Камеральное дешифрирование

Камеральное дешифрирование заключается в распознавании объектов на снимках в лабораторных условиях, путем сопоставления изображения с имеющимися эталонами и знаниями дешифровщика. Меньшая надежность по сравнению с полевым дешифрированием компенсируется значительно большей экономичностью.

Отличительная особенность подготовительного этапа при ка­меральном дешифрировании — должное внимание к сбору допол­нительных материалов. От знания характера территории и объекта дешифрирования, его связей с компонентами природной среды или объектами хозяйственной деятельности зависит качество результатов дешифрирования. Важны и другие дополнительные ма­териалы. Например, при дешифрировании некоторых объектов, прежде всего элементов гидрографической сети и сельскохозяй­ственной растительности, важно знать дату съемки, особенности метеоусловий года съемки по сравнению со средними многолет­ними данными. Чем разнообразнее собранные съемочные и допол­нительные материалы, тем надежнее результаты камерального де­шифрирования.

Более высокие требования предъявляются при камеральном дешифрировании к качеству съемочных материалов: детальности (разрешению), контрасту. Условием повышения качества резуль­татов камерального дешифрирования служит наличие нескольких типов снимков, полученных в разных участках спектра при раз­личных условиях освещения, в разные сезоны года.

Процесс дешифрирования начинается с просмотра снимков по принципу перехода от общего к частному: сначала общий про­смотр, по возможности стереоскопический, затем изучение мел­коконтурных участков с увеличением. Если используются косми­ческие снимки, при общем просмотре полезно использовать то­пографические карты сопоставимого или несколько более крупного масштаба, что позволяет быстрее распознать основные черты тер­ритории. В результате просмотра должны быть уяснены общая гео­графическая характеристика местности, закономерности природно-территориальных или хозяйственно-территориальных комплек­сов, после чего можно переходить к более детальному анализу.

Дешифровщик сознательно и бессознательно проводит анализ снимков от крупных объектов к мелким, от общих очертаний к со­держанию контуров, от непосредственно видимых объектов к де­шифрируемым по косвенным признакам. Сначала происходит ус­тановление и набор фактов, затем по мере детального знакомства с местностью эти факты систематизируются, распределяются по степени важности, полезности. Далее следуют постепенное «обу­чение» исполнителя и установление новых логических связей. По­этому неоднократное повторение просмотра, возвращение к уже отдешифрированным участкам должно стать правилом при каме­ральном дешифрировании.

Порядок дешифрирования зависит от поставленной задачи, ха­рактера местности, масштаба (детальности) снимков. В горных рай­онах дешифрирование начинается с рельефа, так как от высоты и ориентировки склонов зависит распределение других природных компонентов — растительности, почв, элементов снежно-ледни­кового комплекса. В сильно обводненных районах (дельтах рек, тун­дре) более целесообразно сначала анализировать гидрографическую сеть. Однако начинать дешифрирование с наиболее значи­мых объектов удается не всегда, чаше распознавание начинается с физиономичных.

Физиономичными, т.е. наилучшим образом читаемыми, в раз­личных географических условиях и при разной степени обобщен­ности изображения, зависящей, прежде всего от масштаба (или разрешения) снимков, становятся характерные черты местности. Часто дешифрирование начинается с физиономичных объектов, которые не являются предметом изучения или не входят в содер­жание составляемой карты. Так, при дешифрировании ландшаф­тов анализируется нарезка, т.е. форма в плане сельскохозяйствен­ных полей. Она не имеет отношения к содержанию составляемой карты, но служит косвенным признаком рельефа, которым обус­ловлен характер других компонентов природно-территориальных комплексов. Как следствие, может меняться и порядок дешифри­рования объектов.

Принцип эталонного дешифрирования является основным при камеральном дешифрировании. Чтобы распознать объекты на сним­ке, необходимо знать, какими признаками обладает их изображе­ние. Сформировать эти представления можно, лишь «обучившись» на примере, эталоне. Даже если дешифровщик не пользуется ни­какими дополнительными материалами, он сравнивает изображе­ние на снимке с образами, сформировавшимися у него ранее при дешифрировании других снимков, и, находя сходные признаки, относит объекты на снимке к тому или иному классу. По такому же принципу работают алгоритмы классификации при автомати­зированном дешифрировании; эталоны при этом называют обуча­ющей выборкой.

В качестве эталонов могут использоваться специально подготов­ленные аэроснимки, карты части территории, как правило, темати­ческие и более крупного масштаба, чем дешифрируемые снимки, и результаты целенаправленно выполненных полевых работ.

