RU2044273C1 - Method of making large-scale parameter map of multi-dimensional structure of environment and photographic aeroplane - Google Patents
Method of making large-scale parameter map of multi-dimensional structure of environment and photographic aeroplane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2044273C1 RU2044273C1 SU904830676A SU4830676A RU2044273C1 RU 2044273 C1 RU2044273 C1 RU 2044273C1 SU 904830676 A SU904830676 A SU 904830676A SU 4830676 A SU4830676 A SU 4830676A RU 2044273 C1 RU2044273 C1 RU 2044273C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- flight
- camera
- reconnaissance
- wide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение касается процесса крупномасштабного вычерчивания карт параметров многомерных структур в природной среде, а также особенно удобного для выполнения этого процесса аэрофотосъемочного самолета. The invention relates to a process for large-scale drawing of parameter maps of multidimensional structures in the natural environment, and also for aerial photography aircraft particularly convenient for performing this process.
Специалисты различных направлений должны получить интересующую их обширную информацию о процессах в природной среде, которая должна быть в дальнейшем переработана в качестве основания для съемки состояний, планирования или предсказаний о будущих изменениях в природной среде. Specialists of various directions should receive extensive information of interest to them about processes in the natural environment, which should be further processed as a basis for taking pictures of states, planning or predictions about future changes in the natural environment.
Под природной средой нужно к тому же понимать занимаемую жизненным пространством людей поверхность земли, включая солнечное и воздушное пространство, возрождаемое растениями, и влияние, вносимое извне в природную среду. Вычерчивание карты природной среды вычерчивание экологической карты, охватывающей мер человеческого жизненного пространства, и опасность, угрожающую ему из-за человеческого использования, в границах и возможностях, описанных методикой. Under the natural environment, it is also necessary to understand the surface of the earth occupied by the living space of people, including the solar and air space, revived by plants, and the influence introduced from outside into the natural environment. Drawing a map of the natural environment; drawing an ecological map covering measures of human living space, and the danger threatening it due to human use, within the boundaries and possibilities described by the methodology.
В качестве примера можно назвать съемку состояния умирания леса, которая должна происходить в определенных временных рамках, с целью показа временных изменений, которые служат в качестве основания для контрмеры. An example is the survey of the state of forest dying, which should take place within a certain time frame, in order to show temporary changes that serve as a basis for countermeasures.
В районе Альп есть, кроме того, состояние склона горы, представляющее особый интерес, так как определенные параметры, как, например, плотность растительности, виды растущих там растений и деревьев, здоровое состояние этих растений, влагопроницаемость слоев земли и т.д. дают специалистам примеры, которые указывают на дальнейшее развитие, как, например, сели и галечные лавины. In the Alps, there is, in addition, the state of the mountainside, which is of particular interest, since certain parameters, such as the density of vegetation, the types of plants and trees growing there, the healthy state of these plants, the moisture permeability of the layers of the earth, etc. give specialists examples that indicate further development, such as mudflows and pebble avalanches.
Также для планирования вмешательства в природную среду необходимы широкие знания имеющихся данных. Для новых насаждений, например, нужно принимать во внимание качество почвы и влажность, чтобы сделать правильный выбор посадочного материала. Extensive knowledge of the available data is also necessary for planning environmental interventions. For new plantations, for example, soil quality and moisture must be taken into account in order to make the right choice of planting material.
При очень больших площадях природного пространства в первую очередь из-за временных соображений учитывается вычерчивание карт из воздуха, так как связанный с Землей метод неизбежно может охватывать только по мере надобности очень небольшие части области природного пространства и, кроме того, занимает очень много времени. Так, известно вычерчивание карты из воздуха в целях учета параметров окружающей среды с помощью аэрофотосъемочного самолета, оборудованного широкоугольной разведывательной камерой [1]
Этот способ является наиболее близким к предлагаемому.With very large areas of natural space, primarily due to temporary considerations, drawing maps from the air is taken into account, since the method associated with the Earth can inevitably cover only very small parts of the area of natural space as needed and, in addition, takes a very long time. Thus, drawing a map from the air is known in order to take into account environmental parameters using an aerial photographing aircraft equipped with a wide-angle reconnaissance camera [1]
This method is the closest to the proposed.
На примере съемки повреждений леса можно было бы объяснить в дальнейшем традиционный образ действий при вычерчивании карты из воздуха. Using the example of surveying forest damage, one could further explain the traditional way of drawing a map from the air.
При этом способе употребляется техника фотосъемки, которая по форме очень похожа на уже известную из аэрофотограмметрии. Аэрофотограмметрия применяется в основном для измерения земной поверхности. При этом аэрофотосъемочный самолет пролетает на высоте 1000 м и выше над измеряемым районом, причем с одной, вертикально вниз направленной, маршрутной фотограмметрической камеры проводится съемка частично перекрывающихся фотографий, которые потом эталонируются. With this method, a photography technique is used, which in form is very similar to that already known from aerial photogrammetry. Aerial photogrammetry is mainly used to measure the earth's surface. At the same time, an aerial photographing aircraft flies at an altitude of 1000 m and higher above the measured area, and partially overlapping photographs are taken from one vertically directed directional photogrammetric camera, which are then calibrated.
