной обусловленности изобразившихся элементов комплекса сооруже­ний, изображению машин, бочек и других предметов на террито­рии дешифрируемого объекта.

Леса в рассматриваемом виде дешифрирования не разделяются по породам. Отдельно показывают молодые посадки, участки под дикорастущими плодовыми деревьями. В лесах выделяют бурело­мы, вырубки, поросли леса, кустарники и кустарнички.

Дешифрированию подлежат полезащитные и садозащитные лесополосы, защитные насаждения вдоль оросительных и осуши­тельных каналов, бровок оврагов, берегов водоемов, древесная и кустарниковая обсадка дорог и судоходных каналов, защитные ле­сонасаждения по дну и откосам оврагов и на песках.

Из общих массивов леса выделяют орошаемые и осушаемые леса, заболоченные леса и кустарники, раскорчеванные участки для вовлечения в сельскохозяйственное производство.

Основной дешифровочный признак лесов и кустарников - текстура фотоизображения. По характеру текстуры и высоте насаждений, определяемой по теням или стереоскопи­ческой модели, достаточно надежно разделяются зрелые леса, ес­тественная поросль леса, молодые посадки леса, редколесья, кус­тарники. Уверенно опознаются просеки, а во многих случаях и лесные дороги. Заболоченность лесов и кустарников иногда хоро­шо отображается на черно-белых и особенно хорошо на цветных спектрозональных аэрофотоснимках. К определению заболоченности привлекаются косвенные признаки (характер рельефа мес­тности, наличие и характер близлежащих водоемов и др.).

Лесополосы и защитные лесонасаждения надежно распознают­ся по прямым признакам с помощью стереоскопа.

На дешифрируемых материалах показывают все дороги, в том числе строящиеся. Если дороги имеют полосы отвода, на изобра­жение наносят их границы. В пределах границ показывают земли, находящиеся непосредственно под дорогой, с канавами, насыпя­ми и выемками, а также сельскохозяйственные угодья и другие подлежащие дешифрированию объекты.

Для всех железных, так же как и для автомобильных, дорог применяют один (свой) условный знак. Если граница полосы от­вода располагается от условного знака дороги ближе 0,5 мм в мас­штабе плана, то границу не показывают, а на дешифрируемых ма­териалах указывают ширину полосы отвода.

Все сооружения на дорогах показывают обобщенно. Границы станций, разъездов и других дорожных служб наносят на дешиф­рируемые материалы по геодезическим данным, а при их отсут­ствии - по фактическому состоянию.

Временные дороги в лесах и на сельскохозяйственных угодьях не дешифрируются.

Дешифрируют межники с разделением на чистые, с камнями, с отходами корчевания. Если межники не выражаются в масштабе плана (менее 1,5 мм), то на дешифрируемых материалах указыва­ют их ширину.

Дороги имеют специфические прямые дешифровочные при­знаки - на обычных широкозональных аэрофотоснимках Нечер­ноземной зоны они отображаются светлыми линиями (полосами).

Мосты и путепроводы дешифрируют по прямым признакам; наличие водопропускных труб определяют косвенно по пересече­нию дорог с водотоками при отсутствии мостов.

При дешифрировании гидрографических объектов показывают береговые линии всех естественных и искусственных водоемов, гидротехнические сооружения (каналы, открытые и закрытые коллекторы, канавы, арыки, наземные и подземные водопроводы в районах орошаемого земледелия, колодцы, водопойные пункты и др.), а также ключи, родники, сухие канавы. Дешифрированию подлежит древесно-кустарниковая растительность по берегам во­доемов.

Если ширина водотока не выражается в масштабе плана, с ин­тервалом примерно в 1 дм показывают среднюю ширину зеркала воды в метрах. Кроме того, показывают ширину полос обслужива­ния каналов. Вдоль каналов и канав дешифрируют валы высотой более 1 м. Полосы отвода при каналах дешифрируют аналогично полосам отвода при железных и шоссейных дорогах. На реках, ка­налах и канавах стрелками обозначают направление течения воды. Водные объекты с высокой степенью достоверности дешиф­рируют на черно-белом и особенно надежно на цветных аэрофо­тоснимках по прямым признакам. Задача нанесения на дешифрируемые материалы береговой ли­нии существенно облегчается, если аэрофотосъемка выполнена в период, когда уровень воды в крупных водохранилищах соот­ветствовал нормальному подпорному уровню, а в реках, озерах и прудах - среднему устойчивому уровню в летний период. В противном случае к решению этой задачи привлекают вспомо­гательные материалы (гидрографические проекты, крупномас­штабные топографические карты) или береговую линию нано­сят инструментально в поле в период нормального уровня воды в водоемах.

Направление течения в реках определяют по косвенным при­знакам (форме островов и наносов на отмелях, по направлению впадения притоков) или с помощью топографичес­кой карты.

Мелиоративные каналы и канавы относятся к категории кон­трастных объектов, поэтому они, даже при малой ширине, хорошо отображаются на аэрофотоснимках. При пра­вильном выборе времени аэрофотосъемки и элементов съемочной системы на снимках достаточно хорошо отображается и подзем­ная дренажная сеть.

Чтобы обнаружить мелкие компактные гидрографические объекты и гидрографические сооружения (ключи, родники, ко­лодцы и т. п.), используют косвенные признаки (геоморфологи­ческую приуроченность, наличие сходящихся к одной точке троп, изменение тона изображения растительности и грунта в местах выхода на поверхность грунтовых вод). Сведения о качестве воды обычно получают из справок, карт и других источников.

Болота подразделяют на низинные, верховые и переходные с выделением в них окон чистой воды, участков с растительностью, пригодной при раннем скашивании на корм скоту, осушенных, но не используемых в сельскохозяйственном производстве участков, торфоразработок и участков, покрытых древесно-кустарниковой растительностью.