Способ камерального дешифрирования с использованием в ка­честве эталонов отдешифрированных в поле аэроснимков первона­чально был разработан и применялся при топографическом карто­графировании малообжитых труднодоступных районов страны. Он состоит в следующем. В поле с большой полнотой и детальностью дешифрируются отдельные снимки или их группы на ключевых, типичных для данной территории участках. Эти снимки служат эта­лонами и используются как основной источник сведений о дешифровочных признаках тех или иных объектов и местности в целом.

В практике топографического дешифрирования при создании эталонов приняты два подхода к их содержанию. На эталоне признаков выделяются участки и отдельные объекты, имеющие от­личный от других характер изображения. Они опознаются на мес­тности и обозначаются условными знаками или их комбинациями. В сопроводительном описании указываются их дешифровочные признаки, связи между изображением и сущностью объектов, ко­торые непосредственно видны на снимках.

Эталон содержания — это снимок, полностью отдешифрированный в принятой системе условных обозначений, представляю­щий конечный результат дешифрирования. Такие эталоны служат не только образцом признаков, по которым распознаются объек­ты, но и образцом передачи содержания будущей карты с помо­щью картографических обозначений.

При географическом дешифрировании типично использование в качестве эталонов материалов специально выполненных полевых наблюдений. На ключевых участках или маршрутах собирается вся необходимая информация: описания, измерения, отбор образцов; на снимке или карте фиксируется местоположение эталонных учас­тков. Например, при картографировании растительности в описа­нии дается перечень всех встречающихся видов и доля каждого из них в растительном покрове, аспект доминирующих видов расте­ний, проективное покрытие, цвет и увлажненность почвы. Иногда в программу таких работ включаются измерения коэффициентов спек­тральной яркости объектов, подлежащих распознаванию на снимках.

В практике картографирования с применением аэрокосмиче­ских снимков разработаны системы эталонирования, основанные на постепенном переходе от наземных наблюдений к съемкам в несколько «этажей», на каждом из которых масштаб снимков ста­новится мельче. Например, при инвентаризационном картографи­ровании таежных лесов принята такая схема.

На участках выделов с чистыми насаждениями проводится полевая таксация, определяются размеры деревьев, сомкнутость крон. На втором ярусе участки чистых выделов площадью не более 1—2 км², включающие выделы, на которых проведена таксация, фотографируются с вертолета в масштабе 1:500—1:1000. Снимки подвергаются стереофотограмметрической обработке и дешифри­руются. Они служат эталонами при дешифрировании спектрозональных снимков в масштабе 1:25 000—1:30 000, полученных в ре­зультате площадной съемки участков размером в одну - две трапе­ции топографической карты.

Отдешифрированные снимки служат эталонами при дешиф­рировании аэроснимков масштаба 1:50 000—1:70 000. На этом ярусе выполняется не площадная съемка, а маршрутная. Маршруты про­кладываются по всему картографируемому участку. На последнем «этаже» космический спектрозональный или многозональный сни­мок дешифрируется с использованием в качестве эталонов отдешифрированных снимков мелкомасштабной аэросъемки. Такая схе­ма позволяет определять преобладающую породу, полноту насаж­дений и три группы возраста (молодняки, средневозрастные и приспевающие).

В случае камерального дешифрирования космических сним­ков в качестве эталонов наряду с аэроснимками используются круп­номасштабные карты: при дешифрировании породного состава лесов — планы лесоустройства, при сельскохозяйственном дешиф­рировании — схемы размещения культур на год съемки и т.д. В ре­зультате сопоставления эталонных карт со снимком выявляются признаки объектов на изображении.

Камеральное дешифрирование по эталонам выполняется спо­собом географической интерполяции и экстраполяции. Часто прово­дят экстраполяцию установленных свойств объектов на другие уча­стки с аналогичным изображением. Выбор эталонных участков — важный момент, от которого существенно зависят результаты все­го процесса камерального дешифрирования.

Определенные закономерные связи между компонентами при­родной среды существуют лишь в границах некоторого природно-территориального комплекса. Если выявленные признаки экстраполируются на большую территорию, в пределах которой встречаются не­сколько комплексов, надежность признаков падает. Чтобы обеспечить достоверность и полноту дешифрирования, на подготовительном этапе проводится районирование территории. Эталонные участки выбираются в пределах выделенных районов и в тех же границах экстраполируются выявленные дешифровочные признаки.

Чем полнее и точнее представлены на эталоне изучаемые объек­ты и их свойства, тем достовернее результаты камерального де­шифрирования.

 

 

Лекция №10

 

Вопросы:

 

1. Технологическая схема дешифрирования.

2. Полевое дешифрирование.

3. Камеральное дешифрирование.