Использование материалов аэро- и космических съемок в изысканиях сельскохозяйственного назначения и в экологическом мониторинге

В изысканиях сельскохозяйственного назначения аэро- и космические снимки используют для определения типов почв и границ их простирания в целях составления специальных карт; изучения происходящих в почвенном покрове динамических процессов; изучения естественных кормовых угодий; дешифрирования сельскохозяйственных культур, наблюдение за их развитием, прогнозирование урожайности; обнаружение заболеваний и повреждений растений. Динамические процессы изучают, анализируя материалы периодических съемок. Дистанционное изучение кормовых угодий выполняют с целью получения для общего планирования их эксплуатации и оперативного наблюдения за их состоянием и рациональностью использования. Важнейшей задачей дистанционного изучения сельскохозяйственных культур является прогнозирование их урожайности.

В современных условиях научно-технического прогресса антропогенное воздействие на природные ландшафты приобрело огромные масштабы, создавая реальную опасность нарушения экологического равновесия практически любых территорий.

Масштабы нарушений столь велики и продолжительны по действию, что требуют постоянного наблюдения и контроля за про­цессом с целью принятия решений по разработке мер борьбы с ними, т. е. требуется ведение экологического мониторинга. Тради­ционные методы наблюдения и контроля за состоянием природ­ных и антропогенных ландшафтов достаточно громоздки, требуют участия большого числа специалистов и не в состоянии охватить одновременно значительные территории или следить за развитием процесса в очагах, разбросанных на большие расстояния.

На современном уровне экологический мониторинг можно осуществлять только с помощью аэро- и космических фотосним­ков.

Аэро- и космические фотоснимки являются основным матери­алом, который позволяет получить объективную, не зависящую от человека картину экологического состояния природных и природно-антропогенных ландшафтов. Возможности распознавания, ди­агностики и детальности картографирования находятся в прямой зависимости от природной зоны, в которой развивается негатив­ный процесс, а также от особенностей функционирования техно­логического процесса отрасли (металлообработка, добыча полез­ных ископаемых, сельское хозяйство, транспорт и т. д.).

Учитывая труднодоступность, огромные площади, тяжелые условия для исследователя, целесообразно применение черно-белых космических фотоснимков масштаба 1 : 10 000 000, а на орошае­мых землях — цветных спектрозональных масштаба 1:200 000 с последующим увеличением до необходимых масштабов. Эти материалы позволяют установить наличие негативных процессов и их размеры, а повторные съемки с интервалом в 5... 10 лет дают воз­можность определить динамику процесса, как по площади, так и по содержанию происходящих явлений, а на основе полученных результатов принимать решения по их ликвидации или снижению риска (на государственном или муниципальном уровне).

Основными отрицательными последствиями проживания и хо­зяйственной деятельности человека здесь являются:

интенсивное и непрерывное развитие процессов водной и вет­ровой эрозии, связанное с длительной распашкой земель под зер­новые, овощные, бахчевые и другие культуры без соблюдения в достаточной мере противоэрозионных мероприятий;

деградация пастбищ из-за неумеренного их использования, а иногда и полное их исчезновение вблизи поселений, загрязнение пастбищ, водоемов и грунтовых вод при животноводческих комп­лексах;

захламление отходами жизнедеятельности крупных городов пригородных территорий, приводящее к экологической деграда­ции этих ландшафтов.

Использование аэро- и космических съемок имеет ряд преимуществ:

оперативность получения информации;

объективность информации, т.к. регистрируется фактическое состояние объектов на земной поверхности;

экономическая эффективность получения информации;

возможность регулярных наблюдений за изменениями, происходящими на изучаемой территории.

ЗАДАЧИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФОТОГРАММЕТРИЯ»

1. Вычислить продольное перекрытие снимков (18х18), если длина перекрывающихся частей равна 15 см.

Рх = (lх*100%) / l; Рх = (15см*100%) / l8см=83%

2. Вычислить поперечное перекрытие снимков (18х18), если длина перекрывающихся частей равна 6 см.

Ру = (lх*100%) / l; Рх = (6см*100%) / l8см=33%

3. Вычислить расстояние между маршрутами, если необходимо перекрытие 40%, а аэрофотосъемка производилась в масштабе 1:15 000. Размер снимков 18х18.

Ву = 1у*m(100% - Ру) / 100%;

Ву = 18см*15000(100% - 40%) / 100% = 1620 м

4. Вычислить рабочую площадь снимка по оси У, если поперечное перекрытие 30%.

bу = 1(100% - Ру)/ 100%; bу = 18(100% - 30%)/ 100%=12,6см

5. Вычислить рабочую площадь снимка по оси Х, если продольное перекрытие 60%.

bх = 1(100% - Рх)/ 100%; bх = 18(100% - 60%)/ 100%=7,2см

6. Вычислить непрямолинейность маршрута, если l=1,5 см, L=50 см.

n = 1*100% / L; n = 1,5см*100% / 50см=3 см

7. Вычислить масштаб аэрофотосъемки, если фокусное расстояние съемочной камеры 140 мм, а высота фотографирования 2100 м.