Основной дешифровочный признак болот - текстура изобра­жения. Она в зависимости от типа болот, их закустаренности (залесенности), проходимости и других характеристик очень разно­образна и неоднородна. Но в большинстве случаев она достаточно специфична. Косвенные признаки болот: приуроченность к об­ширным плоско-горизонтальным участкам местности, отсутствие следов сельскохозяйственной обработки, наличие проселочных и полевых объездных дорог, а также наличие торфоразработок и др.

Состав растительного покрова болот в камеральных условиях рас­познается неуверенно.

Дешифрируются земли, не используемые в сельскохозяйственном производстве: пески, галечники, каменистые россыпи, выходы ко­ренных пород, такыры, солончаки, участки, загрязненные и заня­тые отходами промышленного производства, места добычи полез­ных ископаемых, участки с нарушенным почвенным слоем и др.

Многие из перечисленных объектов имеют специфические прямые признаки (тон, текстура) и косвенные (определенная тер­риториальная приуроченность, природно-климатическая обуслов­ленность и т. п.). Достоверность камерального опознавания неко­торых из этих объектов недостаточна.

Из естественных форм рельефа дешифрируют: сухие русла, ов­раги и промоины, обрывы, осыпи, скалы, оползни, карстовые во­ронки, линии резкого изменения крутизны задернованных скло­нов, бровки балок и др. Показывают также искусственные эле­менты рельефа: валы, дамбы, участки террасированных склонов, изрытые места, курганы и ямы, если их диаметр и высота (глуби­на) более 1 м.

Большинство указанных элементов выявляют и опознают при помощи стереоскопа. Топографические элементы местности по­казывают без их количественных характеристик (эксплуатацион­ных характеристик мостов, численных параметров леса, глубин бродов и др.).

Требования к качеству дешифрирования. Нормы генерализации

При дешифрировании материалов аэрофотосъемки для состав­ления карт в масштабе 1:10 000 и 1:25 000 установлены следующие требования к точности нанесения элементов ситуации (в масшта­бе плана):

ошибка нанесения четкой границы объекта относительно ее изображения не должна превышать 0,2 мм;

уклонение контрольных определений нечетко выраженной в натуре границы (например, сенокос суходольный и заболочен­ный) не должно превышать 1,5 мм;

уклонение контрольных определений инструментально нане­сенной на дешифрируемые материалы четкой в натуре границы (положения) объекта не должно превышать 0,3 мм.

В порядке генерализации информации элементы ситуации не дешифрируют, если площадь их в масштабе плана не превышает:

2 мм 2 для пашни, многолетних насаждений и культурных паст­бищ на орошаемых и осушаемых массивах, а также для других уго­дий и несельскохозяйственных земель, вкрапленных в перечис­ленные угодья;

4 мм 2 для тех же объектов на немелиорированных землях;

10 мм 2 для остальных сельскохозяйственных угодий, а также для вкрапленных в них несельскохозяйственных земель;

50 мм 2 для различающихся по качественным признакам сельс­кохозяйственных угодий (например, пашни чистой и засоренной камнями), а также для несельскохозяйственных земель;

100 мм 2 для различающихся по характеристикам участков дре­весной и кустарниковой растительности в общем массиве.

Озера, пруды, мочажины, колки дешифрируют независимо от их площади. Острова на водоемах показывают, если их площадь более 5 мм 2 . Отдельные ореховые и тутовые деревья показывают во всех случаях, а остальные - только на пашне. Промоины на пашне дешифрируют, если их длина в масштабе плана более 5 мм; длина прочих линейных элементов ситуации должна превышать 10 мм.

Дешифрирование – отвечает на вопрос, что находится в данном месте снимка (какой объект), т.е. возможность получения предметной информации об объекте. Единый процесс дешифрирования включает стадии: обнаружение, распознавание и интерпретацию, а также определение качественных и количественных характеристик объектов и представление результатов дешифрирования в графической, цифровой или текстовой форме. Различают дешифрирование снимков военное, топографическое, геологическое, сельскохозяйственное и др. При географическом дешифрировании прежде всего приходится давать ответ на вопрос о том, что изображено на снимке. В зависимости от целей аэрокосмических исследований содержание этого ответа может быть достаточно простым (лес, водоем, ледник) или более сложным (кедровый лес, сильно поврежденный сибирским шелкопрядом; участки водоема с различной концентрацией взвесей и фитопланктона). Технологии классификации: кластарная (на основании формальных признаков, которые мы задаем, программа распределяет пиксели по классам), классификация с обучением (дешифровщик задает эталоны (обучает программу)) Под дешифрированием всегда понималось извлечение качественнойгеоинформации со снимков при их непосредственном рассматривании. В настоящее время это основной и наиболее распространенный способ извлечения информации из снимков. При визуальном дешифрировании изучаемый локальный объект или явление всегда рассматривается в пространственной взаимосвязи с его окружением, что дает важную дополнительную информацию, которая обычно ускользает при компьютерной обработке. Поэтому стратегия совершенствования способов получения тематической информации по аэрокосмическим снимкам заключается в интеграции визуального и компьютерного дешифрирования, каждое из которых имеет свои достоинства и ограничения. Так, визуальное дешифрирование снимков на экране компьютера с успехом дополняется автоматизированной обработкой по специальным программам, позволяющим улучшить дешифровочные свойства снимка, либо быстро и с большой детальностью выделить четко изобразившиеся объекты. Для разделения объектов разного типа, определения границ между ними используются методы компьютерной классификации (кластеризации). Компьютер позволяет анализировать большие объемы цифровой информации, что необходимо, например, при обработке гиперспектральных снимков. Примечательно, что для суждения о достоверности результатов компьютерной обработки снимков нередко приходится использовать визуальные оценки.