Хотя до сих пор нормальный аэроснимок позволял получить хороший план среды и состояния, тем не менее детальное распознавание основных масштабных данных (максимум 1:2000), например надежного определения похожих деревьев, измерение отдельных деревьев по высоте и толщине, данных о месторасположении, было невозможно. Основная разведывательная работа всегда должна была приводить еще вследствие финансовой и временной интенсивности земельных работ к типичной из-за этого доле ошибок. Данные, полученные благодаря этой методике, невоспроизводимы почти во всех случаях. Охват плоской поверхности до деталей величиной в сантиметр на нескольких 100.000 га за год нужно вовсе не принимать во внимание. Но это как раз есть требования для экологического долго- и краткосрочного анализа леса, главного индикатора быстропрогрессирующих изменений. Although a normal aerial photograph has so far yielded a good plan of the environment and state, nevertheless detailed recognition of the main scaled data (maximum 1: 2000), for example, reliable determination of similar trees, measurement of individual trees by height and thickness, and location data was not possible. The main intelligence work should always have led, due to the financial and temporal intensity of land work, to a typical error rate because of this. The data obtained thanks to this technique are irreproducible in almost all cases. Coverage of a flat surface to centimeter details on several 100,000 ha per year should not be taken into account at all. But these are just the requirements for long- and short-term ecological analysis of the forest, the main indicator of rapidly progressing changes.
С помощью инфракрасной цветной пленки удается ясно отличить друг от друга сухую зелень и непогибшую сочную зелень. В лесном районе можно отличить мертвые деревья от здоровых деревьев, которые на пленке со спектральной чувствительностью, соответствующей человеческому глазу, с такой высоты нельзя было бы узнать. Такая инфракрасная пленка очень дорога и сложна в применении. Кроме того, при аэрофотограмметрии требуется обычная высота полета, достаточно ясная погода и высокое солнцестояние, которые должны присутствовать одновременно на протяжении съемки. В целом этот способ для вычерчивания карт повреждений леса сравнительно дорогой и длительный. Using an infrared color film, it is possible to clearly distinguish between dry greens and unbroken succulent greens. In a forested area, one can distinguish dead trees from healthy trees, which could not be recognized from such a height on a film with spectral sensitivity corresponding to the human eye. Such an infrared film is very expensive and difficult to use. In addition, aerial altitude, fairly clear weather, and high solstice, which must be present simultaneously during the survey, are required for aerial photogrammetry. In general, this method for drawing maps of forest damage is relatively expensive and lengthy.
Хотя использование инфракрасной и инфракрасной цветной пленки значительно повышает в целом узнавание деталей с большой высоты полета, существуют ограничения в виде требований на абсолютно хорошую погоду во времени наивысшего годового солнцестояния, так что время использования ограничено шестью неделями за год и вместе с тем нужно, чтобы в этот период все самолеты района постоянно находились в готовности. Шесть недель дождя несомненно возможны во время наивысшего годового солнцестояния, так что на облет и подведение итогов калькуляция составляется неэкономно. Цена проявлений инфракрасной цветной пленки почти в 10 раз выше, чем цена проявленной черно-белой пленки с большей разрешающей способностью. Эмульсия цветной пленки значительно более подвержена критике из-за условий расположения, чем эмульсия для черно-белой пленки. Использование цветной пленки удорожает способ. Although the use of infrared and infrared color films significantly increases overall recognition of details from a high altitude, there are limitations in the form of requirements for absolutely good weather at the time of the highest annual solstice, so the time of use is limited to six weeks per year and at the same time it is necessary that during this period, all aircraft in the area were constantly in readiness. Six weeks of rain are undoubtedly possible during the highest annual solstice, so that the calculation and calculation of the results are uneconomical. The price of manifestations of an infrared color film is almost 10 times higher than the price of a developed black-and-white film with a higher resolution. A color film emulsion is much more susceptible to criticism due to location conditions than a black and white film emulsion. The use of color film increases the cost of the method.
Для определенных исследований также нужно принимать во внимание способ электронного сканирования, который проводится с помощью аэрофотосъемочного самолета, причем заменяется лишь фотокамера на рефлектоэлектронный детектор. For certain studies, it is also necessary to take into account the method of electronic scanning, which is carried out using an aerial photograph, and only the camera is replaced with a reflective detector.
Методика сканирования лесных площадей дает при этом обширное поле для электронной автоматизированной обработки изображения. Это тем не менее возможно для практического использования лесных площадей только при специальном персонале, который должен уметь обслуживать одинаково обе области (практическое лесное хозяйство и сканирующую технику). Это требование в настоящее время практически не выполнимо. The technique of scanning forest areas provides an extensive field for electronic automated image processing. Nevertheless, it is possible for the practical use of forest areas only with specialized personnel who should be able to serve both areas equally (practical forestry and scanning equipment). This requirement is currently practically not feasible.
Таким образом методике, описанной выше, также присущи недостатки: высокая стоимость и большая продолжительность. Для проведения способа электрического сканирования необходимо определенное положение солнца, которое позволяет производить свободные от помех измерения только в течение небольшого количества дней в году. Thus, the technique described above also has disadvantages: high cost and long duration. To carry out the method of electric scanning, a certain position of the sun is necessary, which allows measurements to be made free of interference only for a small number of days a year.
Кроме того, хотя с помощью цветного снимка ряд параметров может быть четко выделен, тем не менее другие параметры могут сделать эту методику неочевидной, так как, например, как правило, недостаточно разрешающей способности применяемой пленки при упомянутой высоте полета для надежного распознавания определенных сортов деревьев или для подробного изображения геологических условий в природном пространстве. In addition, although with the help of a color image a number of parameters can be clearly distinguished, nevertheless other parameters may make this technique unobvious, since, for example, as a rule, the resolution of the applied film at the mentioned flight altitude is not sufficient for reliable recognition of certain tree varieties or for a detailed image of the geological conditions in the natural space.
