Аэрофотосъемка виды съемок. Аэрофотосъемка, аэроснимки местности, виды воздушного фотографирования и аэроснимков местности. Аэрофотосъемка с беспилотных самолетов

На вопрос о том, что такое аэрофотосъемка ВикипедиЯ отвечает следующим образом:
Аэрофотосъёмка - фотографирование территории с высоты от сотен метров до десятков километров при помощи аэрофотоаппарата, установленного на атмосферном летательном аппарате (самолёте, вертолёте, дирижабле и пр. или их беспилотном аналоге).

Про , а также о появлении первых Вы можете А пока же остановимся на том, как в современном мире происходят процессы аэрофотосъемки, какие используются летательные аппараты для съемки фото с высоты, какая съемочная техника применяется.

Упомянем лишь вкратце, что первые аэрофотоснимки появились еще в XIX веке. В качестве летательных аппаратов тогда использовались воздушные шары и воздушные змеи. Причем воздушные шары для аэрофотосъемки применялись как на привязи с земли, так и свободнолетающие с «воздухоплавателем-опрератором» на борту. И лишь позднее стали применяться самолеты для осуществления аэрофотосъемки.

Аэрофотосъемка при помощи самолетов.

Долгое время аэрофотосъемка при помощи самолетов была самым распространенным способом получения фотографий с воздуха. Первые удачнее опыты были проведены еще в на рубеже XIX и XX веков. Наибольшее применение аэрофотосъемка имела тогда в области картографии — аэротопографическая съёмка.
Фотосъемка с самолетов и по сей день имеет большое значение, но ее роль становится все меньше и меньше. На данный момент актуальность аэрофотосъемки с самолетов остается в тех областях, где необходимо получить охват большой площади за минимальное время. Да и в этих задачах все чаще и чаще применяются снимки из космоса. Менее масштабные задачи решаются при помощи вертолетов, парапланов и, все чаще, с беспилотных летательных аппаратов – мультикоптеров и самолетов.

Вертолеты в качестве аппаратов для проведения аэрофотосъемки.

И по сей день является актуальным видом аэрофотосъемки, поскольку вертолет может зависнуть в определенной точке и позволяет получить охват приличной территории за один вылет. В отличии от самолетов, которые чаще используются для получения информационно-технической аэрофотосъемки, вертолеты часто применяются и для художественной и рекламной съемки с воздуха. С вертолетов делают съемку клипов и эпизодов фильмов, снимают рекламные ролики.

Аэрофотосъемка с параплана.

Если сравнивать с вышеприведенными способами аэрофотосъемки, то мотопараплан является наименее затратным способом, зачастую не требующим разрешения на полет, а также способном проводить съемку на малых высотах. К минусам можно отнести то, что параплан не способен зависнуть для проведения, к примеру, продолжительной аэрофотосъемки из одной точки, поэтому сшивка качественных сферических панорам является затруднительной с такого рода аппаратов. Еще одним минусом можно назвать невозможность полетов в городской черте, а также в стесненных условиях — между деревьями, под арками и т.д.

Аэрофотосъемка с беспилотных самолетов.

Является, пожалуй, наиболее простым и менее затратным способом получения малоплощадной техническо-информационной съемки. Подходит для мониторинга территорий с воздуха, аэрофотосъемки с целью получения ортофотопланов местности и тому подобных задач. Из минусов можно обозначить тот момент, что беспилотные самолеты не пригодны для художественной и рекламной съемки, а такее не способны зависать в точке, требуют определенной пложадки для взлета и посадки.

Аэрофотосъемка с мультикоптера.

Наиболее перспективный на данный момент способ получения аэросъемки когда не требуется отснять большие площадные массивы (где самолеты и космические снимки пока вне конкуренции).

Выгодным отличием данного вида аэрофотосъемки является то, что это наименее затратный способ получения аэрофотоматериалов. Стоимость таких услуг все сильнее и сильнее снижается, а возможности аэрофотосъемки с мультикоптеров постоянно увеличиваются. Если раньше для аэрофотосъемки нужно было поднять настоящий самолет или вертолет в воздух (а соответственно согласовать разрешения на полеты, оплатить дорогостоящее топливо и работу пилотов и многое другое), что обходилось в весьма круглую сумму, а также имело массу ограничений по возможностям, то теперь все оборудование для аэрофотосъемки можно привезти в багажнике любого автомобиля! Для подготовки к полетам из транспортировочного состояния требуется не более 10-20 минут, а съемочная команда состоит всего из двух человек — пилота и оператора. В зависимости от объемов и задач аэрофотосъемки стоимость может начинаться от 5 тысяч рублей.

Современные мультикоптеры (квадрокоптеры, гексакоптеры, октокоптеры) обладают весьма сложными современными системами стабилизации, позволяющими удерживать летающий аппарат в точке с погрешностью 0,5 метра по высоте и 1 метр по горизонтали, они способны на автономные полеты по заранее заданным координатам, могут выполнять автоматический возврат на точку старта и автопосадку по команде, либо же в случае потери сигнала управления или же в других нештатных ситуациях. Для взлета и проведения аэрофотосъемки с мультикоптера не обязательно иметь большую взлетно-посадочную площадку, при необходимости взлет и посадку можно производить даже с рук. Также, в отличии от любой другой техники для съемки с воздуха, мультикоптер способен летать даже в закрытых помещениях. А способность зависать в точке позволяет делать множество кадров из этой точки, которые впоследствии можно сшить в

АЭРОФОТОСЪЕМКА , метод съемки подробностей местности путем фотографирования ее с самолета и последующей обработки полученных фотоснимков для перехода к их ортогональной проекции.

Если в результате всей работы получается план местности без выражения рельефа горизонталями, то весь процесс аэрофотосъемки называется контурной аэрофотосъемкой; если получается план с рельефом, выраженным горизонталями помощью применения стереоскопической модели местности, то имеем дело с высотно-стереоскопической аэрофотосъемкой ; если нанесение рельефа производится обычным путем наземной съемки по готовому аэрофотосъемочному материалу контурной аэрофотосъемки, то аэрофотосъемка называется контурно-комбинированной . Высотно-стереоскопическая аэрофотосъемка в настоящее время находится еще в стадии опыта, вынесенного уже из лаборатории в поле, и широкого применения в производстве СССР пока не имеет. Контурно-комбинированная аэрофотосъемка широко применяется взамен земной топографической съемки. Фотографирование с самолета м. б. произведено или при отвесном положении оптической оси объектива или при наклонном. В первом случае имеем дело с плановой аэрофотосъемкой, во втором с перспективной . Как та, так и другая аэрофотосъемка широко применяются в настоящее время в производстве.