№34 Количественное, инструментальное, автоматизированное и автоматическое дешифрирование. Сложности компьютерного дешифрирования.

Результаты визуального дешифрирования нередко носят субъективный характер, поэтому важно объективизировать этот метод получения информации, вводя в него меру и число. При применении наблюдательных и измерительных приборов говорят об инструментальном и измерительном дешифрировании; если результат дешифрирования получен на основе числовых характеристик изображения, то дешифрирование называют количественным. Всегда стремились автоматизировать в целом эвристический процесс дешифрирования, поэтому в учебных пособиях по дисциплине встречаются термины - автоматизированное и даже полностью автоматическое дешифрирование, которое по праву относится к фундаментальному научному направлению - распознаванию образов.

С распространением персональных компьютеров дешифрирование стали чаще подразделять на визуальное, при котором, как и прежде, результат достигается человеком, использующим свою зрительную систему и интеллект, и компьютерное, когда это поручается (как правило, частично) электронно-вычислительной машине.

Задача компьютерного дешифрирования снимков сводится к классификации -- последовательной «сортировке» всех пикселов цифрового снимка на несколько групп.

Для этого предложены алгоритмы классификации двух видов -- с обучением и без обучения (кластеризации - от англ. «скопление, группа»).

При классификации с обучением пикселы многозонального снимка группируются на основе сравнения их яркостей в каждой спектральной зоне с эталонными значениями.

При кластеризации же все пикселы разделяют на группы-кластеры по какому-либо формальному признаку, не прибегая к обучающим данным. Затем кластеры, полученные в результате автоматической группировки пикселов, дешифровщик относит к тем или иным объектам.

Недостаток метода:

* результаты не всегда объективны (достоверность всего 60-80%);

* метод не совсем самостоятельный (часто помогает и дополняет исполнитель).

№35 Разрешающая способность снимков и пространственное разрешение.

Для характеристики детальности аэрокосмических снимков предложено несколько количественных показателей. Среди дешифровщиков наибольшее распространение получили два показателя: пространственное разрешение и разрешающая способность, которая используется для оценки фотографических материалов.

Разрешающая способность. –возможность раздельного воспроизведения слоем мелких близко расположенных деталей изображения. Ее определяют по фотоизображению специального стандартного тест-объекта - миры. Штриховая мира состоит из элементов с различным числом штрихов, приходящихся на один погонный миллиметр. Штрихи миры делают абсолютно белыми и абсолютно черными, т.е. их визуальный контраст Кв= 1. В настоящее время в качестве единицы измерения приняты миллиметры в минус первой степени (мм-1). Когда говорят,

что фотоматериал имеет разрешающую способность 50 линий на миллиметр (50 мм-1), то это значит, что он может раздельно воспроизвести на одном погонном миллиметре 50 черных штрихов миры шириной в 0,01 мм и 50 белых штрихов.

Разрешающая способность:

Аэрофотоснимков (10-40мм^-1)

Космических (в 2-3р. выше)

Пространственное разрешение – величина, хар-щая размер наименьших объектов, различимых на изображении.

№36 Сопоставительное дешифрирование. Дешифрирование разновременных снимков. Полевое и камеральное дешифрирование. Эталонное дешифрирование. Индикационное.

Сопоставительное дешифрирование - основано на использовании спектральных образов изобразившихся на снимке объектов. Спектральный образ объекта на фотографическом снимке определяется визуально по тону его изображения на серии зональных черно-белых снимков. По полученным данным строится кривая спектрального образа, отражающая изменение оптической плотности изображения на снимках в разных спектральных зонах. При этом откладываемые по оси ординат значения оптической плотности отпечатков D, вверх по оси убывают, чтобы кривая спектрального образа соответствовала кривой спектральной яркости. Схема сопоставительного дешифрирования: определение по снимкам спектрального образа объекта - сопоставление с известной спектральной отражательной способностью - опознавание объекта.

На каждом из зональных снимков по тону изображения разделяются определенные совокупности объектов, причем на снимках в различных зонах эти совокупности разные. Сопоставление зональных снимков позволяет разделить эти совокупности и выделить индивидуальные объекты, в данном случае. Такое сопоставление может быть реализовано совмещением («вычитанием») схем дешифрирования зональных снимков на каждой из которых выделены разные совокупности объектов.

Дешифрирование разновременных снимков. Разновременные снимки обеспечивают качественное изучение изменений исследуемых объектов и косвенное дешифрирование объектов по их динамическим признакам.

Исследования динамики. Для выявления изменений по разновременным снимкам их нужно сопоставить между собой, что осуществляется путем поочередного (раздельного) или одновременного (совместного) наблюдения. Технически визуальное сопоставление разновременных снимков осуществляется наиболее просто их поочередным наблюдением. Очень старый способ «миганий» (фликер-способ) позволяет, достаточно просто обнаружить вновь появившийся отдельный объект быстрым поочередным рассматриванием двух разновременных снимков. Из серии снимков изменяющегося объекта может быть смонтирована иллюстративная кинограмма. Так, например, если получаемые через 0,5 ч с геостационарных спутников в одном и том же ракурсе снимки Земли смонтировать в анимационный файл, то возможно многократно воспроизвести на экране суточное развитие облачности.

Для выявления небольших изменений оказывается более эффективным не поочередное, а совместное наблюдение разновременных снимков, для чего используются специальные приемы:

совмещение изображений (монокулярное (на просвет) и бинокулярное (каждый снимок рассматривается одним глазом, с помощью стереоскопа)); стереоскопические наблюдения (используют при исследовании изменений вследствие движения, перемещения объектов).

