4. Генерализация аэрокосмического изображения

С изменением масштаба снимка происходит обобщение изображения, следовательно, изменяется и его дешифруемость. Решение задач генерализации при переходе от снимка к карте, а также разработка проблем автоматизации дешифрирования требуют знания тех закономерностей, которым подчиняется обобщение изображения при переходе от масштаба к масштабу.

Генерализация изображения на аэрокосмических снимках включает геометрические и тоновое обобщение рисунка изображения.

Генерализация изображения зависит от факторов:

- технических (масштаб и разрешение снимков, метод и спектральный диапазон съемки);

- природных (влияние атмосферы, особенности территории).

В результате такой генерализации изображение многих черт земной поверхности на снимках освобождается от частностей, в то же время разрозненные детали объединяются в единое целое, поэтому более четко изображаются объекты высших таксонометрических уровней, крупные региональные и глобальные структуры, глобальные и планетарные закономерности.

В отличие от картографической генерализации, носящей творческий характер, генерализация изображения космических снимков жестко подчиняется физико-техническим законам и управляющее воздействие на нее более ограничено. Оно может быть реализовано путем продуманного выбора средства и параметров съемки (съемочных систем, масштаба, зоны спектра) или преобразования снимков 9увеличения уровней квантования, параметров фильтрации).

Закономерности генерализации изображения космических снимков.

Размер воспроизводимых объектов зависит от их формы и от контраста с окружающим фоном; происходит упрощение формы, обобщение тонов и цветов; черные и белые тона исчезают и заменяются менее контрастными; характерно более быстрое исчезновение темных контуров на светлом фоне, чем светлых на темном фоне. По-разному обобщаются линейные, размытые (диффузные), мозаичные границы и контуры.

Влияние генерализации изображения на дешифруемость космических снимков двойственное: оно может быть положительное и отрицательное.

1) Сильно обобщенное изображение уменьшает возможность высокоточного и детального картографирования по космическим снимкам, в частности – влечет ошибки дешифрирования. Поэтому на практике стремятся к использованию снимков высокого разрешения, а для оценки полноты и достоверности дешифрирования космических снимков прибегают к проверке по аэроснимкам.

2) обобщенность изображения относится к достоинствам снимка:

- позволяет использовать космические снимки для непосредственного составления тематических карт в средних и мелких масштабах без трудоемкого детального многоступенчатого перехода от крупных масштабов карт к мелким, что обеспечивает экономию средств и времени;

- дает преимущества смыслового, содержательного плана (на космических снимках выявляются важные объекты, скрытые на снимках более крупных масштабов).

Сравнение дешифрируемости снимков различных масштабов позволило получить общие закономерности географического обобщения воздушных и космических снимков Земли.

1) Изменение масштаба съемки влечет за собой и изменение рисунка.

2) Одни объекты в силу обобщения отходят на второй план или вовсе не изображаются на снимках, другие становятся основными.

3) Оптимальными масштабами для дешифрирования являются:

- детальные 1: 1 000 – 1: 2 000 – фации;

- крупномасштабные 1: 2 000 – 1: 10 000 – фации;

- среднемасштабные 1: 15 000 – 1: 25 000 – урочища;

- мелкомасштабные 1: 200 000 – 1: 300 000 – группы урочищ;

- сверхмелкомасштабные 1: 1 000 000 – 1: 10 000 000 – ландшафты;

- глобальные 1: 50 000 000 и мельче – географические зоны.

Для количественной оценки степени обобщения контуров существует несколько критериев. Поскольку изображение контура представляет собой извилистую линию с тем большим количеством извилин, чем меньше она обобщена, можно объективно оценивать степень обобщения контура, сравнивая извилистость на разных изображениях.

Коэффициент общей извилистости (по Н.М. Волкову) подсчитывается по формуле:

K₁ = L / D,

где D – длина прямой линии между точками А и В; L – длина извилистой линии между этими точками.

K₂ = l / d ,

где l – средняя длина дуг извилин; d –средняя длина хорд.

Коэффициент изменения площадей при переходе от масштаба к масштабу равен:

K_s = S₁/ S₂

Линейные резкие контуры при переходе к снимкам более мелкого масштаба изменяют длину крайне незначительно. Существенно укорачиваются длины контуров, проведенные по мозаичным границам (от 30 до 50% длины). В соответствии с этим уменьшается коэффициент общей извилистости, чем меньше, тем извилистее сам контур.