Аэрофотосъемка по существу своему дает проекцию снимаемого участка земной поверхности на некоторую плоскость с некоторой точки пространства, имеющей над землей более или менее значительное превышение. Участок земли, имеющий определенную форму, изобразится в проекции (на пластинке) в подобной форме во всех своих частях только в том случае, если оптическая ось объектива в момент воспроизведения снимка была отвесна, если угол крена самолета был равен нулю и если поверхность снимаемого участка представляет собой плоскость (фиг. 1).

Как показывает фиг. 1, в этом случае изображение на аэроснимке ab будет подобно очертаниям участка снимаемой местности АВ. Масштаб аэроснимка в данном случае во всех своих частях будет выдержан, т. е. аэроснимок будет представлять собой, при ориентировании его по странам света, план местности. В данном случае масштаб съемки выразится:

где f - фокусное расстояние объектива, а Н - высота полета. Так, при фокусном расстоянии объектива f=21 см и высота полета 2100 м масштаб съемки будет 1/m= 1/10000. В большинстве случаев конечно таких условий аэрофотосъемки не бывает. На практике местность фотографируется при наклонном положении оптической оси объектива и при некотором угле крена самолета; кроме того, местность не представляет собой плоскости, а имеет некоторый рельеф. Теория перспективы указывает, что при наличии угла наклона оптической оси объектива и при отсутствии крена самолета участок земли, имеющий прямоугольную форму, будет изображаться на аэроснимке в виде трапеции, боковые стороны которой будут растянуты по направлению линии съемки, т. е. в этом случае (при перспективной съемке) масштаб аэроснимка является величиной переменной за исключением направлений, параллельных главной горизонтали снимка (горизонтальная прямая на аэроснимке, проходящая через точку пересечения оптической оси объектива с аэроснимком). При наличии крена самолета явление искажения аэроснимка будет еще сложнее. Для того чтобы при наличии этих двух условий привести каждый снимок к одному масштабу во всех частях, производится трансформирование аэроснимков с помощью специально устроенного прибора - трансформатора . Кроме наклона оптической оси объектива и крена самолета каждый аэроснимок искажается и вследствие рельефа местности. На фиг. 2 показано, что аэрофотокамера запечатлевает на пластинке действительные точки земной поверхности А и В, а не их ортогональные проекции А 0 и В 0 , и чем больше высота h точки над уровневою поверхностью, тем больше сдвиг изображения каждой точки земной поверхности на аэроснимке от ее истинного положения в проекции. Борьба с этим явлением в контурной аэрофотосъемке сводится к использованию лишь ограниченного участка снимка близ его центра; в высотно-стереоскопическая аэрофотосъемка этот вид искажения совершенно устраняется. Т. о. для того чтобы получить плановый аэрофотосъемочный материал, необходимо сфотографировать местность, обработать аэроснимки надлежащим образом (трансформировать), геодезически их ориентировать и смонтировать из них планшеты-фотопланы в общепринятых рамках международной разграфки. В соответствии с такой программой весь сложный аэрофотосъемочный процесс разделяется на ряд самостоятельных технических частных процессов, пронизывающих друг друга общностью работы и стремлением достичь получения фотоплана геодезической точности. Такими процессами являются: летно-съемочный (аэросъемочный) процесс , имеющий своей целью получить с самолета аэроснимки данной части земной поверхности; геодезический процесс , ставящий своими задачами ориентировать аэроснимки по геодезическим данным, нанести рельеф на аэроснимки и создать достаточную геодезическую основу для обработки аэрофотоснимков; фотограмметрический процесс , целью которого является обработка аэросъемочного материала для сообщения ему геодезической точности с достижением одного и того же определенного масштаба; фотографический процесс, являющийся по своему значению в общем аэрофотосъемочном процессе самостоятельным, но обслуживающим предшествующие процессы: при обработке заснятых с самолета фильмов, при печатании с негативов контактных отпечатков , при получении трансформированных снимков и при изготовлении репродукции с готовых планшетов-фотопланов. В силу самодовлеющего значения каждого упомянутого частного процесса в сложном аэрофотосъемочном процессе во главе каждого производственного сектора данного процесса должен стоять особый специалист, во всей полноте отвечающий за ход и результаты специальных работ данного процесса во всем производстве. Работа всех частных процессов при аэрофотосъемке данного определенного участка земной поверхности по заданию должна объединяться общим начальником аэрофотосъемочной партии , который является ответственным за качество как промежуточной, так и окончательной продукции аэрофотосъемочных работ по аэрофотосъемке данного района. Только при такой организации возможно достичь высоких по качеству и получаемых своевременно результатов аэрофотосъемочных работ.

Контурно-комбинированная аэрофотосъемка . Перед исполнением работ летно-съемочного процесса составляют летную карту, которая по своему существу представляет обыкновенную топографическую карту, на которой выделены (подняты) ориентировочные предметы, т. е. такие, которые м. б. хорошо видимы с самолета. На летной карте намечаются маршруты полетов с таким расчетом, чтобы каждый последующий маршрут перекрывал предшествующий на некоторый процент площади аэроснимка; это перекрытие называется поперечным перекрытием . Летная карта с маршрутами тщательно изучается летчиком и аэросъемщиком.

Летно-съемочный процесс . Имея летную карту, летчик на самолете с установленным на нем фотоаппаратом набирает требуемую масштабом аэросъемки высоту, после чего он воспроизводит в воздухе полет по намеченным маршрутам в то время, как находящийся в кабинке аэросъемщик производит аэросъемку местности аэрофотоаппаратом-автоматом. В каждом маршруте произведенный аэроснимок перекрывает предшествующий снимок на некоторый процент площади аэроснимка (продольное перекрытие ). Процент поперечного и продольного перекрытий дается с таким расчетом, чтобы можно было произвести последующую обработку аэроснимков. Процент продольного и поперечного перекрытий колеблется в пределах 25-60%. Имеются разнообразные системы аэрофотоаппаратов. Для примера на фиг. 3 дана схема аэрофотоаппарата автомата Цейсса RMK.

