Атмосферно-оптические факторы

2.2.3. Из атмосферно-оптических факторов аэросъемки по своему воздействию на формирование дешифровочных свойств аэроснимков выделяются освещенность местности, зависящая от высоты солнца и состояния атмосферы (в первую очередь— облачности), интервал яркостей ландшафтов и явление воздушной дымки.

2.2.4. Для топографических целей аэрофотографирование целесообразно выполнять, когда солнце поднялось над горизонтом более, чем на 15°. При этом освещенность уже приемлема для съемки существующей аппаратурой на современных аэропленках, спектральный состав света мало меняется, а тени не являются непреодолимым препятствием к распознаванию аэрофотоизображения местности.

В случаях, когда очевидно, что существенная ситуация местности будет воспроизведена на аэроснимках в значительной степени затененной, экспозиция при аэросъемке должна даваться с расчетом проработки изображения именно в тенях, поскольку детали в светах «вытягивают» затем при проявлении аэрофильмов (п.п. 2.3.33 и 2.3.34).

2.2.5. Для увеличения эффективности дешифрирования по некоторым территориям целесообразно выполнять воздушное фотографирование при заданной высоте солнца. Так, на залесенных участках с особо ценными насаждениями аэросъемка рекомендуется тогда, когда длина отбрасываемых ими теней примерно равна высоте полога, что позволяет получать теневое изображение крон и стволов без искажений, а следовательно и точно определять в камеральных условиях состав и морфометрические характеристики древостоев. Наоборот, при картографировании безлесных плоскоравнинных участков с микрорельефом зафиксировать его на аэроснимках можно только в случае проведения аэросъемки при низком стоянии солнца и т. п.

2.2.6. Планируя топографическую аэросъемку следует учитывать, что наличие облачности в целом предопределяет снижение контрастов аэрофотоизображения местности и выразительности его структуры, но вместе с тем может и поднять распознаваемость тех участков, которые затенены в ясную погоду.

2.2.7. Использование при аэросъемке облачной погоды в некоторых районах не только допустимо, но для повышения дешифрируемости части объектов — весьма целесообразно, в особенности, когда топографические планы и фотокарты требуются по территориям со значительной концентрацией высоких зданий и сооружений. Поскольку при крупномасштабном аэрофотографировании высота его в ряде случаев не будет превышать 1 —1,5 км, для летносъемочных работ становятся вполне пригодными дни и часы с облачностью не только верхнего яруса, но и среднего. Это обстоятельство при условии применения высокочувствительных аэропленок позволяет вдвое расширить регламентированные возможности аэросъемки в отношении погоды.

Если по технологической схеме изготовления планов на сплошь застроенных территориях должны быть осуществлены разновременные аэросъемки, то одну из них следует проводить именно в облачность для получения бестеневого аэрофотоизображения, а другую — в ясную погоду, чтобы в частности облегчить дешифрирование объектов, лучше распознающихся при передаче на аэроснимках их собственных и падающих теней.

2.2.8. Интервал яркостей ландшафтов неодинаков для разных волн спектра и зависит от состояния земной поверхности. При использовании для аэросъемки длинноволновой части фотографического диапазона этот интервал расширяется, что и обусловливает эффективность топографического применения аэропленок, очувствленных к красным и инфракрасным лучам.

При учете сезонных и эпизодических изменений в облике местности следует прежде всего иметь в виду, что одна и та же поверхность в увлажненном состоянии обладает вдвое меньшей яркостью, чем в сухом и, следовательно, на аэроснимках может быть отображено нежелательное (как правило) снижение оптических контрастов природных образований.

2.2.9. Воздействие воздушной дымки на аэросъемку выражается, главным образом, в сокращении интервала яркостей ландшафтов, а, следовательно, и возможностей четкого раздельного воспроизведения на аэроснимках топографических объектов (особенно темных). Для нейтрализации этого явления летносъемочные работы должны выполняться, когда дымка визуально не воспринимается, а горизонтальная метеорологическая дальность видимости не менее 10 км.