Дешифрирование по динамическим признакам. Закономерности временных изменений географических объектов, для которых характерна смена состояний во времени, могут служить их дешифровочными признаками, которые называют временным образом объекта. Например, тепловые снимки, полученные в разное время суток, позволяют распознавать объекты, имеющие специфический суточный ход температуры.

Полевое и камеральное дешифрирование. При полевом дешифрировании опознавание объектов производится непосредственно на местности путем сличения объекта в натуре с его изображением на снимке. Досъемка производится глазомерным или инструментальным способом. Для этого применяются приемники спутникового позиционирования, позволяющие определять в поле координаты объектов, отсутствующих на снимке, практически с любой необходимой точностью.

При камеральном дешифрировании, которое представляет собой основной и наиболее распространенный вид дешифрирования, объект распознается по прямым и косвенным дешифровочным признакам без выхода в поле и непосредственного сличения изображения с объектом. На практике обычно комбинируют оба вида дешифрирования.

Эталонное дешифрирование. Камеральное дешифрирование основано на использовании дешифровочных эталонов , создаваемых в поле на типичные для данной территории ключевые участки. Таким образом, дешифровочные эталоны представляют собой снимки характерных участков с нанесенными на них результатами дешифрирования типичных объектов, сопровождаемые характеристикой дешифровочных признаков. Далее эталоны используются при камеральном дешифрировании, которое выполняется способом географической интерполяции и экстраполяции , т. е. путем распространения выявленных дешифровочных признаков на участки между эталонами и за их пределами.

ПриИндикационном дешифрировании определяют не сам объект, который может и не изобразиться на снимке, а его указатель, индикатор. В качестве индикатора наиболее часто выступают растительный покров, а также рельеф и гидрография. Косвенные признаки лежат в основе ландшафтного метода дешифрирования, базирующегося на многосторонних связях между отдельными компонентами ландшафта, между дешифрируемым объектом и всем природным комплексом.

Пример: По растительности можно судить также о почвах и грунтах, индикаторами движения водных масс в океане, приповерхностных ветров, льда ледников часто служат массовые объекты (трассеры), в совокупности визуализирующие направление и характер

движения. Их роль могут выполнять битые льды, фитопланктон, рисунок трещин или слоистости на поверхности горного ледника

При индикационном дешифрировании составляют так называемые индикационныетаблицы, где для каждого типа или состояния индикатора указан соответствующий ему вид индицируемого объекта.

№37 Особенности наблюдения снимков на экране дисплея. Приборы и вспомогательные средства. Оформление результатов дешифрирования.

Особенности наблюдения снимков на экране компьютера. Для восприятия снимков важны характеристики экрана дисплея: наи­лучшие результаты дешифрирования достигаются на экранах боль­шого размера, воспроизводящих максимальное количество цве­тов и имеющих высокую частоту обновления изображения. Увели­чение цифрового снимка на экране компьютера близко к опти­мальному в тех случаях, когда одному пикселу экрана соот­ветствует один пиксел снимка.

Время эффективной работы при дешифрировании экранных снимков короче, чем при визуальном дешифрировании отпечат­ков. Необходимо учитывать также текущие санитарные нормы ра­боты на компьютере, регламентирующие, в частности, минималь­ное расстояние глаз дешифровщика от экрана (не менее 500 мм), длительность непрерывной работы, интенсивность электромагнит­ных полей, шума и т.д.

Приборы и вспомогательные средства. Часто в процессе визу­ального дешифрирования необходимо произвести несложные из­мерения и количественные оценки. Для этого применяют различ­ного рода вспомогательные средства: палетки, шкалы и таблицы тонов, номограммы и т.д. Для стереоскопического рас­сматривания снимков применяют стереоскопы различных конст­рукций. Лучшим прибором для камерального дешифрирования следует считать стереоскоп с двойной наблюдательной системой. Перенос результатов дешифрирования с отдельных снимков на общую картографическую основу обычно выполняют с помощью небольшого специального оптико-механического прибора.

Оформление результатов дешифрирования. Результаты визуаль­ного дешифрирования наиболее часто представляют в графиче­ской, текстовой и реже цифровой формах. Обычно в итоге дешиф­ровочных работ получают снимок, на котором графически выде­лены и обозначены условными знаками изучаемые объекты. При работе на компьютере результаты удобно пред­ставлять в виде принтерных отпечатков. По кос­мическим снимкам создаются так называемые схемы дешифриро­вания, которые по своему содержанию представляют фрагменты тематических карт, составленных в масштабе и проекции снимка.

№38 Две технологические схемы визуального дешифрирования. Этапы дешифрирования.

Технология и организация работ по дешифрированию суще­ственно зависят от его задач, территории, масштаба и вида сним­ков (фотографических или сканерных, тепловых, радиолокаци­онных и др.), от использования одиночных снимков или их серий (многозональных, разновременных). Существуют различные орга­низационно-технологические схемы дешифрирования, но все они включают следующие этапы:

2) выявление набора объектов дешифрирования (составление предварительной легенды будущей схемы дешифрирования или карты);

3) подбор снимков для дешифрирования, преобразование сним­ков для повышения их выразительности, подготовка приборов и вспомогательных средств дешифрирования. Следует иметь в виду, что снимки, оптимальные для решения одной задачи, могут ока­заться неэффективными для другой;

4) собственно дешифрирование аэрокосмических снимков и оценка его достоверности;

5) оформление результатов дешифрирования.

Центральным моментом любых работ является собственно де­шифрирование аэрокосмических снимков. Тематическое дешиф­рирование можно выполнять по двум принципиальным логиче­ским схемам. Первая схема предусматривает вначале распознава­ние объектов, а затем их графическое выделение; вторая схема - вначале графическое выделение на снимке участков с однотипным изображением, а затем их распознавание. Обе схемы завершаются этапом интерпретации, научного толкования результатов дешиф­рирования. Работая со снимками, особенно с космическими, де­шифровщик широко привлекает дополнительный материал, обыч­но картографический, который служит для уточнения дешифровочных признаков и оценки результатов дешифрирования.

