Фотограмметрия и дистанционное зондирование
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Геодезия. Картография
Издательство:
Российский университет транспорта
Автор:
Ниязгулов Урал Давлетшиевич
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 451
Дополнительно
Изложены основы получения информации о поверхности Земли, об объектах на ней и явлениях дистанционными методами. Рассмотрены современные методы и технические средства дистанционного зондирования земли. Приведены технологии обработки и интерпретации данных дистанционного зондирования для решения задач кадастра недвижимости.
Учебное пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению 21.03.02 «Землеустройство и кадастр», а также может быть использовано магистрами, аспирантами и студентами других специальностей.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)» _________________________________________________ Институт пути, строительства и сооружений Кафедра «Геодезия, геоинформатика и навигация» У.Д. Ниязгулов ФОТОГРАММЕТРИЯ И ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ Учебное пособие Москва – 2018
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)» _________________________________________________ Институт пути, строительства и сооружений Кафедра «Геодезия, геоинформатика и навигация» У.Д. Ниязгулов ФОТОГРАММЕТРИЯ И ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ Учебное пособие для бакалавров направления «Землеустройство и кадастры» Москва – 2018
УДК 55
H 71
Ниязгулов У.Д. Фотограмметрия и дистанционное
зондирование: Учебное пособие. – М.: РУТ (МИИТ), 2018.
– 451 с.
Изложены
основы
получения
информации
о
поверхности Земли, об объектах на ней и явлениях
дистанционными методами. Рассмотрены современные
методы
и
технические
средства
дистанционного
зондирования земли. Приведены технологии обработки и
интерпретации данных дистанционного зондирования для
решения задач кадастра недвижимости.
Учебное пособие предназначено для бакалавров,
обучающихся по направлению 21.03.02 «Землеустройство и
кадастр», а также может быть использовано магистрами,
аспирантами и студентами других специальностей.
Рецензенты:
С.П. Гриднев – профессор кафедры кадастра
недвижимости, землеустройства и геодезии
Воронежского государственного Технического
Университета.
В.С. Миронов – профессор кафедры
«Проектирование и строительство железных
дорог» РУТ (МИИТ).
© РУТ (МИИТ), 2018
ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ .......................................................... 9 ВВЕДЕНИЕ ................................................................. 13 Краткая история развития методов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) ................... 16 Глава 1. Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) ....................................................................................... 23 1.1.Основны дистанционного зондирования Земли. Спектр электромагнитного излучения ................................ 23 1.2. Спектральная отражательная способность объектов ................................................................................. 26 1.3. Классификация съемочных систем ..................... 32 1.4. Основные характеристики съемочных систем .. 34 Глава 2. Фотографические съемочные системы ....... 36 2.1. Основы фотосъемки ............................................. 36 2.2. Понятие о цветной, спектрозональной и многозональной фотографии ............................................... 38 2.3. Основы цифровой съемки .................................... 42 Глава 3. Дистанционные методы съемок ............. 47 3.1. Фотографические съемочные системы............... 47 3.1.1. Кадровые аэрофотоаппараты ........................... 48 3.1.2. Деформация изображения в кадровых аэрофотоаппаратах ............................................................... 60 3.2. Нетопографические аэрофотоаппараты ............. 63 3.2.1. Щелевые аэрофотоаппараты ............................ 63 3.2.2. Панорамные аэрофотоаппараты ....................... 65 3.2.3 Тепловые съёмочные системы .......................... 67 3.3. Нефотографические съемочные системы ......... 69 3.3.1. Кадровые телевизионные системы .................. 70 3.3.2. Сканирующие съёмочные системы ................. 72 3.3.2.2. Радиолокационная съемка ............................. 75 3.3.2.3. Лазерные съёмочные системы ....................... 83
3.4. Цифровые съемочные системы ........................... 90 Глава 4. Понятие о съемке Земли с космоса ........ 93 4.1. Условия получения космических снимков ........ 93 4.2. Отличие космических фотоснимков от аэрофотоснимков .................................................................. 96 4.3. Космические съёмочные системы ............................ 99 Глава 5. Производство аэрофотосъемки ............. 107 5.1. Технические показатели аэрофотосъёмки ....... 107 5.2. Расчет задания на аэрофотосъемку площади ... 113 5.3. Оценка качества результатов аэрофотосъёмки 117 5.4. Особые условия проведения аэрофотосъёмки . 124 застроенных территорий ............................................. 124 Глава 6. Основные сведения по теории линейной перспективы ....................................................................... 