В основе изобретения лежит создание способа для крупномасштабного вычерчивания карт параметров многомерных структур в природной среде, а также удобного для применения этого способа аэрофотосъемочного самолета, с помощью которого станет возможным вычерчивание карт природных сред с меньшей стоимостью и в короткое время. The basis of the invention is the creation of a method for large-scale drawing maps of parameters of multidimensional structures in the natural environment, as well as aerial photography aircraft, convenient for applying this method, with which it will be possible to draw maps of environmental media with lower cost and in a short time.
Целью изобретения является снижение стоимости и продолжительности работ по вычерчиванию карт природных сред. The aim of the invention is to reduce the cost and duration of drawing maps of natural environments.
Цель достигается тем, что в способе получения крупномасштабной карты параметров многомерной структуры природной среды, заключающемся в проведении аэрофотосъемочного полета с управлением по трассе полета, аэрофотосъемке с помощью широкоугольной разведывательной камеры, ось которой ориентирована перпендикулярно оси полета, получении маршрутных стереоснимков, привязке полученных снимков в системе координат Гаусса-Крюгера с использованием аэрофотограмметрической методики, фотограмметрической обработке результатов аэрофотосъемки с последующим определением координат и параметров структур и вычерчиванием карты, аэрофотосъемку проводят при полете на высоте 150-500 м над поверхностью Земли, ось широкоугольной разведывательной камеры устанавливают под различными углами к вертикали, одновременно с получением маршрутных стереоснимков получают снимки отдельных участков того же маршрута с масштабом более крупным, чем масштаб маршрутных стереоснимков, при помощи телевизионной разведывательной камеры, ось которой устанавливают под различными углами к оси полета и оси широкоугольной разведывательной камеры, при определении параметров структур дополнительно используют снимки, полученные телевизионной разведывательной камерой, а при определении координат структур запоминают их значения с возможностью их последующего распределенного и селективного вызова. The goal is achieved in that in the method of obtaining a large-scale map of the parameters of the multidimensional structure of the environment, which consists in conducting aerial photography with control along the flight path, aerial photography using a wide-angle reconnaissance camera, the axis of which is oriented perpendicular to the flight axis, obtaining route stereo photographs, and linking the obtained images in the system Gauss-Krueger coordinates using aerial photogrammetric techniques, photogrammetric processing of aerial photographs with the subsequent determination of the coordinates and parameters of the structures and drawing the map, aerial photography is carried out when flying at an altitude of 150-500 m above the Earth’s surface, the axis of the wide-angle reconnaissance camera is set at different angles to the vertical, while receiving stereo photographs, images of individual sections of the same route with a scale of more than larger than the scale of the route stereo images using a television reconnaissance camera, the axis of which is set at different angles to the flight axis and the wide axis When determining the parameters of structures, they additionally use images obtained by a television reconnaissance camera, and when determining the coordinates of structures, their values are stored with the possibility of their subsequent distributed and selective calling.
Цель достигается также тем, что широкоугольной разведывательной камерой получают маршрутные аэрофотоснимки масштаба 1:1600 и крупнее, телевизионной разведывательной камерой управляют автоматически по плану полета или при помощи вычислительной машины или вручную. The goal is also achieved by the fact that a wide-angle reconnaissance camera receives route aerial photographs of a scale of 1: 1600 and larger, a television reconnaissance camera is automatically controlled according to the flight plan or using a computer or manually.
Цель достигается также тем, что для привязки аэрофотоснимков используют радарный дальномер, который переключают триггером синхронно с моментами съемки. The goal is also achieved by the fact that a radar range finder is used to attach aerial photographs, which is switched by a trigger synchronously with the moments of shooting.
Цель достигается также тем, что осуществляют дополнительные полеты на высоте около 50 м над поверхностью Земли с одновременным получением серии аэрофотоснимков масштаба 1: 500 и мельче, при этом съемку производят широкоугольной разведывательной камерой с разных сторон участка исследуемой структуры и при нескольких положениях ее оси. The goal is also achieved by the fact that additional flights are carried out at an altitude of about 50 m above the Earth’s surface with the simultaneous acquisition of a series of aerial photographs of a scale of 1: 500 and smaller, while shooting is carried out by a wide-angle reconnaissance camera from different sides of the investigated structure and at several positions of its axis.
Цель достигается также тем, что при аэрофотосъемке используют черно-белую пленку, а также черно-белую фотопленку с повышенной инфракрасной или голубой чувствительностью. The goal is also achieved by the fact that aerial photography uses black and white film, as well as black and white film with increased infrared or blue sensitivity.
Известен аэрофотосъемочный самолет, включающий широкоугольную разведывательную камеру, ось которой ориентирована перпендикулярно оси полета, узел управления полетом, узел фотограмметрической привязки снимков и измеритель скорости полета [1]
Как указывалось выше, недостатками устройства являются высокая стоимость и продолжительность работ по вычерчиванию карт природных сред.Known aerial photography aircraft, including a wide-angle reconnaissance camera, the axis of which is oriented perpendicular to the axis of flight, a flight control unit, a photogrammetric image linking unit and a flight speed meter [1]
As mentioned above, the disadvantages of the device are the high cost and duration of work on drawing maps of natural environments.