Первая схема оказывается универсальной для решения боль­шинства задач; она получила широкое признание в практике ви­зуального дешифрирования. Вторая схема весьма эффективна при дешифрировании относительно простых объектов по яркостным признакам, но имеет ограниченное применение. Обе эти схемы при компьютерном дешифрировании реализуются в технологиях классификации с обучением и без обучения. ­

№ 39 Дешифровочные признаки. Прямые и косвенные (форма, размер, тон, цвет, тень). Рисунок изображения (текстура, структура).

На аэрокосмическом снимке объек­ты отличаются один от другого по ряду дешифровочных признаков. Выделяют основные признаки, которые принято делить на прямые (простые и сложные) и косвенные . Прямые простые дешифровочные признаки - форма, размер, тон (цвет) изображения и тень, а сложный (комплекс­ный) признак, объединяющий выше названные признаки, - рисунок изображения. Косвенные признаки основаны на связях между объектами, на возможности выявления не видимых на сним­ке объектов по другим объектам, хорошо изобразившимся. Кос­венными признаками служат также местоположение объекта, гео­графическое соседство, следы воздействия объекта на окружение.

Каждому объекту присущи особенности, проявляющиеся в пря­мых и косвенных дешифровочных признаках, которые в общем не постоянны, а зависят от сезона, времени и спектральных диа­пазонов съемки, масштаба снимков и т.д. На­чинающий исполнитель больше работает с прямыми дешифровочными признаками; умелое использование косвенных призна­ков - свидетельство высокой квалификации дешифровщика.

При прямом дешифрировании использу­ются прямые признаки.

Форма - результативный прямой признак при визуальном де­шифрировании. Именно в форме контура заключается основная часть информации об объекте. Антропогенные объекты имеют гео­метрически правильную, стандартную форму - по прямоуголь­ной форме выделяют сельскохозяйственные поля.

Размер - признак, используемый главным образом при рабо­те с крупномасштабными снимками. По размеру различают зда­ния разного функционального назначения, разде­ляют поля зерновых и кормовых севооборотов.

Тон изображения, определяемый ярко­стью объекта и спектральной зоной съемки, помогает разделить основные типы поверхности: снег, открытый грунт, раститель­ность.

Цвет - более информативный и надежный признак, чем тон черно-белого снимка. По цвету хорошо выделяются водные объек­ты, леса, луга, распаханные поля. Используя снимки с целенаправленно искаженной цветопередачей, разделяют раз­личные типы растительности, горных пород и т.д.

Тень можно отнести как к прямым, так и к косвенным дешифровочным признакам. Тень на деталь­ных снимках отражает силуэт заснятого объекта и позволяет оце­нить его высоту. Поскольку тень всегда имеет отно­сительный контраст, значительно больший, чем сам объект, то часто только падающая тень позволяет обнаружить на снимках малоразмерные в плане, но высокие объекты, например завод­ские трубы. В горных районах глубокие тени затрудняют дешифри­рование. Тени существенно влияют на рисунок изображения.

Рисунок изображения - устойчивый комплексный дешифровочный признак, обеспечивающий безошибочное опознавание не только таких объектов, как сельскохозяйственные поля, населен­ные пункты, но и разных типов геосистем. Каждому природно-территориальному комплексу свойствен опре­деленный рисунок на снимке, который отражает его морфологи­ческую структуру. В рисунке изображения различают текстуру - форму рисункообразующих элементов и структуру - пространственное расположение элементов текстуры. Иногда ри­сунок изображения характеризуют количественными показателя­ми, что служит основой морфометрического дешифрирования.

№ 40 Характеристики компьютерных систем для обработки снимков (аппаратное обеспечение, программное, экранная визуализация и печать снимков).

Быстродействие, Объем видеопамяти, Программное обеспечение. К пакетам программ для компьютерной обработки снимков предъявляются следующие основные требования:универсальность возможность визуализации программируемость: интегрированность: Применяют также программное обеспечение общего назначе­ния: для визуализации снимков, простой обработки иподготовки к выводу на печать - программы графической редакции (Adobe Photoshop, Corel PHOTO-PAINT), для создания описаний и отчетов - текстовые программы-редакторы (MS Word, Word Perfect), для количественного анализа снимков - программы статистичес­кой обработки данных (MS Excel), для просмотра и получения снимков по сети Интернет - сетевые программы (MS Internet Explorer, Netscape

Аппаратное обеспечение. Основные компоненты компьютера включают: центральное процессорное устройство (ЦПУ); оператив­ную память (ОП), хранящую данные и программы, используемые компьютером в текущий момент работы; жесткий диск для по­стоянного хранения данных и программ; управляющие контрол­леры различных внешних устройств для ввода, вывода и представления информации - дисководов, монитора, принтера, сканера, устройств для чтения и записи магнитных лент, устройств воспроизведения звука, цифровых камер, карманных компьютеров, приемников глобального спутникового позиционирования (ГЛОНАСС/GPS) и т. п.

Для обработки снимков наиболее важны следующие взаимо­связанные параметры компьютера:

Быстродействие, объем дисковой и оперативной памяти, объем видеопамяти.

Экранная визуализация и принтерная печать снимков. Опыт показывает, что для комфортного визуального дешиф­рирования снимка на экране важно использовать экран размером не менее 17 дюймов (43 см) по диагонали, с матрицей экрана не менее 1024x768 пикселов.