Воздушная дымка сильнее сказывается в коротковолновой части спектра, в связи с чем на аэрофотоаппаратах, как правило, устанавливают светофильтры, отрезающие соответствующие лучи. Однако, при крупномасштабной топографической аэросъемке, когда возможно аэрофотографирование с небольших высот (п. 2.3.9), т.е. в условиях менее интенсивной дымки, светофильтры применять не следует. Это обеспечит лучшую передачу деталей в тенях.

Сезон аэросъемки

2.2.10. Выбор сезона аэросъемки, т.е. наиболее благоприятных применительно к требованиям дешифрирования месяцев теплого полугодья, должен осуществляться исходя из изменений в растительном покрове, состоянии открытых грунтов, снеговой линии в горах и уровня воды в реках и водоемах. При правильном учете сезонных преобразований в облике ландшафтов, наряду с основными чертами в топографии местности, на аэроснимках воспроизводятся и такие её детали, нанесение которых на план при проведении аэросъемки в другое время потребовало бы в процессе дешифрирования дополнительных работ в натуре.

2.2.11. Для застроенных территорий с большим количеством древесно-кустарниковых насаждений на улицах и внутри кварталов требования дешифрирования к постановке аэросъемки носят двоякий характер. С одной стороны, в целях надлежащего воспроизведения на аэроснимках контуров зданий и сооружений, а также передачи ряда малых объектов, аэрофотографирование нужно ставить при отсутствии листвы, в значительной мере закрывающей эти объекты, т.е. в средних широтах — ранней весной или поздней осенью. С другой стороны, для полного показа на топографических планах и в особенности на фотокартах (где детали застройки графическому выделению не подлежат) общего озеленения территории, а также состава и других характеристик насаждений, залет следует выполнять в середине лета.

Если технологией топографических работ двухкратная аэросъемка в данном случае не предусматривается, то компромиссное решение будет заключаться в постановке аэрофотографирования в промежуток времени между началом распускания листьев и до их полного развития у основных здесь древесно-кустарниковых пород.

Для аэросъемки малоозелененных населенных пунктов может быть использован любой месяц теплого полугодья.

2.2.12. На распаханных землях, занятых полевыми культурами, не являющимися объектами топографического дешифрирования, время аэросъемки определяется только требованиями привязки аэроснимков и стереоскопической рисовки рельефа. Наиболее подходящим будет период, когда посевы ещё не взошли или имеют небольшую высоту т.е. весной и в начале лета, а также сразу после уборки урожая, т.е. ранней осенью.

Для участков с техническими культурами черно-белая и цветная натуральная аэросъемка предпочтительнее при наибольшей дифференциации в облике участков, а именно в конце лета — начале осени. При спектрозональной аэросъемке тот же эффект может быть получен в течение всего съемочного периода.

2.2.13. В степных и пустынных районах лучшим временем аэрофотографирования, исходя из особенностей их ландшафтов и атмосферно-оптических условий, являются начало лета и осень. В данные периоды отчетливее выражены различия между луговым травостоем и степной травянистой растительностью, этой последней и пустынными полукустарниками. На соответствующих аэроснимках увереннее дифференцируются солончаки и такыры.

Для территорий в данных районах с однородной ситуацией и без ориентиров в целях обеспечения привязки аэроснимков аэросъемку иногда производят весной. Для дешифрирования она, как правило, неприемлема из-за развития в это время покрова эфемеров и краткосрочного переувлажнения понижений, что создает видимость наличия озер. Постановке аэросъёмки в середине и конце лета здесь препятствует устойчивая пылевая дымка.

2.2.14. В лесных районах выбор сезона аэросъёмки предопределяется характером древостоя, типом применяемой аэропленки и требованиями принятой технологии топографических работ. Смешанные леса применительно к дешифрированию следует снимать при наибольшем различии в облике крон (но обязательно в пределах — не менее полумесяца после появления листвы и не более полумесяца после их пожелтения), а в обеспечение стереофотограмметрических измерений земной поверхности — когда деревья вообще без листвы (или хвои — у лиственницы). Аэроснимки последнего периода для дешифрирования мало пригодны, так как на них трудно распознать породы древостоев, выделы ориентирного значения, поляны, редколесья, гари. Кардинальным решением вопроса в данном случае является разновременная аэросъёмка.