Целью изобретения в части устройства также является снижение стоимости и продолжительности работ по вычерчиванию карт природных сред. The aim of the invention in terms of the device is also to reduce the cost and duration of work on drawing maps of natural environments.
Цель достигается тем, что аэрофотосъемочный самолет для получения крупномасштабной карты параметров многомерной структуры природной среды, включающий широкоугольную разведывательную камеру, ось которой ориентирована перпендикулярно оси полета, узел управления полетом, узел фотограмметрической привязки снимков и измеритель скорости полета, дополнительно снабжен телевизионной разведывательной камерой, установленной с возможностью ориентации ее оси под различными углами к оси полета и оси широкоугольной разведывательной камеры и выполненной с возможностью получения снимков отдельных участков маршрута, снимаемого широкоугольной разведывательной камерой, с масштабом крупнее масштаба снимков этой камеры, широкоугольная разведывательная камера выполнена с возможностью установки ее оси под различными углами к вертикали, узел управления полетом выполнен с расположенными вдоль оси самолета видеокамерами с экраном, выполненным с возможностью проецирования на него трассы полета и положений разведывательных камер, а также маркировки моментов времени съемки. The goal is achieved by the fact that the aerial photographing aircraft for obtaining a large-scale map of the parameters of the multidimensional structure of the environment, including a wide-angle reconnaissance camera, the axis of which is oriented perpendicular to the flight axis, a flight control unit, a photogrammetric image linking unit and a flight speed meter, is additionally equipped with a television reconnaissance camera installed with the possibility of orienting its axis at different angles to the axis of flight and the axis of the wide-angle reconnaissance camera and made with the possibility of obtaining images of individual sections of the route captured by a wide-angle reconnaissance camera, with a scale larger than the scale of the images of this camera, the wide-angle reconnaissance camera is configured to set its axis at various angles to the vertical, the flight control unit is made with video cameras located along the axis of the aircraft, made with the possibility of projecting onto it the flight path and the positions of reconnaissance cameras, as well as marking the moments of time of shooting.
Цель достигается также тем, что широкоугольная и телевизионная разведывательные камеры выполнены с возможностью регулирования частоты съемки в зависимости от сигнала управления измерителя скорости полета. The goal is also achieved by the fact that the wide-angle and television reconnaissance cameras are configured to control the shooting frequency depending on the control signal of the flight speed meter.
Цель достигается тем, что узел привязки снимков выполнен с радарным дальномером, установленным с возможностью определения высоты центров проектирования снимков. The goal is achieved by the fact that the node snap pictures made with a radar range finder installed with the ability to determine the height of the centers of design of the pictures.
Цель достигается также тем, что дополнительно к разведывательным камерам аэрофотосъемочный самолет снабжен измерителями магнитного поля Земли, выполненными с возможностью обеспечения получения карты магнитного поля Земли по методике аэромагнитной съемки. The goal is also achieved by the fact that, in addition to reconnaissance cameras, an aerial photographing aircraft is equipped with Earth's magnetic field meters, which are capable of providing a map of the Earth's magnetic field using the method of aeromagnetic survey.
Аэрофотосъемочный полет регулярно проходит на относительно большой высоте, примерно между 1000 и 3000 м над поверхностью Земли, поэтому при этих обстоятельствах искажения изобретения, которые проступают на краю снимка, являются незначительными. Кроме того, на снимке относительно много сфотографированных разрезов земной поверхности земли, так что большой район может быть измерен относительно и точно. До сих пор применяемая техника для визуализации определенных структур на земной поверхности использует известные из геологии аэрофотограмметрические методики аэрофотосъемки, в частности высоту полета, и пытается сделать видимой интересующую структуру, используя специальный пленочный материал. Очевидно, что метод всегда имеет границы, если параметры должны охватывать структуру, которую нельзя выборочно выделить из-за определенных свойств пленочного материала. С другой стороны, разрешающая способность сильно ограничена в вертикальном направлении из-за большой высоты проведения стереоскопической съемки. Если же перейти от обычной в фотограмметрии высоты полета к более низким высотам полета, то из этого вытекают многие последствия, которые должны быть взаимно взвешены. Aerial photography flight regularly takes place at a relatively high altitude, approximately between 1000 and 3000 m above the surface of the Earth, therefore, under these circumstances, distortions of the invention that appear at the edge of the image are insignificant. In addition, the image contains relatively many photographed sections of the earth's surface, so that a large area can be measured relatively and accurately. Until now, the technique used to visualize certain structures on the earth's surface uses aerial photographic techniques known from geology, such as aerial photography, in particular, flight altitude, and tries to make the structure of interest visible using a special film material. Obviously, the method always has boundaries if the parameters should cover a structure that cannot be selectively selected due to certain properties of the film material. On the other hand, the resolution is very limited in the vertical direction due to the high height of the stereoscopic survey. If we switch from the usual flight altitude in photogrammetry to lower flight altitudes, many consequences follow from this, which must be mutually weighted.