Поскольку результаты компьютерной обработки часто пред­ставляются на бумаге, немаловажен способ изготовления прин­терных отпечатков снимков. Для этого используется лазерная и струйная печать. При более распространенной струйной техноло­гии изображение создается с помощью печатающей головки прин­тера, из которой на бумагу выпрыскиваются микроскопические капельки разноцветных чернил.

При изготовлении принтерных отпечатков следует учитывать, что всегда цвета отпечатка будут отличаться от цветовой гаммы экранного снимка. Поэтому необходима взаимная калибровка принтера и экрана монитора, для которой имеются специальные компьютерные программы. Еще один важный параметр - разре­шающая способность принтера, традиционно измеряемая в dpi. Для высококачественного воспроизведения снимка необходима разрешающая способность не менее 600 dpi.

Программное обеспечение подразделяется на операционные си­стемы и прикладные программы. Первые обеспечивают работу компьютера в целом и базовые функции: доступ к файлам, запуск прикладных программ, управление порядком обращения различ­ных программ ко внешним устройствам, таким, как жесткий диск и принтер.

К пакетам программ для компьютерной обработки снимков предъявляются следующие основные требования:

а) универсальность;

б) возможность визуализации;

в) программируемость;

г) интегрированность;

№ 41Тенденции в развитии аппаратного, программного и информационного обеспечения.

Персональные компьютеры быстро совершенствуются, расширяя возможности обработки снимков. Увеличивается быстродействие процессоров, растет их количество, объемдисковой и оперативной памяти; практикуется распределенная обработка снимков на нескольких компьютерах благодаря использо­ванию локальных сетей и сети Интернет; увеличивается размер экранов и улучшается их качество; расширяются компьютерные средства для использования стереоизображений и виртуальных трехмерных моделей в процессе дешифрирования. В перспективе возможно голосовое управление программами вместо ручного ввода команд. Увеличивается объем общедоступной справочной цифровой информации, например библиотек эталонных значений спек­тральных характеристик различных объектов на земной поверхности; появляются новые цифровые топографические и тематические карты на разные районы Земли. Совершенствуются алгоритмы обработки данных и разрабатываются полуавтоматические интерактивные экспертные системы для дешифрирования снимков на основе базы знаний - совокупности решающих правил и базы справочных данных.

№ 42 Форматы хранения цифровых снимков. Компрессия – декомпрессия информации.

Форматы хранения цифровых снимков. Формат, в котором хра­нится файл снимка - это способ его записи для хранения на носителе информации (жестком диске, дискете, CD-ROM).

Существует большое разнообразие растровых графи­ческих форматов для хранения различных изображений, которые используются и для снимков, например TIFF, BMP (без потери информации), JPEG, GIF (с потерей информации). Единого об­щепринятого формата для хранения аэрокосмических снимков нет.

Большинство пакетов программ для компьютерной обработки снимков обеспечивают чтение наиболее распространенных рас­тровых форматов и перевод из одного формата в другой.

Компрессия цифровых снимков («упаковка», «сжатие») - это преобразование, направленное на уплотнение информации, на уменьшение ее объема, выражаемого в битах или байтах. Это не­обходимо для экономии памяти, требуемой для записи и хране­ния снимков, при передаче их со спутников на Землю по каналам космической связи с небольшой пропускной способностью, а также для сжатия избыточно детальных изображений, что позво­ляет быстрее обрабатывать их на компьютере или передавать по сети Интернет.

Компрессия сочетается с декомпрессией («распаковкой») - вос­становлением исходного изображения. Компрессия может произ­водиться без потерь и с потерей информации. Если на снимке при­сутствуют однотонные объекты, которые отображаются пикселами с одним и тем же значением яркости, например чистые водоемы, то компрессия без потери информации проводится путем замены повторяющихся одинаковых значений яркости одним значением с указанием числа таких пикселов. Опыт показывает, что при этом виде компрессии объем информации аэрокосмических снимков в среднем уменьшается раза в два, но изображение можно полнос­тью восстановить при декомпрессии. Обычно сжатие без потери информации осуществляют посредством широко используемого для записи изображений формата TIFF. При компрессии с потерей информации изменяющиеся в определенных пределах значения яркости пикселов однотипных участков, например лесных насаж­дений, усредняются, а затем для всех пикселов запи­сывается одно это среднее значение и число пикселов. В этом слу­чае объем информации аэрокосмического изображения удается уменьшить в десятки раз, но при декомпрессии детали изображе­ния уже не восстанавливаются. Так выполняется сжатие изобра­жения в формате JPEG, который используется для изготовления просмотровых космических снимков в Интернете.

№ 43Анализ современных источников получения аэрокосмической информации. Google Планета Земля, SASPlanet.

Google профессиональный инструмент для обработки, анализа и визуализации геоданных. Программа объединяет в себе огромное количество спутниковых фотографий, что составляет полную карту Земли. Практически вся поверхность суши покрыта изображениями, полученными от компании DigitalGlobe, и имеющими разрешение 15 м. на пиксель. Есть отдельные участки поверхности (как правило, покрывающие столицы и некоторые крупные города большинства стран мира), имеющие более подробное разрешение. Например, г. Москва снята с разрешением 0,6 м/пиксель, а многие города США c разрешением 0,15 м/пиксель. Данные о ландшафте имеют разрешение порядка 100 м. SAS.Планета / SAS.Planet / SASPlanet – свободная программа, предназначенная для просмотра и загрузки спутниковых снимков высокого разрешения и обычных карт? все скачанные вами карты останутся у вас на компьютере, и вы сможете их просматривать даже без подключения к интернету. Помимо спутниковых карт возможна работа с политической, ландшафтной, совмещенной картами, а также картой Луны и Марса. Загрузка карт осуществляется как выделением некоторой области (возможно непрямоугольной), так и в процессе перемещения по карте. Карты часто обновляются – программа позволит вам загрузить только самые новые.