Залет специально для дешифрирования должен выполняться с расчетом, чтобы леса были воспроизведены поздней весной — в начале лета при неполном развитии крон у лиственных, что позволяет разграничивать их с кронами хвойных ло структуре аэрофотоизображения, или поздним летом — в начале осени, когда лиственные деревья фиксируются на аэроснимках более светлым фототоном, чем темнохвойные.

Для лесов средней густоты (между стволами 6—9 м) может быть достаточной одна летняя спектрозональная аэросъемка, которая не только эффективнее для передачи породного состава, но и даёт лучшую просматриваемость земли через древесный ярус (благодаря различиям в цветовоспроизведении между ним и наземным покровом растительности). Для лесов разреженных, а равно и с однородным составом, постановка двухкратного аэрофотографирования также необязательна.

2.2.15. В тундровых и высокогорных районах, снимаемых в крупных масштабах при необходимости обеспечения разработок полезных ископаемых, наилучшим временем для аэрофотографирования является последняя треть лета, когда отчетливее становятся различия в окраске кустарниковой, моховой, лишайниковой и травянистой растительности, уровень воды в тундровых реках отвечает межени, наледи и снежники покрывают наименьшие площади, а снеговая линия в горах занимает наиболее высокое положение.

2.2.16. Сезонные изменения гидрологического режима территорий со значительными реками и водохранилищами предопределяют необходимость конкретизации общих рекомендаций по выбору времени аэросъемки. Основой для этого должны служить данные региональной гидрометрической сети. Если при изучении материалов выявится невозможность согласования сроков аэрофотографирования с одной стороны — долин крупных рек или водохранилищ, с другой — остальной картографируемой площади, то их аэросъемку надлежит выполнять независимо друг от друга.

2.2.17. Аэросъемку речных долин при создании топографических планов, как правило, производят с расчетом, чтобы зафиксированная на аэроснимках береговая линия рек соответствовала урезу воды при среднем из устойчивых низких уровней теплого полугодья. При этом обеспечивается как увязка изображения гидрографической сети в целом по территории, так и возможность дешифрирования сложной ситуации пойменных пространств.

Поскольку у рек разных типов данный период приходится на различные сроки, то соответственно будет изменяться и оптимальное время их аэрофотографирования. Так, для рек с весенним половодьем оно охватывает всё лето (за исключением краткосрочных дождевых подъемов воды), рек с летним половодьем — месяц до или после него, рек с паводочным режимом — промежутки между паводками, зарегулированных рек — период, когда их уровень является средним из устойчивых низких уровней, рек разбираемых на орошение — любое время кроме половодья, с нанесением береговой линии на дату залета по фактическому зеркалу воды или её свежим следам на берегах основного русла.

Иногда аэросъемка одной и той же долины может потребоваться дважды — в межень и половодье, для нанесения границ разлива.

2.2.18. Аэросъемку крупных водохранилищ (и прилегающей местности) производят с расчетом, чтобы береговая линия могла быть показана на топографических планах на тот момент, когда она соответствует уровню нормального подпорного горизонта. На верхнем бьефе одних водохранилищ это имеет место только весной, на других — и летом, или в течение всего теплого полугодья. Нижний же бьеф водохранилища, как правило, снимать весной нельзя, так как его берега затоплены в этот период половодьем.

Следовательно, на разных водохранилищах аэрофотографирование должно выполняться в различное время, причем нередко отдельно выше и ниже плотины.

Часы дня аэросъемки

2.2.19. Выбор часов дня аэросъемки применительно к требованиям дешифрирования должен определяться исходя из атмосферно-оптических факторов и характера топографических объектов территории. В особенности это существенно при крупномасштабном картографировании городов.

Для аэросъемки городов в ясную погоду, в зависимости от их общей планировки, ширины, ориентировки и озеленения проездов, типа строений и т.д., предпочтение следует отдавать:

в одних случаях — утренним и предвечерним часам, когда тени хотя и длинные, но наиболее прозрачные, что в условиях экспонирования аэропленки без светофильтров повысит возможности раздельного воспроизведения малых объектов на затененных участках;

в других случаях— близполуденным часам, когда тени плотные, но зато короткие, что в частности существенно для создания фотокарт.