С одной стороны, разрешение снимка улучшается так, что интересующие структуры можно считывать уже непосредственно на фотографии, без специально подготовленного для этого пленочного материала. В результате можно заменить очень дорогую инфракрасную цветную пленку дешевой черно-белой пленкой, из которой специалист может, например, узнать, засохшая листва у сфотографированных деревьев или нет. Кроме того, можно опознать сорта растений, которые представляли бы на цветной пленке только лишь области одинаковой окраски. С другой стороны, из факта, что на определенном месте растут определенные виды растений, специалист может сделать вывод о состоянии почвы и влажности. On the one hand, the resolution of the image is improved so that the structures of interest can already be read directly on the photograph, without specially prepared for this film material. As a result, it is possible to replace a very expensive infrared color film with a cheap black and white film, from which a specialist can, for example, find out whether the dried leaves of the photographed trees or not. In addition, it is possible to identify plant varieties that would represent only areas of the same color on a color film. On the other hand, from the fact that certain types of plants grow in a certain place, a specialist can draw a conclusion about the condition of the soil and moisture.
С другой стороны, становится больше проективное влияние на снимки, что приводит к искажению снимка. С этими искажениями тем не менее можно мириться, пока они делают возможным однозначно ставить в соответствие снимки определенного разреза природной среды, например, в гауссовых координатах. Области применения соответственно изобретению приходятся, в первую очередь, на крупномасштабные относительные измерения структур, а не на абсолютные измерения природной среды как таковой. Происходящий аэрофотосъемочный полет должен удовлетворять не очень строгим требованиям к исполнению самолета, как это нужно в случае аэрофотограмметрического геодезического способа. On the other hand, the projective effect on the pictures becomes more, which leads to a distortion of the picture. Nevertheless, it is possible to put up with these distortions as long as they make it possible to unambiguously match the pictures of a certain section of the natural environment, for example, in Gaussian coordinates. The fields of application according to the invention fall primarily on large-scale relative measurements of structures, and not on absolute measurements of the natural environment as such. The ongoing aerial photography flight must satisfy not very strict requirements for the performance of the aircraft, as is necessary in the case of an aerial photogrammetric geodetic method.
Кроме того, возможны небольшая высота полета, проведение съемки наружу из самолета с небольшим углом наклона по отношению к горизонту без увеличения ширины снимка настолько, что нельзя будет сделать большой разрешающую способность интересующей структуры. Комбинация из, как минимум, двух сделанных наружу из самолета снимков, которые по мере надобности снимаются под различными углами и направлены на ту же структуру, дает возможность широкого рассмотрения интересующих структур, так что такие основные параметры, как высоту и толщину деревьев, можно выбрать из комбинации различных снимков, что невозможно сделать с помощью традиционного способа вычерчивания карты. In addition, a small flight height is possible, shooting outward from an airplane with a small angle of inclination relative to the horizon without increasing the width of the image so that it will not be possible to make a large resolution of the structure of interest. The combination of at least two images taken out of the plane, which, if necessary, are taken at different angles and aimed at the same structure, makes it possible to broadly examine structures of interest, so that basic parameters such as the height and thickness of trees can be selected from combinations of different pictures, which cannot be done using the traditional method of drawing a map.
Небольшая высота полета способствует тому, что требования к погодным условиям не такие строгие, как при аэрофотосъемночных полетах, которые происходят на большой высоте. При любой погоде, особенно при облачном небе, можно фотографировать, пока расстояние видимости по меньшей мере равно подобному съемочному расстоянию. The low flight altitude ensures that the requirements for weather conditions are not as stringent as with aerial photography flights that take place at high altitude. In any weather, especially in the cloudy sky, you can take pictures while the visibility distance is at least equal to a similar shooting distance.
Исходя из того, что разрез природной среды, который нужно оценить в параметрах интересующей структуры, измерен, для использующихся снимков определяют в первом шаге их положение относительно соответствующего природной среды, например, в гауссовых координатах. Предпочтительно программировать вычислительную машину с помощью представленной топографической карты интересующих разрезов природной среды перспективного изображения поверхности Земли. С помощью фотограмметрического прибора оценки выясняют координаты интересующих структур и берут интересующие параметры этой структуры прямо из рассмотрения фотографий. Значения параметров вводятся вычислительной машиной по адресам координат интересующей структуры в накопитель, из которого параметры выбирают селективно. Based on the fact that the section of the natural environment, which needs to be estimated in the parameters of the structure of interest, is measured, for the images used, in the first step their position relative to the corresponding natural environment is determined, for example, in Gaussian coordinates. It is preferable to program the computer using the presented topographic map of interesting sections of the natural environment of the perspective image of the Earth's surface. Using a photogrammetric evaluation device, the coordinates of the structures of interest are determined and the parameters of this structure of interest are taken directly from the photographs. The parameter values are entered by the computer at the coordinates of the structure of interest in the drive, from which the parameters are selected selectively.
Таким образом, можно опрашивать определенные группы параметров или определенные структуры, отделенные друг от друга, и можно создавать статистику, карты или диаграммы, которые касаются группы параметров или в которых такие группы параметров комбинируются друг с другом. Thus, it is possible to interrogate certain groups of parameters or certain structures separated from each other, and it is possible to create statistics, maps or diagrams that relate to a group of parameters or in which such groups of parameters are combined with each other.
Предлагаемый способ имеет следующие преимущества. The proposed method has the following advantages.