ДЕШИФРИРОВАНИЕ СНИМКОВ

Султангулова Зиля Сабитовна

Голдырев Александр Вячеславович

студенты 4 курса, географический факультет, БашГУ, РФ, г. Уфа

Вильданов Ильдар Радикович

научный руководитель, асс., БашГУ, РФ, г. Уфа

Космический снимок содержит подробную информацию о состоянии объектов земной поверхности в момент съемки. Для дешифрирования снимков используют специальные методы и дополнительные данные, полученные из различных источников - карт, отчетов о полевых исследованиях и ранее полученных результатов анализа снимков той же территории. Дешифрирование основывается на определенных физических характеристиках объектов и явлений, а его результаты зависят от опыта оператора, типа распознаваемого объекта и качества снимка.

Дешифрирование определяют как процесс изучения снимков с целью идентификации объектов и оценки их значимости. Дешифрирование является сложной задачей, для решения которой необходимо выполнить ряд работ по классификации и подсчету количества объектов, измерению их параметров и определению границ.

Первым этапом дешифрирования является классификация объектов, в ходе которой оператор относит различные объекты на снимке к определенным классам или кластерам. Процедура классификации также состоит из нескольких этапов, первым из которых является выделение пространственных объектов. Затем на этапе распознавания устанавливается тождество между отдельными объектами и соответствующими классами. Для выполнения этого шага необходимы дополнительные знания об изучаемой территории. Наконец, на заключительном этапе, который называется идентификацией, каждый объект на снимке приписывается с некоторой степенью вероятности к одному из определенных классов.

Следующий этап дешифрирования - подсчет количества объектов на снимке - во многом зависит от того, насколько точно была проведена их классификация.

Третий этап состоит в определении геометрических характеристик объекта: длины, площади, объема и высоты. К этому этапу относится и денситометрия - измерение яркостных характеристик объекта.

Последний этап заключается в определении контуров однородных по своим свойствам объектов или пространственных областей, которые при этом закрашиваются определенным цветом или штриховкой. Эту задачу проще выполнять при наличии у объектов четких границ и гораздо сложнее там, где свойства объектов изменяются плавно, например, на границе водоема и песчаных почв .

Для успешного дешифрирования очень важно понимать, от каких параметров зависит представление объекта на снимке.

Для систематической идентификации, распознавания и определения границ объектов используют определенные характеристики изображений, которые называются дешифровочными признаками. Примеры таких признаков приводятся ниже.

Размер объекта зависит от масштаба. Как правило, при дешифрировании анализируются относительные размеры объектов на одном и том же снимке. Например, размер частного дома должен быть меньше размера крупного торгового центра.

Форма объекта или его контуров является очень четким критерием дешифрирования. Как правило, объекты, созданные человеком (например, дороги, каналы, здания), имеют четкие границы и правильную форму, а форма природных объектов - лесных массивов, водоемов и пр. - является очень нерегулярной.

Тон объекта характеризует его относительную яркость или цвет. Это один из наиболее важных качественных критериев дешифрирования. Обычно тон объекта определяется как темный, средний или яркий.

Структура изображения определяется взаимным расположением объектов на снимке. Как правило, отчетливая и хорошо распознаваемая структура возникает в местах периодически повторяемых тонов и текстур. Так, например, разную структуру образуют упорядоченные дома в городе и деревья в саду.

Текстура, или частота изменений тона в определенной области снимка, является качественным параметром и обычно характеризуется как резкая или плавная. Например, сухие песчаники обладают плавной текстурой без выраженных вариаций тона. Наоборот, текстура смешанного леса является очень резкой из-за частых пространственных изменений тона, которые связаны с различием в форме и размерах верхушек деревьев разных пород и вариациями плотности лесного покрова.

Тень является одним из наиболее важных критериев дешифрирования, поскольку она дает представление об относительной высоте и профиле объекта. В горных районах тень хорошо подчеркивает топографические особенности рельефа и является полезным критерием при дешифрировании геологических структур.

Взаимосвязи - еще один важный критерий дешифрирования, определяющий закономерности взаимного расположения близлежащих объектов. Например, небольшие участки земли белого цвета, расположенные нерегулярно вдоль реки, свидетельствуют о наличии у нее сухого песчаного берега. Сетка линий и регулярно расположенные прямоугольные объекты между ними указывают на территорию городского типа.

Тип местности является описательной характеристикой территории, в том числе ее топографии, почвенного или растительного покрова и т. д

Реестр результатов дешифрирования- это способ собрать воедино всю имеющуюся информацию. Такие реестры выполняют двойную функцию, являясь одновременно:

1. Средством обучения молодых специалистов методам дешифрирования сложных снимков или тематического дешифрирования в новой области.

2. Способом документирования информации и примеров дешифрирования, относящихся к определенной тематической области.

По существу, реестр результатов дешифрирования - это набор справочных материалов, с помощью которых можно быстро и точно идентифицировать объекты на снимках. Обычно реестр состоит из двух частей: набора снимков или стереопар с примечаниями и графического или словесного описания. Реестры систематизируются так, чтобы в любой момент можно было легко найти нужный снимок, относящийся, например, к определенной дате, территории или объекту.

Реестр результатов дешифрирования - это еще и способ систематизации сведений о важнейших характеристиках объекта или явления. В то же время, следует подчеркнуть, что для использования реестров необходимы знания в тематической области. Сведения, содержащиеся в реестре, не могут заменить опыта специалиста, это всего лишь способ систематизации информации, который помогает ускорить процесс обучения дешифрированию.

Реестры результатов дешифрирования являются эффективным способом распространения опыта ведущих специалистов. Они помогают развивать практические навыки работы со снимками и позволяют получать четкое представление о самом процессе дешифрирования .