Аэрофотографирование городских территорий непосредственно в полдень нецелесообразно, так как именно в это время наибольшая повторяемость появления кучевых облаков и наибольшая турбулентность приземного слоя атмосферы (за счет восходящих конвекционных токов нагретого воздуха), что может отрицательно сказаться на резкости аэроснимков.

2.2.20. Для аэросъемки распаханных земель средней полосы, а также равнинных степных, пустынных и тундровых районов практически вполне приемлемы все достаточные по освещенности часы летносъемочного дня.

Предпочтение может быть оказано утренним часам, когда, во-первых, воздушная дымка наименьшая, во-вторых, благодаря наличию длинных теней полнее и отчетливее фиксируются на аэроснимках некоторые контуры, местные предметы и формы микрорельефа поверхности.

2.2.21. Для летносъемочных работ в лесных районах могут быть рекомендованы любые часы дня, кроме утренних и предвечерних со свойственными им значительными тенями, вуалирующими характерные черты структуры аэрофотоизображения ряда насаждений.

2.2.22. В горных районах аэросъемку, как правило, предпочтительнее проводить в близполуденные часы. Однако, может создаться такое положение, при котором не обеспечивается пригодное для дешифрирования изображение сразу обоих склонов, имеющих разнообразную топографическую ситуацию. В подобных случаях следует снимать эти склоны в разные часы, например, один — до полудня, другой— после полудня.

2.2.23. При создании топографических планов на районы морских побережий - выбор часов аэрофотографирования должен базироваться на учете приливно-отливных явлений, как известно, имеющих суточный или полусуточный характер и достигающих наибольшей амплитуды во время полумесячных неравенств.

Как правило, аэросъемку в данных районах надлежит проводить дважды — по площади и отдельным маршрутом вдоль берега. Один из залетов должен соответствовать времени максимального прилива и, тем самым, обеспечивать дешифрирование береговой линии, а другой — максимального отлива для выделения ситуации (и нижней границы) полосы осушки.

ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ АЭРОСЪЕМКИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ДЕШИФРИРОВАНИЮ ПРИ СОЗДАНИИ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАНОВ

Требования к аэрофотоаппаратам

2.3.1. Из параметров топографических аэрофотоаппаратов на дешифрируемости получаемых аэроснимков в наибольшей мере сказываются угол зрения и фокусное расстояние объектива, разрешающая его способность, распределение освещенности и применяемые светофильтры, а также работа затвора, выравнивание аэропленки в плоскость и стабилизация фотографирующей системы в целом.

2 3.2. При аэросъемке городов для постановки дешифрирования определяющую роль в выборе АФА играет тип застройки территории, поскольку перспективное изображение высоких зданий вне центра аэроснимка закрывает значительные площади.

Установлено, что сверхширокоугольные короткофокусные аппараты вообще не приемлемы для картографирования территории с плотной многоэтажной застройкой, так как даже на аэроснимках, полученных АФА с фк = 70 мм, размер участка земной поверхности скрытого под аэрофотоизображением смежного здания может достигать размеров последнего. Не исключено, что будут перекрыты не только прилегающие части улиц и дворов, но и цоколи здании на их противоположной стороне.

Широкоугольные аппараты с фк = 100 мм, исходя из требований дешифрирования, применимы для стереотопографической съемки городов, когда при застройке не выше пяти этажей преобладают достаточно просторные проезды. На получаемых аэроснимках могут быть закрыты участки размером до двух третей от размера зданий.

2.3.3. Для изготовления фотопланов на средние по этажности города должны использоваться нормальноугольные АФА с фк=140 или 200 мм (закрываемая аэрофотоизображением зданий площадь составит, соответственно, до половины или трети от их размеров), а на многоэтажные города — узкоугольные АФА с фк = 350 или 500 мм.

Аналогичные требования предъявляются, когда предстоит изготовление топографических фотокарт.

2.3.4. Если принятой технологией топографических работ предусмотрена аэросъемка города двумя АФА с различными углами поля зрения и разными фокусными расстояниями, то в процессе дешифрирования следует использовать оба комплекта аэроснимков (п.п. 3.3.10— 3.3.12, 3.4.13).

2.3.5. При постановке аэросъемки вне территории городов для целей дешифрирования приемлемо применение тех же АФА, что и для остальных процессов аэрофототопографических работ.