Основными частями фотоаппарата RMK служат камера В, кассета А и трубчатая установка Z. Камера снабжена объективом Tessar с фокусным расстоянием 18 см и секторным затвором. При помощи специального приспособления скорость движения затвора можно изменять в пределах 1/80-1/250 сек., что дает возможность вести аэрофотосъемку с совершенно определенным процентом продольного перекрытия аэроснимков. Кассета заряжается пленкой на 460 снимков размером 13x18 см. Она снабжена металлической пластинкой, по всей поверхности которой имеются узкие отверстия; во время воспроизведения каждого аэроснимка пленка через эти отверстия присасывается к плоской поверхности пластинки. После воспроизведения каждого аэроснимка присасывание прекращается, и освободившаяся пленка перематывается с одного ролика на другой на величину одного аэроснимка. Работа присасывающего и перематывающего механизмов строго согласована с работой затвора, и при этом все описанные действия производятся автоматически. Система амортизации совершенно устраняет влияние вибраций самолета, происходящих от действия винтомоторной группы, на работу аэрофотоаппарата. Возможность вращения камеры около вертикальной оси и методы наблюдения за работой аэрофотоаппарата совершенно устраняют возможность диагонального и зигзагообразного перекрытия аэроснимков. В последней модели аэрофотоаппарата RMКG-11 является возможным менять конусы вместе с объективом и затвором. Смена конусов производится очень легко, при этом все качества точной юстировки аппарата сохраняются. В комплекте аэрофотоаппарата имеются четыре конуса с объективами в 13,5; 21; 30 и 50 см.

Производственный эффект аэрофотосъемки для примера виден из следующего расчета времени, необходимого для заснятия площади в 5000 км 2 в масштабе 1/10000. Покрываемая одним снимком площадь на местности равна площади аэроснимка, умноженной на квадрат знаменателя численного масштаба: Q=qm 2 . Принимая во внимание площадь одного аэроснимка q= 13x18 = 234 см 2 , получим на местности площадь аэрофотоснимка: Q= 234·108 = 2,34 км 2 . Предположив, что полезная площадь использования аэроснимка равна 1/8 его, т. е. 80 га, получим необходимое количество снимков на покрытие всей площади 5000 км 2 , n = P/p= 500000/80 = 6250 снимков. В один полет самолета продолжительностью в 4 часа можно заснять 600-800 снимков; отсюда получаем, что для заснятия 5000 км 2 в масштабе 1/10000 необходимо около 10 летных часов. Таков производственно-количественный эффект аэрофотосъемки. Во время полета летчик должен стремиться к тому, чтобы высота полета самолета не колебалась, что ведет к лучшему соблюдению постоянства масштаба аэрофотосъемки, чтобы крен самолета был наименьший, что ведет к приближению оптической оси объектива к вертикальному ее положению, и чтобы самолет по возможности точно летел по намеченным линиям проектированных маршрутов, что ведет к исключению возможности прорывов (дыр) в сплошном покрытии снимаемой части земной поверхности. После каждого аэросъемочного полета фильм тотчас же проявляется, сушится и с него печатаются контактные отпечатки, которые нумеруются соответствующим образом. Летно-съемочный процесс заканчивается составлением накидного монтажа из полученных аэроснимков; для этого аэроснимки накалываются на вертикальный щит в том последовательном порядке, как они воспроизводились в воздухе, по общим точкам, имеющимся на них в местах продольного и поперечного перекрытий. Накидной монтаж имеет своим назначением удостовериться в том, что нет никаких прорывов (дыр) в покрытии аэросъемкой и что заданное перекрытие всюду соблюдено; в случае обнаружения дыр или недостаточного перекрытия аэросъемщику дается задание на покрытие их в ближайший следующий полет.

Геодезический процесс . Контактные отпечатки содержат целый ряд искажений, происходящих вследствие изменения высоты полета, существующего крена самолета во время съемки, рельефа местности. План местности можно получить из аэрофотоснимков только после предварительных геодезических (геодезический процесс) и оптико-механических (фотограмметрический процесс) действий. Если снимаемая местность совершенно не обеспечена геодезической основой (триангуляцией), то создается изолированная сеть II класса с последующим заполнением ее пунктами III класса . Обыкновенно эти чисто геодезические действия производят перед аэрофотосъемкой. После летно-съемочного процесса точки геодезической основы опознаются на аэроснимках. В виду того что пункты III класса отстоят друг от друга на расстояниях 6-8 км, сеть III класса сгущают до пределов, необходимых для принятой в данном случае системы фотограмметрических работ. Необходимо иметь при трансформировании по четыре геодезических точки на каждый трансформируемый аэроснимок. Если их не хватает, то на местности выбираются дополнительные фотограмметрические точки, которые привязываются к пунктам геодезической основы элементарными геодезическими приемами: теодолитными ходами, увязываемыми между геодезическими пунктами, прямыми и обратными засечками теодолита или графически - на мензуле. Фотограмметрические точки выбирают на местности такие, которые легко опознать на аэроснимке. Параллельно, руководствуясь имеющимися контактными отпечатками, выбираются на местности дополнительные точки, необходимые для последующей работы по нанесению рельефа. Эти точки также привязываются к точкам геодезической основы - в плане и по высоте. Заключительным действием геодезического процесса является нанесение рельефа местности в горизонталях на репродукции законченного планшета-фотоплана. При нанесении рельефа руководствуются имеющимися на планшете-фотоплане точками с высотными отметками; фототени помогают разбираться в формах рельефа; в случае необходимости в некоторых точках стояния берутся дополнительные реечные высотные точки в наиболее затруднительных местах. Опыт показывает, что нанесение рельефа на готовые планшеты-фотопланы происходит в 4-5 раз скорее, чем при мензульной инструментальной съемке. В некоторых случаях горизонтали наносятся на контактные отпечатки.