1/m = f/H; 1/m = 140мм / 2100м = 1/15 000

8. Вычислить смещение точки из-за рельефа на плановом аэрофотоснимке, если превышение ее над средней плоскостью 30 м; расстояние до главной точки 75 мм; высота фотографирования над средней плоскостью 1000 м.

δh = rh/H; δh = 75мм*30м/1000м = 2,25 мм

9. Вычислить смещение точки из-за рельефа на плановом аэрофотоснимке, если впадина имеет глубину относительно средней плоскости h= - 70 м; расстояние до главной точки 60 мм; высота фотографирования над этой плоскостью 1000 м.

δh = rh/H; δh = 60мм*(-70м/1000)м = -4,2 мм

10. Рассчитать базис снимка (18х18), если известно, что продольное перекрытие 60%.

bсн = 1х/100%*(100% - Рх%);

bсн = 18см/100%*(100% - 60%) =7,2 см = 72 мм

11. Рассчитать базис фотографирования, если базис снимка 55 мм; 1/m=1/50 000.

Вф = bсн*mзал; Вф = 55 мм*50 000 = 2750 м

12. Рассчитать необходимое количество пленки для фотографирования, если было проложено 8 маршрутов и сделано по 21 снимку в каждом маршруте.

1s = (1х + 1 см)*N; N = K*L;

N = 8*21 = 168 снимков; 1s = (18 + 1 см)*168 = 3192 см = 32 м

(катушка на 60 метров)

13. Рассчитать через какое время должен открываться затвор аэрофотоаппарата, если базис фотографирования 3968 м, а путевая скорость самолета 300 км/ч.

τ = Вф/W; τ = 3968 м/300 км/ч = 3968 м/83,3м/c = 47,6с;

14. Вычислить искажение на снимке из-за угла наклона, если α0=2°; γ=15°; расстояние до главной точки 70 мм; фокусное расстояние100 мм.

δα = - r²/f * sinα*cosφ;

δα = -(70 мм²/100мм * sin2°*cos15φ° = - 1,65м

15. Вычислить масштаб аэрофотосъемки, если фокусное расстояние съемочной камеры 200 мм, а высота фотографирования 1800 м.

1/m = f/H; 1/m = 100мм / 1800м = 1/18 000

16. Определить средний масштаб аэрофотоснимка, если f=100 мм и Н=1700 м.

1/m = f/H; 1/m = 100мм / 1700м = 1/17 000

17. Определить средний масштаб планового аэрофотоснимка, если длины двух отрезков на снимке равны d1 =8,09 см, d2 = 7,06 cм, а на местности. Этим отрезкам соответствуют длины линий D1 =1809,1 м; D2 = 1720,40 м.

1/m1 = d1/D1; 1/m2 = d2/D2

1/m1 = 8,09см/1809,1м = 1/22273

1/m2 = 7,06см/1720,40м = 1/24368

mcр = 1/23320

18. Определить высоту фотографирования, если фокусное расстояние аэрофотоаппарата f=100 мм и масштаб аэрофотоснимка 1:m=1:12 000.

1/m = f/H; H = m* f; Н = 12000*100мм = 1200 м

19. Определить площадь участка местности, изображенного на аэрофотоснимке, если формат снимка 18х18 см, фокусное расстояние аэрофотоаппарата f=120 мм и высота фотографирования Н=1800 м.

Q = (1H/f)²; Q = (18cм*1800м/120мм)² = 7,29 км²

20. Определить радиус полезной площади аэрофотоснимка масштаба

1:20 000, если f=100 мм и h=10 м.

R = 2H/100h; Н=m*f

Н = 20000*100мм=2000м; R=2*2000м/100*10м = 4 см

21. Рассчитать базис снимка (30х30), если известно, что продольное перекрытие 50%.

bсн = 1х/100%*(100% - Рх%);

bсн = 30см/100%*(100% - 50%) =15 см

22. Рассчитать базис фотографирования, если базис снимкам равен 64 мм; 1/m= 1/25 000.

Вф = bсн*mзал; Вф = 64 мм*25 000 = 1600 м

23. Вычислить поперечное перекрытие снимков (30х30), если длина перекрывающихся частей равна 10 см.

Ру = (lх*100%) / l; Рх = (10см*100%) / 30см=33,%

24. Вычислить рабочую площадь снимка по оси х, если продольное перекрытие 70%.

bх = 1(100% - Рх)/ 100%; bх = 18(100% - 70%)/ 100%=5,4см

25. Рассчитать через какое время должен открываться затвор аэрофотоаппарата, если базис фотографирования 1964 м, а скорость самолета 200 км/ч.