2.3.6. Разрешающей способностью объективов АФА в значительной мере обусловливается возможность воспроизведения при аэрофотографировании как малых топографических объектов, так и отдельных частей крупных объектов, по которым они различаются один от другого.

При выборе для целей дешифрирования того или иного варианта системы аэрофотоаппарат - аэропленка следует учитывать, что из применяемых в настоящее время советских топографических АФА лучшие по разрешающей способности имеют 70 — 90 л/мм в центре поля зрения объектива и 20— 25 л/мм — на краю, а приемлемые, соответственно, от 35—40 до 12—15 л/мм.

Дисторсия (масштабные искажения) современных объективов топографических АФА столь невелика, что её не оценивают в качестве фактора, влияющего на дешифровочные свойства аэроснимков.

2.3.7. Распределение освещенности по полю зрения аэрофотосъемочных объективов, в соответствии с законами оптики, не может быть одинаковым, что выражается на аэроснимках центральным пятном, от которого плотность аэрофотоизображения падает к краям кадра. При выборе условий аэрофотографирования это должно практически учитываться в случае использования широкоугольных АФА. Так, для спектрозональной и цветной аэросъёмок аппаратами с фк = 100 мм и короче, применение выравнивающих оттенителей к объективам является обязательным.

Наряду с оттенителями к объективам рекомендуется также применять бленды, позволяющие уменьшить светорассеяние в аэрофотоаппарате.

2.3.8. Использование при топографической аэросъёмке тех или иных светофильтров принципиально обусловливается географическими особенностями местности и характеристиками аэропленок. Комбинированием разных по типу и кратности светофильтров с различными по сенсибилизации аэропленками обеспечивается получение аэрофотоизображения в лучах избранной зоны спектра, или в широких пределах, но с исключением какой-либо нежелательной отдельной зоны. Светофильтры являются также одним из средств борьбы с воздействием воздушной дымки.

2.3.9. Черно-белую аэросъемку с высот менее 1 км следует производить без светофильтра, от 1 до 3 км — применяя желтый светофильтр средней плотности (ЖС-12), более 3 км — плотный желтый (ЖС-18), спектрозональную аэросъемку со всех данных высот — через этот же светофильтр (т.е. не привлекая оранжевый или красный); цветную аэросъемку с высот менее 1,5 км при практическом отсутствии дымки — без светофильтра, при тех же высотах в условиях слабой дымки и более чем с 1,5 км — только через слабый желтый светофильтр (ЖС-4), что дает возможность избежать неисправимых искажений в натуральной цветопередаче топографических объектов.

2.3.10. От работы затвора АФА дешифровочные свойства аэроснимков зависят самым непосредственным образом и, в первую очередь, от скорости его действия и равномерности цикла экспонирования. При крупномасштабной топографической аэросъёмке наличие аппарата с затвором, имеющим широкий диапазон скоростей, особенно важно, поскольку в условиях аэрофотографирования преимущественно с небольших высот, в зависимости от освещенности и характера местности, могут потребоваться как малочувствительные аэропленки, так и высокочувствительные. Кроме того, применение при экспонировании, в случае необходимости, коротких выдержек позволяет до известной степени нейтрализовать явление смаза аэрофотоизображения, которое даже при установленном допуске в 0,05 мм ведет к уменьшению разрешающей способности аэроснимка в 1,5—2 раза. Современные топографические АФА советского производства дают возможность получать выдержки в пределах 1:70—1:1000 сек.

2.3.11. Выравнивание аэропленки в плоскость производится в современных аэрофотоаппаратах с точностью достаточной для определения тех метрических характеристик, которые требуются при дешифрировании некоторых объектов.

Стабилизация АФА в полете связана с топографическим дешифрированием в том отношении, что необходимые для него плановые аэроснимки с резким и четким аэрофотоизображением местности могут быть получены только при регламентированных малых углах наклона оптической оси съёмочной камеры.

Оснащение части аэрофотоаппаратов стеклами с сетью крестов, воспроизводимых на аэроснимках в целях учета их различных геометрических искажений, делает эти АФА неприемлемыми при аэросъемке для изготовления фотокарт и нежелательными при аэросъемке, используемой для дешифрирования в процессе создания топографических планов на застроенные территории.