Фотограмметрический процесс . Для придания аэросъемочному материалу значения планового материала определенного масштаба производится трансформирование аэроснимков. Для целей трансформирования служат проекционные оптические приборы - трансформаторы . Сущность трансформирования заключается в том, что негативы с наколотыми на них точками геодезической основы и фотограмметрическими точками поодиночке вкладываются в фонарь трансформатора и через них пропускают сильный свет, падающий на экран трансформатора, на котором положен планшет (или выкопировка из него) с нанесенными точками геодезической основы и фотограмметрическими точками. Движением частей трансформатора изображения наколов геодезических и фотограмметрических точек на негативе совмещаются с соответствующими точками на планшете; затем вместо планшета на экран кладется светочувствительная бумага, на которой воспроизводится трансформированный снимок. Чтобы это воспроизведение было отчетливым при условии непараллельности негатива и плоскости его изображения на экране, существует два пути: 1) принцип оптического сопряжения плоскостей, 2) принцип диафрагмирования. Русская аэрофотограмметрия пользуется тем и другим методами. К типу приборов, работающих по первому принципу, относится трансформатор «Luftbild», схема которого изображена на фиг. 4.

Он сконструирован для проектирования аэроснимков при помощи проектирующего пучка лучей, неподобного тому пучку, который существовал в момент аэросъемки. Такой носит название трансформатора II рода. Трансформатор «Luftbild» предназначен для трансформирования аэроснимков, заснятых при угле наклона к горизонту >10° аэрофотоаппаратами, имеющими объектив с фокусным расстоянием 180- 200 мм. Его главная отличительная особенность - кинематическая связь, установленная между плоскостями экрана Е, негатива N и главной плоскостью объектива О т. о., что при всех возможных перемещениях частей прибора указанные три плоскости всегда пересекаются по некоторой постоянной прямой. Вследствие этого, если на экране получено в фокусе изображение хотя бы одной лишь точки снимка, то и все прочие точки без всякого диафрагмирования получаются на экране в фокусе. Недостатком этого трансформатора является несистематизированность его работы. При совмещении изображений точек негатива с точками планшета можно после совмещения первых двух совместить третью, совмещать четвертую и потерять всю предыдущую наводку, т. к. каждое новое движение влияет на прежнее совмещение. Наводка благодаря этому кропотлива и требует много времени, большой практики и сноровки даже при работе весьма квалифицированного фотограмметриста. Представителем другого типа трансформаторов с наводкой резкости изображения посредством диафрагмы является трансформатор П. П. Соколова. Этот трансформатор спроектирован для трансформирования аэроснимков при помощи проектирующего пучка лучей, подобного тому пучку, который был в момент аэросъемки местности. Такие трансформаторы получили название трансформаторов I рода . В этом трансформаторе негатив ставится совершенно неподвижно относительно объектива, перпендикулярно к его оптической оси на расстоянии, равном главному фокусному расстоянию той аэрофотокамеры, снимки которой подлежат трансформированию. Особая система кинематической связи экрана-диска с фонарем допускает совершенно правильную последовательную наводку и не сбивает точек негатива и экрана, уже совмещенных предшествующими движениями, при новых движениях. Конечно при этом условии приходится жертвовать оптической сопряженностью, но выигрываемые этим преимущества камеры П. П. Соколова представляют большую ценность. Наводка продолжается всего 2-3 мин. и доступна среднему фотограмметристу. Минусом этого прибора является наводка резкости при помощи диафрагмирования, что ведет к значительной потере света. Для трансформирования каждого аэроснимка необходимо иметь четыре точки, геодезически определенные, что требует значительных полевых измерительных работ. С целью их уменьшения и, следовательно, удешевления стоимости всей аэрофотосъемочной работы разработан своеобразный метод фототриангуляции. Этот способ дает необходимое количество дополнительных к геодезической основе фотограмметрических точек камеральным, а потому и наиболее дешевым путем. Существо его заключается в том, что на негативах накалывают их центральные точки; затем, имея ряд снимков одного маршрута, перекрывающих взаимно друг друга настолько, чтобы на каждый снимок переходили центры других соседних снимков, при помощи пучка лучей (линий) из каждого центра графически строят общую связанную геометрическую сеть, в которую путем засечек проведенными лучами включают требуемые контурные точки, которые и явятся точками фототриангуляции. При таком методе работы необходимо перекрытие аэроснимков не менее чем на 60%. Трансформированные снимки размещаются на планшетах с нанесенными на них точками геодезической основы и фотограмметрическими точками; эти же точки имеются и на аэроснимках; путем совмещения одноименных точек отдельные аэроснимки монтируются в планшеты-фотопланы в границах рамок международной разграфки; перекрывающие части трансформированных аэроснимков вырезаются по кривым линиям для получения однотонного фотоплана острым ланцетом; после этого снимки наклеиваются на планшет клеем, не дающим деформации бумаги, или сухой наклейкой . На каждом планшете-фотоплане помещаются названия населенных мест, проводятся меридианы и параллели, чертится общепринятая рамка с соответствующими надписями и пр.

Фотографический процесс вкраплен в три остальных процесса; он заканчивается изготовлением репродукции с каждого планшета-фотоплана.

Мелкомасштабная аэрофотосъемка (плановая и перспективная ) в настоящее время уже вышла из стадии лабораторных опытов на путь практического применения. Результаты мелкомасштабной аэрофотосъемки дают материал, близкий к картографическому материалу, который м. б. механически трансформирован на картографическую основу, т. е. на сеть меридианов и параллелей при наличии геодезической основы. Для мелкомасштабной аэрофотосъемки спроектированы многообъективные камеры , при которых фотографирование производится всеми объективами одновременно. При этом одним объективом (центральным) производится плановая съемка, остальными объективами - перспективная. Главные оптические оси последних наклонены на определенный угол, дающий возможность охватить аэросъемкой сразу значительное пространство. При наклонных оптических осях объективов масштаб аэрофотосъемки быстро уменьшается в зависимости от увеличения расстояния снимаемой точки от центрального снимка. Площадь покрытия аэрофотосъемки при масштабе центрального снимка 1: 25000 м. б. доведена до 150 км 2 на один снимок. Специальные трансформаторы дают возможность все аэроснимки многообъективной камеры привести к одному определенному мелкому масштабу и т. о. получить план местности в масштабе, близком к требуемому для данной карты масштабу. Для мелкомасштабной аэрофотосъемки применяются кроме многообъективных камер широкоугольные объективы , а также предложены и испытываются особые приемы работы при помощи специально разработанной аппаратуры.