126 6.1. Понятие о проекциях .......................................... 126 6.2. Элементы центральной проекции ..................... 128 6.3. Перспектива точки, расположенной ................. 133 в предметной плоскости ........................................... 133 6.4. Теорема Шаля ..................................................... 134 6.5. Эпюры .................................................................. 135 6.6. Системы координат ............................................ 138 6.7. Перспектива отрезков прямых, расположенных в предметной плоскости ........................................................ 139 6.8. Построение в предметной плоскости соответственной линии по перспективе ........................... 141 6.9. Масштаб перспективы ....................................... 143 6.10. Перспектива угла .............................................. 147 6.11. Перспектива отвесной прямой. ....................... 149 Нахождение плоскости плана и построение его по перспективе.......................................................................... 149 Глава 7. Фотограмметрическая обработка материалов аэро- и космических снимков ................... 153 7.1.Принципы фотограмметрии ............................... 153 7.2. Геометрические особенности аэроснимков ..... 156
7.3. Системы координат, используемые в фотограмметрии .................................................................. 162 7.4. Элементы ориентирования одиночного аэроснимка ........................................................................... 163 7.5. Зависимость между координатами точек горизонтального аэроснимка и местности ....................... 166 7.6. Зависимость между координатами точек наклонного и ........................................................................ 167 горизонтального аэрофотоснимков ......................... 167 7.7. Зависимость между координатами наклонного аэрофотоснимка и местности ............................................. 170 7.8. Геометрический анализ аэрофотоснимка ......... 171 7.8.1. Смещение точек на аэрофотоснимке, вызванное влиянием наклона снимка .................................................. 171 7.8.2. Искажение масштаба аэрофотоснимка за его угол наклона ........................................................................ 175 7.8.3. Смещение точек аэроснимка вследствие влияния рельефа местности ............................................... 177 7.8.4. Искажение масштаба аэроснимка вследствие влияния рельефа местности ............................................... 179 7.8.5. Анализ аэроснимка. Элементы ориентирования ................................................................... 181 7.8.6. Связь координат соответственных точек ...... 183 аэроснимка и местности ............................................ 183 7.8.7. Изменение масштаба аэроснимка вследствие влияния угла наклона ......................................................... 185 7.8.8. Смещение точек аэроснимка вследствие влияния угла наклона ......................................................... 191 7.8.9. Искажение направлений на аэроснимке вследствие влияния угла наклона ...................................... 195 7.8.10. Искажение площади контура на аэроснимке вследствие влияния угла наклона ...................................... 199 7.8.11. Изменение масштаба аэроснимка вследствие влияния рельефа местности ............................................... 202
7.8.12. Смещение точек аэроснимка вследствие влияния рельефа местности ............................................... 206 7.8.13. Искажение направлений на аэроснимке вследствие влияния рельефа местности ........................... 209 7.8.14. Искажение площади контура на аэроснимке вследствие влияния рельефа местности ........................... 212 7.8.15. Совместное влияние угла наклона и рельефа местности на геометрические свойства аэроснимка ....... 216 7.9. Трансформирование аэроснимков .................... 222 Глава 8. Стереоскопические методы съемки ..... 230 8.1. Основы стереоскопических измерений ............ 230 8.2. Способы стереоскопических измерений .......... 239 8.3. Геометрическая модель местности ................... 242 8.4. Элементы ориентирования пары аэроснимков 245 8.5. Аналитическое определение элементов взаимного ориентирования ................................................ 247 8.6. Внешнее ориентирование модели ..................... 253 8.7. Зависимость между превышениями точек и разностями продольных параллаксов ............................... 257 8.8. Стереотопографические методы съемок .......... 262 8. 9. Цифровая обработка изображений .................. 266 8.9.1 Понятие об изображении ................................. 266 Глава 9. Теория и алгоритмы фотограмметрической ...................................................... 303 обработки цифровых изображений .......................... 303 9.1 Алгоритм подготовки исходной информации и внутреннего ориентирования изображений ..................... 303 Подготовка исходной информации ......................... 303 9.2 Алгоритм взаимного ориентирования изображений и построения стереоскопической модели . 311 9.3 Алгоритм внешнего ориентирования снимков и построения геометрической модели местности ............... 318 Алгоритм внешнего ориентирования одиночного снимка .................................................................................. 318