Оценка черно-белого материала основана на распознавании структуры и параметров в той форме, в которой они представляются человеческому глазу. Крупномасштабные снимки позволяют различать детали, которые отвечают соотношению "измеряющий научный сотрудник на объекте в местности". Это значит, что оценку снимков можно провести персонально, хотя есть специалисты по интересующей их структуре, которые, однако, не являются специалистами по оценке специальных фотоснимков, как это происходит в случае с инфракрасными цветными снимками или снимками, полученными электронным сканированием. Если, например, провести оценку состояния леса, то специалист по лесному хозяйству проведет оценку снимка самостоятельно. Крупномасштабные фотографии используются специалистами действующей структуры для измерений. Это значит, что результат использования воспроизводим в любое время и, кроме исключительно специальных баз данных, содержит пространственно ориентированные воспроизводимые данные. Это абсолютно первоклассный материал данных удовлетворяет любым статистическим требованиям и также позволяет связать данные от различных специальных отдельных структур, чтобы можно было таким образом дать специально распространенные ответы. Это необходимо для того, чтобы можно было обработать комплексные процессы и дать удовлетворительные ответы на комплексные вопросы. Assessment of black and white material is based on recognition of the structure and parameters in the form in which they are presented to the human eye. Large-scale images allow us to distinguish between details that correspond to the ratio of "measuring a researcher at the site in the area." This means that the assessment of images can be carried out personally, although there are specialists in the structure of interest to them, who, however, are not specialists in the evaluation of special photographs, as is the case with infrared color photographs or photographs obtained by electronic scanning. If, for example, an assessment of the state of the forest is carried out, then the forestry specialist will evaluate the image independently. Large-scale photographs are used by specialists of the current structure for measurements. This means that the result of use is reproducible at any time and, in addition to exclusively special databases, contains spatially oriented reproducible data. This absolutely first-class data material satisfies any statistical requirements and also allows you to link data from various special separate structures so that you can thus give specially common answers. This is necessary in order to be able to process complex processes and give satisfactory answers to complex questions.
Приведение в соответствие параметров интересующей структуры и координат структуры в природной среде и их нахождение в вычислительной машине делают возможным селективный выбор определенного класса параметров для выреза природного пространства, так что неспециалисты могут получить с аэроснимка очень наглядную и легкопонятную информацию о районе использования. Bringing the parameters of the structure of interest and the coordinates of the structure in the environment into correspondence and finding them in a computer makes it possible to selectively select a certain class of parameters for cutting out natural space, so non-specialists can get very clear and easily understandable information about the area of use from an aerial photograph.
Селективная востребованная система различных параметров для координат интересующей структуры в природной среде упрощает диалог специалистов различных специальностей, что, например, необходимо для решения проблемы относительного ущерба окружающей среде в природных средах. A selective system of various parameters for the coordinates of the structure of interest in the natural environment simplifies the dialogue of specialists of various specialties, which, for example, is necessary to solve the problem of relative damage to the environment in natural environments.
На фиг. 1 показано схематично ориентирование отдельной съемочной камеры или видеопоиска при аэрофотосъемочном полете; на фиг.2 переданная на изображающий экран системы видеопоиска помощь при ориентировке; на фиг.3 упорядоченные на экране вычислительной машины данные, изображенные на приборной доске, с определенными координатами интересующей структуры. In FIG. 1 shows schematically the orientation of a single film camera or video search during aerial photography flight; figure 2 transferred to the screen depicting the video search system help with orientation; figure 3 ordered on the screen of a computer, the data shown on the dashboard, with certain coordinates of the structure of interest.
На фиг.1 изображена трасса полета FТ, на которой представлены три камеры и камера видеопоиска. Стрелка FR показывает направление полета. Figure 1 shows the flight path FT, which presents three cameras and a video search camera. The arrow FR indicates the direction of flight.
Трасса полета проходит на постоянной высоте h над землей, насколько позволяет состояние поверхности природной среды. Горный район по возможности требует выдерживания постоянной высоты аэрофотосъемочного полета, особенно когда горные долины располагаются поперек продольного распространения. The flight path runs at a constant height h above the ground, as far as the state of the surface of the environment allows. If possible, the mountainous region requires maintaining a constant height of aerial photography, especially when the mountain valleys are located across the longitudinal distribution.