Высотно-стереоскопическая аэрофотосъемка . Сущность этой аэрофотосъемки заключается в следующем: каждый участок местности, подлежащий аэрофотосъемке, фотографируется два раза с двух концов базиса. Этого можно достигнуть посредством работы двух самолетов, следующих параллельно друг другу на определенном расстоянии и снимающих один и тот же участок, или при помощи одного самолета, воспроизводящего маршруты при условии значительного перекрытия аэрофотоснимков, дающего возможность иметь всегда двойной снимок одного и того же места земной поверхности. В том и другом случаях получаются пары стереоскопических снимков. После их обработки, так же, как и при контурно-комбинированной аэрофотосъемке, каждую пару стереоскопических аэроснимков вставляют в особый прибор - стереопланиграф , который по существу своему представляет сильный стереоскоп. В этом стереоскопе составляется стереоскопическое изображение местности (ее рельефная модель). Эта модель дает возможность срисовывать с нее очертания местных предметов, а также рельеф в виде горизонталей; для этого в стереопланиграфе имеется дополнительное приспособление, дающее возможность, глядя в окуляры стереоскопа, водить особым штифтом по поверхности стереоскопической модели - по контурам и опоясывающим местность горизонталям. Это движение передается с помощью системы зубчатых колесиков и рычагов особому прибору - координатографу , карандаш которого на бумаге передает обводимые очертания модели в виде ортогональной проекции на горизонтальный планшет с геодезической основой. Т. о. в результате высотно-стереоскопической аэрофотосъемки получается обыкновенный вычерченный карандашом планшет без фототеней, выражающий очертания контуров местных предметов и рельеф местности горизонталями, как на планшетах мензульной инструментальной наземной съемки. В производственном отношении в высотно-стереоскопической аэрофотосъемке проводятся те же процессы, что и в контурно-комбинированной аэрофотосъемке, но только фотограмметрический процесс носит иной характер: вместо трансформирования - работа на стереопланиграфе. Методы высотно-стереоскопической аэрофотосъемки в настоящее время находятся в периоде разработки; приборы, применяемые при этом, выписываются из-за границы; они очень дороги, обращение с ними сложно, и работа медленна; поэтому этот метод не имеет пока широкого практического применения в СССР. Между тем контурно-комбинированная аэрофотосъемка в настоящее время в виду ее практических удобств и в частности вследствие возможности быстрого получения планового материала и достигаемой достаточной точности планшетов-фотопланов вошла в практику как могучее средство, вполне заменяющее наземную топографическую съемку.

Применение аэрофотосъемки вытекает из особенностей этого метода и из свойств получаемых при этом результатов, которые заключаются в следующем: 1) Сложности технической части . Каждая аэрофотосъемочная партия включает: а) самолеты , при которых необходимы мастерская мелкого ремонта, безопасные помещения для хранения горючего и масла, посадочная площадка, метеорологическая станция, а в некоторых случаях и полевой ангар; б) аэрофотоаппараты-автоматы с принадлежностями к ним, приборы и инструменты для испытания их частей и мелкого ремонта, темную лабораторию; в) полевую фотолабораторию для негативного и позитивного процессов, запас химикалий, фотобумаги и катушек с фотопленками; г) монтажную - для накидного монтажа, оборудованную экранами; д) помещение для сушки фильмов ; е) чертежную и при ней помещение для хранения геодезических инструментов, чертежных принадлежностей и материалов; ж) помещение для регистрации и хранения негативов, аэроснимков, планшетов с геодезической основой. Кроме того, необходима контора аэрофотосъемочной партии. Явно, что перемещение партии из одного района в другой затруднительно. 2) Быстроте получения съемочного материала в виде контактных отпечатков . Один самолет в один аэросъемочный полет, считая его продолжительность в 5 ч. с набором высоты и спуском, покрывает в масштабе 1:10000 от 200 до 250 км 2 ; такую площадь один топограф может заснять в несколько месяцев. Контактные отпечатки м. б. смонтированы в фотосхемы (фотоплан первого приближения), которые могут служить материалом для разного рода предварительных соображений, потому что они дают полное, хотя и недостаточно точное для инженерных сооружений, изображение заснятой части земной поверхности. Опыт показал, что одна аэрофотосъемочная партия в три самолета с соответствующим числом технического персонала может заснять и обработать в планшеты-фотопланы масштаба 1:10000 от 8 до 10 тыс. км 2 в год при условии, что в снимаемом районе имеется триангуляция II и III классов; в южных широтах аэрофотосъемочная партия может заснять и обработать до 15000 км 2 . Скорость получения окончательных планшетов-фотопланов из контактных отпечатков зависит от количества оборудования (трансформаторы) и наличия достаточного числа лиц технического состава. 3) Возможности пользоваться при инженерных изысканиях промежуточными материалами . Первичный материал в виде контактных отпечатков и смонтированных из них фотопланов первого приближения (фотосхемы) является настолько подробным и близким к действительности материалом, что дает для многих хозяйственных операций и проектирования достаточные основания. Планшеты-фотопланы второго приближения, составленные из отпечатков, приведенных к одному масштабу, получаются быстро вслед за контактными отпечатками и могут служить более точным материалом. В последней стадии обработки получаются точные планшеты-фотопланы. При наземных съемках нет возможности получать такие промежуточные материалы. 4) Возможности заснятия недоступных площадей : болот, плавней, лесных дебрей, тайги, пустынь, горных районов и пр. Все эти элементы местности получаются столь же подробно изображенными на фотопланах, как и пространства, вполне доступные; этого нельзя достигнуть в недоступных районах при наземной съемке. 5) Универсальности содержания фотоплана . На фотопланах запечатлеваются такие подробности местности, которые топограф при наземной съемке отличить и нанести на планшет не в состоянии; план наземной съемки является лишь условным изображением местности, тогда как планшет-фотоплан - натуральным, живым , ее изображением (точной фотографией). Кроме того, при увеличении планшета-фотоплана появляются новые подробности, которые не были замечены в первоначальном изображении. Лесной таксатор, почвовед, геолог, горный инженер и другие специалисты могут найти в одном и том же планшете-фотоплане интересующие их данные о заснятой местности. Иными словами, аэрофотосъемка разрешает вопрос об универсальности планового материала, не разрешимый при наземной съемке . Из этого вытекают случаи применения метода аэрофотосъемки 1) для съемки крупных площадей в кратчайший срок (<5000 км 2); 2) при необходимости быстро получить и применить промежуточные, хотя бы и не высоко точные, результаты аэрофотосъемки; 3) для съемки недоступных пространств; 4) для достижения экономии сил, средств и времени путем получения универсального планового материала, пригодного для нескольких специальностей; 5) при необходимости быстрого получения материала для исправления карт; 6) особенно выгодно применять аэрофотосъемку при съемке крупных населенных пунктов взамен внутриквартальных наземных съемочных работ; 7) для удешевления съемочных работ за счет быстроты их исполнения. Удешевление самих аэрофотосъемочных работ зависит гл. обр. от удешевления летно-съемочной части работ, т. к. она поглощает 40-60% общей стоимости аэрофотосъемки данного крупного участка.