τ = Вф/W; τ = 1964 м/200 км/ч = 1964 м/55,5м/c = 35,4с;

26. Построить перспективу отрезков АВ и СД, расположенных в плоскости Т, параллельных линии направления съемки. Сформулировать свойство точки i

27. Построить отрезок перпендикулярный плоскости предмета на пространственном чертеже.

28. Построить проекции двух отрезков, расположенных в плоскости предмета и параллельных линии направления съемки.

29. Построить перспективу отрезка, произвольно расположенного в плоскости предмета.

30. Построить проекции отрезков АВ и ВС, расположенных перпендикулярно плоскости Т.

ЗАДАЧИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФОТОГРАММЕТРИЯ»

(которые будут)

1. Вычислить продольное перекрытие снимков (18х18), если длина перекрывающихся частей равна 15 см.

Рх = (lх*100%) / l; Рх = (15см*100%) / l8см=83%

2. Вычислить поперечное перекрытие снимков (18х18), если длина перекрывающихся частей равна 6 см.

Ру = (lх*100%) / l; Рх = (6см*100%) / l8см=33%

3. Вычислить расстояние между маршрутами, если необходимо перекрытие 40%, а аэрофотосъемка производилась в масштабе 1:15 000. Размер снимков 18х18.

Ву = 1у*m(100% - Ру) / 100%;

Ву = 18см*15000(100% - 40%) / 100% = 1620 м

4. Вычислить рабочую площадь снимка по оси У, если поперечное перекрытие 30%.

bу = 1(100% - Ру)/ 100%; bу = 18(100% - 30%)/ 100%=12,6см

5. Вычислить рабочую площадь снимка по оси Х, если продольное перекрытие 60%.

bх = 1(100% - Рх)/ 100%; bх = 18(100% - 60%)/ 100%=7,2см

6. Вычислить непрямолинейность маршрута, если l=1,5 см, L=50 см.

n = 1*100% / L; n = 1,5см*100% / 50см=3 см

7. Вычислить смещение точки из-за рельефа на плановом аэрофотоснимке, если превышение ее над средней плоскостью 30 м; расстояние до главной точки 75 мм; высота фотографирования над средней плоскостью 1000 м.

δh = rh/H; δh = 75мм*30м/1000м = 2,25 мм

8. Вычислить смещение точки из-за рельефа на плановом аэрофотоснимке, если впадина имеет глубину относительно средней плоскости h= - 70 м; расстояние до главной точки 60 мм; высота фотографирования над этой плоскостью 1000 м.

δh = rh/H; δh = 60мм*(-70м/1000)м = -4,2 мм

9. Рассчитать необходимое количество пленки для фотографирования, если было проложено 8 маршрутов и сделано по 21 снимку в каждом маршруте.

1s = (1х + 1 см)*N; N = K*L;

N = 8*21 = 168 снимков; 1s = (18 + 1 см)*168 = 3192 см = 32 м

(катушка на 60 метров)

10. Рассчитать через какое время должен открываться затвор аэрофотоаппарата, если базис фотографирования 3968 м, а путевая скорость самолета 300 км/ч.

τ = Вф/W; τ = 3968 м/300 км/ч = 3968 м/83,3м/c = 47,6с;

11. Вычислить масштаб аэрофотосъемки, если фокусное расстояние съемочной камеры 200 мм, а высота фотографирования 1800 м.

1/m = f/H; 1/m = 100мм / 1800м = 1/18 000

12. Определить средний масштаб планового аэрофотоснимка, если длины двух отрезков на снимке равны d1 =8,09 см, d2 = 7,06 cм, а на местности. Этим отрезкам соответствуют длины линий D1 =1809,1 м; D2 = 1720,40 м.

1/m1 = d1/D1; 1/m2 = d2/D2

1/m1 = 8,09см/1809,1м = 1/22273

1/m2 = 7,06см/1720,40м = 1/24368

mcр = 1/23320

13. Определить площадь участка местности, изображенного на аэрофотоснимке, если формат снимка 18х18 см, фокусное расстояние аэрофотоаппарата f=120 мм и высота фотографирования Н=1800 м.

Q = (1H/f)²; Q = (18cм*1800м/120мм)² = 7,29 км²

14. Определить радиус полезной площади аэрофотоснимка масштаба

1:20 000, если f=100 мм и h=10 м.

R = 2H/100h; Н=m*f

Н = 20000*100мм=2000м; R=2*2000м/100*10м = 4 см

15. Рассчитать базис фотографирования, если базис снимкам равен 64 мм; 1/m= 1/25 000.

Вф = bсн*mзал; Вф = 64 мм*25 000 = 1600 м