Слева направо на трассе полета FT изображены маршрутная фотограмметрическая камера 1, направленная вертикально вниз, широкоугольная разведывательная камера 2, наклоненная вбок и вниз перпендикулярно направлению полета, телекамера 3, ориентированная почти так же, как и широкоугольная разведывательная камера 2, и видеокамера 4, наклоненная вниз, под углом к направлению полета. From left to right, the FT flight path depicts a directional
Маршрутная фотограмметрическая камера 1 оснащена так же, как широкоугольная разведывательная телекамера с черно-белой пленкой, и снимает ряд аэроснимков, временная последовательность моментов съемки которых камерами 2 и 3 переключается триггером и которые определяют ориентацию или локализацию снимаемой структуры в природном пространстве. Снимок оценивается методикой, известной из аэрофотограмметрии. The routing
Широкоугольная разведывательная камера 2 камера с апертурным углом до 180о, которая ориентирована вбок наружу из аэрофотосъемочного самолета, вниз и перпендикулярно направлению полета. Камера 2 разведки направлена на разрез 5 природной среды, который встречается в интересующей структуре. Это может быть, например, лес, чьи деревья нужно исследовать. С помощью телекамеры 3 можно передавать с увеличением особенно интересующие части района 6 в снимаемой камерой разведки области 5, чтобы можно было лучше оценить единичные параметры интересующей структуры. Так, например, телекамера 3 может быть направлена на край просеки или на край дерева, чтобы получить боковой снимок деревьев, что дает возможность судить о размере деревьев или толщине их ствола.The wide-
Как камера 2 разведки, так и телекамера 3 выровнены в определенных границах относительно их углов, которые они составляют с направлением полета так, что маршрутный фотограмметрический аэроснимок может содержать, как минимум, два различных направления съемки, перпендикулярных направлению полета. Кроме того, их наклонное положение относительно горизонта выбрано свободно, так что можно изготовить при подходящих структурах снятый под двумя различными углами аэроснимок при двухразовом облете интересующих частей области природной среды. Both the
Угол, под которым расположены камера 2 разведки и телекамера 3 относительно вертикали и горизонтали и направления полета, ограничивается возможностями оценивающей техники, которые достигнуты тогда, когда искажения интересующей структуры, обусловленные перспективной съемкой, не могут больше компенсироваться математическими способами. Это особенно соответствует съемке, которая проводится вбок от аэрофотосъемочного самолета, как наискосок вниз, так и перпендикулярно направлению полета, наискосок вперед или наискосок назад. The angle at which the
Целесообразно измерительные камеры 1-3 снабдить приспособлениями для автоматического измерения расстояния от передней главной точки до осевой линии предмета и для соответствующей регулировки объектива. Для этого подходят радарные дальномеры, используемые в аэрофотограмметрии. Такая автоматическая регулировка камеры особенно важна тогда, когда узкие горные долины проходят на небольшой высоте, и в результате сильно изменяется боковое расстояние между склонами гор и трассой самолета. It is advisable to equip measurement chambers 1-3 with devices for automatically measuring the distance from the front main point to the center line of the object and for appropriate adjustment of the lens. Radar range finders used in aerial photogrammetry are suitable for this. This automatic camera adjustment is especially important when narrow mountain valleys pass at a low altitude, and as a result, the lateral distance between the mountain slopes and the airplane track changes dramatically.
Система 4 видеокамер, содержащая от одной до четырех видеокамер, ориентирована в направлении полета наискосок вниз и исполнена предпочтительно с панорамной оптикой так, что на изображающем экране монитора может передаваться исследуемое поле обзора аэросъемочной оптики. Одновременно можно записать на пленку снятый видеокамерой фильм, что позволяет ускорить при оценке ориентации дальнейшее нахождение определенного изображенного участка фотографии и изображенных данных. Во время аэрофотосъемочного полета человек, который обслуживает съемочную камеру, может следить на мониторе, когда и где интересующая структура попадает в поле зрения камеры разведки или телекамеры. Чтобы облегчить одновременное выведение разведывательной камеры 2 и телекамеры 3 на интересующую структуру, можно предусмотреть подвеску каждой камеры связанной системы, которая удлиняет проекцию трассы 9 полета в направлении полета. The system 4 of cameras, containing from one to four cameras, is oriented in the direction of flight obliquely downward and is preferably made with panoramic optics so that the studied field of view of aerial photography optics can be transmitted on the image monitor screen. At the same time, you can record a film shot with a video camera on film, which allows you to speed up the further finding of a specific image of the photograph and the data displayed when evaluating the orientation. During an aerial survey, the person who serves the survey camera can monitor on the monitor when and where the structure of interest falls into the field of view of the intelligence camera or television camera. To facilitate the simultaneous display of the
Фиг.2 показывает схематично помощь при ориентировке в панорамной фотографии, снятой видеокамерой. При этом штриховой стрелкой 9 показано положение вертикальной проекции на землю трассы самолета, пролетающего над природной средой, широкая полоса 10 показывает область, которая при неизмененном направлении полета проходит в поле обзора разведывательной камеры 2. Штрихпунктирная линия 11 показывает линию, которая лежит в поле обзора телекамеры 3 при ее нынешнем ориентированном положении, так как направление полета сохраняется. Линия 12 показывает заданный из плана полета курс. Figure 2 shows schematically the orientation assistance in a panoramic photograph taken with a video camera. In this case, the dashed arrow 9 shows the position of the vertical projection onto the ground of the path of the aircraft flying over the natural environment, a
Для изготовления полной документации о параметрах интересующей части района природного пространства часть района охватывается при первом аэросъемочном полете из двух, как минимум, различных направлений съемки, перпендикулярных направлению облета. Это происходит из-за того, что камеру разведки и телекамеру располагают наискосок вниз к направлению полета, точнее наискосок вниз и наискосок вперед или наискосок назад относительно направления полета. Для осуществления распознавания в деталях интересующей структуры проводится два надземных аэрофотосъемочных облета на низкой высоте, что дает возможность делать снимки с масштабом 1:1600 и больше. С помощью съемки, при которой всегда применяется дешевая черно-белая пленка, можно оценить невооруженным глазом мелкую структуру на фотографиях так, что можно различить даже определенные виды травы. To produce complete documentation on the parameters of the part of the natural space region of interest, part of the region is covered during the first aerial survey of two, at least, different shooting directions, perpendicular to the direction of flight. This is due to the fact that the reconnaissance camera and the camera are placed obliquely down to the direction of flight, more precisely, obliquely down and obliquely forward or obliquely backward relative to the direction of flight. To realize recognition in the details of the structure of interest, two aerial aerial photography overflights are carried out at a low altitude, which makes it possible to take pictures with a scale of 1: 1600 and more. With the help of shooting, in which cheap black-and-white film is always used, it is possible to evaluate the fine structure in photographs with the naked eye so that even certain types of grass can be distinguished.