Дешифрирование . Широкое использование фотопланов (всех приближений) требует умения читать их содержание. В этом отношении, как бы ни были высоки по своим качествам результаты аэрофотосъемки, всегда на планшете-фотоплане найдутся очертания, внутреннее содержание которых останется неопределенным для читающего. Восполнение этого недостатка достигается дешифрированием на местности, которое м. б.: а) общетопографическое , имеющее целью уточнить и определить содержание топографических контуров (леса, угодий и пр.), б) специальное , выявляющее особые элементы данной местности (геологическое строение, растительные культуры, горные породы и пр.). Общетопографическое дешифрирование производится одновременно с геодезическим процессом; специальное - может производиться или вместе с обще топографическим или особо отдельными группами специальных дешифровщиков.

Аэрофотосъемка в сельском хозяйстве . Планшеты-фотопланы облегчают и ускоряют определение границ земельных участков, отводимых совхозам, колхозам, фабрикам, заводам и пр., потому что границы отводов (окружные межи) можно проектировать на планшетах-фотопланах по мелким местным предметам, а затем, опознав эти местные предметы на местности, можно между ними провести (пропахать) границы в виде межников. При осуществлении хозяйственного плана живой планшет-фотоплан дает возможность составить себе более подробное представление об угодьях, нежели условный план наземной съемки.

Аэрофотосъемка в лесном хозяйстве . Планшеты- фотопланы (и отдельные отпечатки) дают мозаику контуров, образующихся в лесу вследствие разнообразия возраста леса, пород, густоты насаждения, наличия полян, выгоревших площадей, участков вырубленного леса, бурелома и пр. Все эти контуры м. б. предварительно оконтурены резкими линиями на аэроснимках или планшете-фотоплане, а затем остается найти (опознать) их на местности и заняться таксировкой леса внутри каждого контура; при этом некоторые данные таксации м. б. взяты с аэроснимков или с планшетов и проверены, если надо, на местности. Т, о., пользуясь результатами аэрофотосъемки, лесной таксатор освобождается от медленного процесса отыскивания и съемки контуров внутри леса; он может поэтому всецело заняться своим специальным делом - лесной таксацией по готовому плановому материалу, который в значительной мере облегчает и его прямое дело.

Аэрофотосъемка при съемке городов . После составления путем геодезических действий очертаний проездов и очертаний кварталов города аэрофотосъемка заменяет медленную и кропотливую работу топографов по съемке внутриквартальных подробностей; при этом сокращается процесс увязки внутриквартальных подробностей и отпадают сложные чертежные работы; вкладывание внутриквартальных подробностей в сеть очертаний кварталов, полученных геодезически, производится автоматически с помощью трансформирования. Т. о. аэрофотосъемка при съемке городов упрощает работу и ускоряет ее; при этом надо иметь в виду, что фотографические материалы позволяют кроме планшетов- фотопланов получить и план в туши, вытравив фотографический тон.

Аэрофотосъемка при изыскании дорог . По предварительно составленным фотопланам первого приближения (из контактных отпечатков) удобно составить проект различных вариантов трассы дороги, особенно в гористой местности; таким путем сокращается работа по предварительному изысканию. По наглядным материалам аэрофотосъемки могут быть изучены с достаточной степенью подробности свойства полосы местности по обе стороны трассы. Результаты проектирования по материалам аэрофотосъемки могут быть перенесены (трассированы ) на местность путем опознавания местных предметов, имеющихся на планшете и на местности. В дальнейшем разработка проекта и прокладка дороги пойдут обычным порядком, но совершенно очевидно будут обойдены многие затруднения, с которыми пришлось бы считаться, если бы не было материалов аэрофотосъемки.

Аэрофотосъемка при исследовании рек . Долина реки и особенно дно долины на фотопланах получаются с подробными очертаниями староречий (прежних русел); берега реки и ее долина получают живые очертания; мели и перекаты резко выделяются; все это приводит к тому, что аэрофотосъемка реки дает такие разнообразные подробности ее свойств, которые позволяют судить о режиме реки в ее прошлом, настоящем и вероятном будущем. Такого рода суждений конечно нет возможности произвести по материалам наземной съемки, которая не в состоянии охватить всех подробностей элементов реки.