9.4. Понятие о фототриангуляции ............................ 332 Глава 10. Наземная фотограмметрическая съемка .................................................................................. 339 10.1. Понятие о наземной фототопографической съемке ................................................................................... 339 10.2. Фототеодолитный комплект ............................ 343 10.3. Производство наземной фототопографической съемки .................................................................................. 346 Глава 11. Дешифрирование материалов аэро- и 350 космических съемок ................................................ 350 11.1. Дешифрирование – процесс получения семантической информации со снимков .......................... 350 11.2. Классификация дешифрирования ................... 351 11.3. Визуальный метод дешифрирования .............. 354 11.4. Материалы съемки, используемые при визуальном дешифрировании ............................................ 358 11.5. Дешифровочные признаки, используемые при визуальном дешифрировании ............................................ 360 11.6. Генерализация информации при дешифрировании ................................................................. 368 11.7. Технические средства, используемые при визуальном дешифрировании ............................................ 370 11.8. Технологии визуального дешифрирования ... 372 11.9. Досъемка не изобразившихся на снимках объектов при дешифрировании ......................................... 375 11.10. Способы определения положения построек на дешифрируемых снимках при инвентаризации земель .. 380 Глава 12. Дешифрирование аэро- и космических снимков для создания кадастровых планов и карт ... 387 12.1. Задачи и содержание кадастрового дешифрирования снимков .................................................. 387 12.2. Объекты дешифрирования при создании базовых карт земель масштаба 1:10 000 - 1:25 000 и их признаки ............................................................................... 388
12.3. Требования к качеству дешифрирования для создания кадастровых планов и карт. ............................... 401 Генерализация информации ..................................... 401 12.4. Подготовительные работы при дешифрировании снимков для создания кадастровых планов и карт ....................................................................... 402 12.5. Технология дешифрирования и контроль результатов .......................................................................... 406 12.6. Дешифрирование снимков поселений для целей кадастра и инвентаризации земель .................................... 410 12.7. Условные знаки, применяемые при дешифрировании снимков населенных пунктов, нормы генерализации и требования к точности результатов дешифрирования ................................................................. 418 12.8. Выбор съемочной системы и условий съемки для выполнения дешифровочных работ при составлении кадастровых карт и планов ................................................ 419 12.9. Понятие о машинно-визуальном методе ........ 424 дешифрирования ........................................................ 424 12.10. Понятие об автоматизированном методе дешифрирования ................................................................. 430 Приложение 1 ........................................................... 442 Литература ................................................................ 450
ПРЕДИСЛОВИЕ Создание кадастра недвижимости, земельно-учетные работы и природоохранные мероприятия требуют регулярного получения разнообразной и качественной информации о земной поверхности и объектах недвижимости на ней. Основой получения такой информации в настоящее время служат материалы аэро- и космических съемок. Материалы аэро- и космических съемок используются при решении многообразных задач изучения объектов недвижимости, земной поверхности и т. д. По снимкам, полученным с воздушных или космических носителей, изготавливаются карты и планы, используемые в земельном кадастре и землеустройстве. По снимкам определяются геодезические координаты изобразившихся точек местности, границы изучаемых объектов, их принадлежность к соответствующему классу, а также их качественные характеристики. Точность решения этих задач в значительной степени зависит от величины геометрических деформаций используемых снимков и искажений яркостей изображённых объектов при выполнении съёмки. Материалы дистанционного зондирования Земли находят все более широкое применение при ведении государственного земельного кадастра, кадастра недвижимости и мониторинге земель. Это обусловлено, вопервых, относительной дешевизной обследования единицы площади дистанционными методами по сравнению с наземными, особенно при обследовании значительных территорий. Во-вторых, при дистанционном зондировании отсутствует непосредственный контакт между объектом исследования и техническими средствами, производящими измерения различных характеристик объекта, что обеспечивает неизменяемость объекта при обследовании.