Фиг. 3 показывает результаты оценки визуальных изображений параметров в разрезе природного пространства. В поле 13 на экране определяют перспективное изображение разреза природной среды, которое разработано вычислительной машиной с помощью топографической карты природной среды. При оценке полученного аэроснимка интересующих структур сначала анализируют их координаты и затем используют. В поле 13 позицией 14 изображено дерево, его интересующие параметры вынесены в поле 15 на экране. Подобраны, например, сорта деревьев, диаметр ствола, длина дерева, а также качество почвы вблизи дерева. Кроме того, предусмотрена передача выреза аэроснимка 16, который при оценке детализируется и собирается вычислительной машиной. FIG. 3 shows the results of the evaluation of visual images of parameters in the context of natural space. In the
Координаты X, Y, Z в природном пространстве могут быть приданы обширным структурам, которые запоминаются, например, вместо определенных представленных параметров и селективно выращиваются. Это могут быть, например, метеорологические, геологические данные или им подобные. Coordinates X, Y, Z in natural space can be attached to extensive structures that are remembered, for example, instead of certain parameters presented and selectively grown. This may be, for example, meteorological, geological data or the like.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP1989/000027 WO1989007240A1 (en) | 1988-01-28 | 1989-01-12 | Large-scale mapping of parameters of multidimensional structures in natural environments |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2044273C1 true RU2044273C1 (en) | 1995-09-20 |
Family
ID=8165366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904830676A RU2044273C1 (en) | 1989-01-12 | 1990-07-26 | Method of making large-scale parameter map of multi-dimensional structure of environment and photographic aeroplane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2044273C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2613735C2 (en) * | 2014-03-05 | 2017-03-21 | Эйрбас Дс Гмбх | Method for detecting placement and location by virtual reference images |
| CN111522360A (en) * | 2020-05-14 | 2020-08-11 | 清远电力规划设计院有限公司 | Banded oblique photography automatic route planning method based on electric power iron tower |
-
1990
- 1990-07-26 RU SU904830676A patent/RU2044273C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Фототехника и наука, N 4, т.34, апрель 1972, с.92-96. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2613735C2 (en) * | 2014-03-05 | 2017-03-21 | Эйрбас Дс Гмбх | Method for detecting placement and location by virtual reference images |
| US9857178B2 (en) | 2014-03-05 | 2018-01-02 | Airbus Ds Gmbh | Method for position and location detection by means of virtual reference images |
| CN111522360A (en) * | 2020-05-14 | 2020-08-11 | 清远电力规划设计院有限公司 | Banded oblique photography automatic route planning method based on electric power iron tower |
| CN111522360B (en) * | 2020-05-14 | 2023-05-05 | 清远电力规划设计院有限公司 | Automatic route planning method for strip-shaped oblique photography based on electric power iron tower |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5555018A (en) | Large-scale mapping of parameters of multi-dimensional structures in natural environments | |
| US8208689B2 (en) | Method for determination of stand attributes and a computer program for performing the method | |
| Raczynski | Accuracy analysis of products obtained from UAV-borne photogrammetry influenced by various flight parameters | |
| JPH03503311A (en) | Enlarged drawing of multidimensional structural parameters in nature | |
| Szabó et al. | Zooming on aerial survey | |
| Nagai et al. | Investigation of the potential of drone observations for detection of forest disturbance caused by heavy snow damage in a Japanese cedar (Cryptomeria japonica) forest | |
| Uribe et al. | Mapping Ancient Battlefields in a multi-scalar approach combining Drone Imagery and Geophysical Surveys: The Roman siege of the oppidum of Cabezo de Alcalá (Azaila, Spain) | |
| Yusoff et al. | Comprehensive analysis of flying altitude for high resolution slope mapping using UAV technology | |
| RU2716477C1 (en) | System for monitoring forest use and forest pathological changes | |
| JP7303658B2 (en) | Method for processing infrared photographic images, apparatus for processing infrared photographic images, and program for processing infrared photographic images | |
| RU2044273C1 (en) | Method of making large-scale parameter map of multi-dimensional structure of environment and photographic aeroplane | |
| Chelmus et al. | Aerial Investigations Corroboration for Archaeology and Monuments | |
| Imam | Aerial Photography and Photogrammetary | |
| AU621584B2 (en) | Large scale ariel mapping | |
| Kwoczyńska et al. | Integration of data obtained from laser scanning and UAV used to develop a 3D model of the building object | |
| Ferreira et al. | The use of a digital surface model with virtual reality in the Amazonian context | |
| Gautam | Direct georeferencing and footprint characterisation of a non-imaging spectroradiometer mounted on an unmanned aircraft system | |
| Gademer et al. | Application of the Extended Ground Truth concept for risk anticipation concerning ecosystems | |
| Um et al. | Imaging Sensors | |
| Dillman | Photointerpretation guide for identifying pines killed by the mountain pine beetle | |
| Lund et al. | Scanned, zapped, timed, and digitized: advanced technologies for measuring and monitoring vegetation diversity | |
| Sánchez-Azofeifa et al. | Experiences in field data collection: In support of land use and land cover change classification in boreal and tropical environments | |
| Ajayi et al. | Wildlife inventory by remote sensing techniques | |
| Uhl | Aerial data acquisition system for earth survey | |
| Krtalić et al. | The AIDSS Module for Aerial, Laboratory and Terrestrial Data Acquisition |