Аэрофотосъемка в картографии . Если картографический материал получать путем накопления крупно-масштабного планового материала и затем путем сокращения подробностей этого материала и уменьшения его до масштаба данной карты, то это приведет к весьма медленному составлению и изданию карты тем более, что плановый материал за 25-30 лет становится настолько устаревшим вследствие изменений местности под влиянием естественных сил природы и деятельности человека, что оказывается уже непригодным для составления карты, удовлетворяющей современным требованиям, потому что карта в современном представлении должна давать такие данные, по которым может производиться составление проектов разного рода инженерных изысканий и сооружений. Метод аэрофотосъемки дает выход из такого положения, т. к. он включает в себя мелкомасштабную (плановую и перспективную) аэрофотосъемку; оба эти вида аэрофотосъемки, применяемые в сочетании между собой, дают материал, соответствующий требованиям картографии относительно масштаба и содержания подробностей; вместе с тем ускоряется работа, так как каждый аэрофотоснимок охватывает более значительный участок земной поверхности. Для мелкомасштабной (плановой и перспективной) аэрофотосъемки разработана и построена специальная аппаратура, с помощью которой возможно быстро накапливать и обрабатывать аэрофотокартографический материал. Вопрос о составлении оригинальных листов карты сведется посла этого к выбору и построению для каждого листа географической сетки (меридианов и параллелей), к нанесению на эту сетку пунктов геодезической основы (по их широтам и долготам), к вкладыванию аэрофотокартографического материала в географическую сетку с помощью специальных трансформаторов, пользуясь для этого нанесенными на сетку пунктами геодезической основы. Каждый оригинальный лист в дальнейшем подлежит размножению (изданию) в требуемом числе экземпляров. В настоящее время в СССР получил широкое применение на практике метод контурно-комбинированной аэрофотосъемки; метод высотно-стереоскопической аэрофотосъемки в различных видоизменениях находится в стадии широкого опыта, уже вышедшего из лаборатории в поле. Вопрос о применении мелкомасштабного аэрофотокартографического материала к составлению карт разрабатывается лабораторно и несомненно в ближайшем будущем получит широкое практическое распространение, так как все предпосылки для этого уже имеются налицо.

Аэрофотосъемка, как показал опыт, с большим успехом применяется для решения специальных задач: земельной статистики, исследования почв, изучения лугов, геологии, археологии и пр.

Организация фотосъемочных работ . Организация аэрофотосъемки, принимая во внимание новизну аэрофотосъемочного дела, еще не вылилась в твердые формы. Однако практически уже наметилось, что аэрофотосъемочное производство удобнее и правильнее всего сосредоточить в одном Всесоюзном центральном органе. Центральный орган должен действовать в тесной связи, с одной стороны, с центральным геодезическим органом, который должен обеспечивать за счет государства аэрофотосъемочное производство геодезической основой в плане и по высотам, а с другой, с центральным органом гражданского воздушного флота, который должен доставлять специальные самолеты на места работ со всем оборудованием кроме специального оборудования для аэрофотосъемки. Центральный орган аэрофотосъемки высылает на места работ аэрофотосъемочные партии ; если несколько смежных партий загружаются работами на несколько лет, то такие партии м. б. объединены в местный отдел , непосредственно подчиненный центральному органу аэрофотосъемки. Местные отделы также могут высылать от себя аэрофотосъемочные партии. Каждая аэрофотосъемочная партия получает на каждую работу вполне определенное задание в пределах определенной территории, подлежащей аэрофотосъемке; в каждой партии проводятся все четыре процесса аэрофотосъемки, относящиеся к исполнению данного задания: летно-съемочный, геодезический, фотограмметрический и фотографический процессы; часть оборудования партии может находиться на местах работ, где устраивается база аэрофотосъемочной партии , частью партия может пользоваться оборудованием центрального органа или центра местного отдела. Во всяком случае начальник аэрофотосъемочной партии является единственным ответственным лицом за надлежащие подготовку и исполнение работ партии от момента получения задания включительно до момента сдачи работ партии в оконченном виде, как то требуется заданием. Другие формы организации аэрофотосъемки в СССР, в достаточной мере испытанные, дали отрицательные результаты. Каждая аэрофотосъемочная партия подчиняется выславшему ее управлению - центральному или местному .

Работа до выезда партии с места ее формирования в район аэрофотосъемки заключается в следующем: 1) разработке технического задания; 2) составлении технического и календарного плана работ; 3) составлении предварительной сметы для подсчета средств исполнения плана; 4) докладе технического задания, плана и сметы техническому совещанию; 5) укомплектовании партии техническим и административным составом; 6) снабжении партии техническим и хозяйственным имуществом; 7) рекогносцировке района аэрофотосъемки; 8) пробных полетах; 9) составлении плана финансирования партии; 10) составлении плана перевозки партии на базу и обеспечении его исполнения. Каждая аэрофотосъемочная партия состоит из: а) летного отряда в 2-3 самолета с необходимым персоналом, полевым оборудованием, полевым складом горючего и масла; б) аэросъемочного сектора - старший аэросъемщик, аэросъемщики, аэронавигаторы, наблюдатели службы погоды; в) геодезического сектора - старший топограф-фотограмметрист, топографы-фотограмметристы, дешифровщики, чертежники; г) фотограмметрического сектора - старший фотограмметрист, фотограмметристы, фотограмметристы-монтажисты; д) фотографического сектора - старший фотолаборант, фотолаборанты, подручные и е) аппарата управления - конторы партии; в ней конторщик (если надо, то и счетовод), неквалифицированные рабочие, сторожа, уборщики, транспортные средства.

Работа партии в районе аэрофотосъемки : 1) размещение партии; 2) высылка отрядов геодезистов, топографов-фотограмметристов и дешифровщиков; 3) исполнение производственных процессов; 4) увязка всех производственных процессов в техническом отношении и в смысле выполнения календарного плана; 5) общетопографическая, а если надо, то и специальная дешифровка; 6) выдача хозорганам промежуточных результатов аэрофотосъемки согласно заданию и плану; 7) техническая отчетность; 8) поддержание связи старшими в секторах со старшими инженерами центрального органа или с их заместителями в местных отделах; 9) постепенное собирание и представление документов для исполнительной сметы; 10) ведение книг как основы отчетности; 11) постепенное составление ведомости расхода материалов; 12) финансовая отчетность; 13) соблюдение «Инструкций» в отношении условий труда и быта личного состава партии. По окончании и сдаче работ партия расформировывается или в районе работ или в центре. Если работа партии в текущем году не закончена и будет продолжаться в следующем году, то отчетность и делопроизводство заводятся вновь, как бы по новому заданию. Аэрофотосъемочная партия в таком случае м. б. оставлена на своей базе или возвращена в центр или в местный отдел.