Оборудование, которое используется для дешифрирования снимков, является относительно простым и, за исключением отдельных компонентов, недорогостоящим. В лаборатории дешифрирования должно быть достаточно места для хранения снимков и работы с ними. Для дешифрирования требуется следующее оборудование.

Светостол с прозрачной поверхностью и подсветкой снизу для удобного просмотра пленок. Если используются пленки в рулонах, стол должен быть оснащен специальными держателями и валиками, так чтобы пленку можно было свободно проматывать от одного края стола к другому.

Специальные измерительные шкалы, мирры , которые используют при дешифрировании, имеют очень точную градуировку. Точность обычных линеек, которые встречаются в быту, совершенно недостаточна для целей дешифрирования.

Стереоскопы - приборы, предназначенные для стереоскопического просмотра аэрофотоснимков. Наиболее простым из этих устройств является карманный стереоскоп. Благодаря своим малым размерам и небольшой стоимости карманный стереоскоп стал одним из самых популярных приборов, применяемых для визуального дешифрирования.

Увеличители - устройства, предназначенные для более подробного изучения снимков. Коэффициенты увеличения при анализе изображений выбирают в зависимости от личных предпочтений и исследовательской задачи.

Денситометр - прибор, принцип действия которого основан на изменении яркости светового луча при его прохождении через пленку. С помощью денситометров измеряют плотность снимков - количественную характеристику тона изображения.

Параллаксометр - устройство, которое используется вместе со стереоскопом. С его помощью можно оценить топографическую высоту объектов, представленных на стереопаре. Параллаксометр снабжен двумя стеклянными пластинами, каждая из которых располагается под одной из линз стереоскопа. На каждой пластине нанесена небольшая черная точка. Одна пластина остается неподвижной, а вторую перемещают параллельно шкале параллаксометра до тех пор, пока две точки не совместятся. Измеренная величина перемещения в этом положении используется для расчета высоты точки рельефа.

Увеличивающий трансфероскоп - прибор, выпускаемый корпорацией «Бауш и Ломб» для визуального совмещения снимков. С его помощью можно точно совмещать карты и снимки разного масштаба. При этом оператор наблюдает оба изображения через бинокулярные линзы и может изменять увеличение и ориентацию одного из снимков. После совмещения снимков оператор может выделить необходимые детали на одном из них и перенести их на промежуточный слой, который затем отпечатывается на другом снимке.

Основные принципы дешифрирования были сначала разработаны для аэрофотоснимков, а затем адаптированы к задачам дистанционного зондирования с использованием космических снимков.

Список литературы:

1. Билич Ю.С., Васмут А.С Проектирование и составление карт. М.: «НЕДРА», 1984. - 360 с.
2. Чандра А.М., Гош С.К. Дистанционное зондирование и географические информационные системы. М.: Техносфера, 2008. - 312 с.

Дешифрирование классифицируют по содержанию и техноло¬гии выполнения. В зависимости от содержания его делят на то¬пографическое (при мелкомасштабном картографировании - лан¬дшафтное) и специальное (тематическое, отраслевое). При топо¬графическом дешифрировании выявляют, анализируют и показы¬вают условными знаками элементы ландшафта, подлежащие нанесению на топографические карты (при ландшафтном - на географические карты).

Перечень объектов, подлежащих дешифрированию, определя¬ется видом дешифрирования. Так, при дешифрировании для со¬ставления базовых карт земель основными объектами анализа яв¬ляются сельскохозяйственные угодья и границы землепользова¬нии, при геоботаническом - естественные кормовые угодья или посевы культурных растений, при экологическом - зоны природ¬ных или антропогенных нарушений нормального состояния окру¬жающей человека среды и т. д. Одновременно с целевыми объек¬тами специального дешифрирования на дешифрируемых материа¬лах в большинстве случаев показывают и топографические эле¬менты в упрощенном виде. Они облегчают привязку специальной информации при нанесении ее на имеющиеся карты, или их ис¬пользуют для составления специальных крат, если отсутствует подходящая топографическая основа.

По технологии выполнения можно выделить следующие ос¬новные методы дешифрирования:

визуальный, в котором информацию считывает со снимков и анализирует человек; в зависимости от места выполнения в методе выделяются камеральный, полевой и комбинированный способы (рис. 9.1), которые можно поделить на варианты;

машинно-визуальный, в котором с помощью ЭВМ или специализированных устройств выполняется предварительная обработка первичных снимков с целью облегчения их визуального дешифри¬рования. Способами данного метода могут быть: синтезирование изображений, квантирование уровней видеосигналов, фильтрация изображения и др.;

автоматизированный, в котором интерпретационная обработка снимков выполняется машиной в диалоговом режиме -- оператор выбирает способ обработки, выполняет «обучение» системы, кон¬тролирует качество работы классификатора, вносит коррективы в программы и др.; в данном методе можно выделить два наиболее употребляемых способа - классификации, в котором анализируе¬мые элементы изображения сразу же относят к определенному эталонированному классу объектов, и кластеризации, в котором элементы изображения предварительно разбивают на группы (кластеры) по сходству некоторых признаков с последующей идентификацией этих групп;

автоматический, в котором интерепретационная система ре¬шает отлаженные задачи без вмешательства оператора.

Принципиальная схема дешифровочного процесса в любом ме¬тоде остается неизменной - распознавание выполняют путем сопос¬тавления и определения степени близости некоторого набора при¬знаков дешифрируемого объекта с соответствующими эталонными признаками, находящимися в памяти человека или машины.

Отметим, что способы не всегда четко можно разделить между собой, и по мере их совершенствования и изменения функции че¬ловека в их реализации они могут переходить из одного метода в Другой.