Общее заключение . Аэрофотосъемка является видом топографических работ, т. е. представляет собой некоторую часть геодезических работ, исполняемых с целью получения планового и картографического материала данной части земной поверхности; в этом отношении она вполне заменяет наземную топографическую съемку. Роль геодезии в настоящее время весьма сильно изменилась по сравнению с тем, как это было до введения системы социалистического хозяйства. Прежде геодезия привлекалась к делу проектирования и исполнения проектов различных сооружений в качестве вспомогательного практического средства, для решения узкоспециальных задач, строго относящихся непосредственно к данному изысканию или сооружению, например, съемка или нивелировка вполне определенного участка земли, получение цифровых высотных данных для вычисления объема земляных работ, определение границ землевладения, составление плана фактически существующего города или населенного пункта и т. п. Изыскания и сооружения, к которым привлекалась геодезия, обычно характеризовались тем, что по своему существу они были более или менее просты и зависели только от некоторых свойств земной поверхности и недр земли; для ознакомления с этими свойствами было достаточно несложных вспомогательных геодезических действий. В настоящее время проектируемые и исполняемые сооружения сложны в техническом отношении и занимают обширные районы земной поверхности. Эти сооружения м. б. связаны с обширными территориями еще и в том отношении, что могут оказывать на них то или иное вредное влияние. Например, запруда (плотина) большой реки может повести к заболачиванию лугов и других земельных угодий вдали от нее; вновь построенный город может оказаться в невыгодных условиях относительно своего водного хозяйства или в отношении строения находящихся под ним и вокруг него недр земли и т. п. Все это обязывает решать вопрос о топографических свойствах земной поверхности и зависящих от них свойств недр земли на обширных пространствах, чтобы таким путем получить возможность выбора района сооружения, который удовлетворял бы его техническим требованиям и в то же время устранял бы возможность вредного влияния сооружения на территории, близлежащие и более или менее от него удаленные. Ясно, что достижение таких целей обязывает производить всякого рода геодезические изыскания предварительно и на обширных территориях, т. е. до проектирования сооружений и тем более до исполнения разработанных проектов. Если принять во внимание, что топографические свойства земной поверхности (рельеф, расположение контуров и пр.) важны не только сами по себе, но и в том отношении, что по этим данным можно судить и о недрах земли, то станет вполне понятным значение геодезических, в том числе и аэрофотосъемочных (топографических), работ при проектировании и исполнении проектов современных грандиозных сооружений. Теперь геодезия вышла из подчинения требованиям других технических отраслей и призвана к необходимости указывать различным отраслям народного хозяйства на основе своих изысканий те общие пути, которым должны следовать эти отрасли, решая свои задачи. Геодезия обязана не только добыть достаточные материалы для проектирования сооружений и исполнения их проектов, но вместе с тем она обязана предупредить проектировщика и исполнителей проектов о тех последствиях, которые неминуемо будут иметь место в случае нарушения ими выводов геодезии, всегда основанных на наблюдениях, произведенных в натуре, т. е. в живой действительности. Одним из новейших могучих средств к исполнению геодезией ее современной роли является метод аэрофотосъемки, позволяющий в кратчайший срок охватить съемкой обширные участки земной поверхности и получить изображение на фотоплане многих самых разнообразных свойств охваченной аэрофотосъемкой территории.

В настоящее время в интернете быстро растёт популярность инженерного проекта по аэрофотосъёмке местности онлайн. Проект даёт возможность делать сборку ортофотопланов, используя любые дроны, оснащённые камерой, без необходимости применения специализированного программного обеспечения. Краудфандинговая кампания по сбору средств на проект позволила привлечь уже более 2 млн рублей.

Наименованием Made Easy разработчики стараются убедить пользователей, что процесс съёмки с воздуха и обработка результатов не представляют большой сложности. Авторы проекта говорят, что их разработка является крупным шагом в развитии картографии, поскольку упрощает аэрофотосъёмку и составление карт на базе полученных данных.

Новый сервис даёт пользователям возможность с лёгкостью производить загрузку сырых аэрофотоснимков с целью обработки сшитыми аэрофотопланшетами, где имеется географическая привязка, позволяющая применить результаты работы в ГИС-приложениях.

Стоимость существующих технологий создания ортофотопланов посредством аэрофотосъёмки, включающих оборудование, камеры, предполётную подготовку, превосходила финансовые возможности большей части заказчиков.

Разработчики намерены автоматизировать сложную дорогостоящую работу по постобработке аэрофотоснимков, максимально её удешевив. Прокладка маршрута, планирование полёта, обработка снимков и их интеграция с имеющимися картами, для этих работ необходимо обладать знаниями и умениями в самых разных сферах от геодезии до фотограмметрии.

Задумка заключается в создании сервиса, который одновременно может быть легко освоен новичком и по своим техническим параметрам подойдёт специалистам в области ГИС-систем.

Способен лететь ниже и с меньшей скоростью, по сравнению традиционной техникой для аэрофотосъёмки. Это даёт возможность добиться снимков более высокого качества. Все материалы могут собираться и обрабатываться дома с использованием специального портала.

Посредством сервиса Maps Made Easy можно заниматься созданием собственных карт, имеющих точность, многократно превышающую точность Google Maps.

Согласно планам разработчиков сайт предназначен для работы с сырыми снимками, собранные с БПЛА, вертолёта, самолёта, воздушного шара. Обработка основана на фотограмметрии, чтобы искать и стыковать похожие пиксели на разных кадрах. Поэтому не нужен GPS лог выполняемого полёта или координаты центров кадров.

Для проведения обработки в относительной системе координат никакая GPS информация не нужна. Сервис работы с картами берёт за основу только сырые кадры, которые выполнены в различных местах мира.

Вследствие работы сервиса пользователю достаётся готовый сшитый ортофотоплан, который расположен на платформе. При указании ряда опорных точек на карте происходит полная геопривязка снимков с точностью порядка 5 метров.

Изначально сайт разрабатывался на основе пожеланий специалистов. Авторы проекта собираются объединить все работы по созданию ортофотопланов под единым брендом. При наличии у пользователя , ему предоставляется возможность предложить услуги аэрофотосъёмки по определённой цене в конкретном районе. Хозяин земельного участка может оставить заказ на выполнение аэрофотосъёмки.

Планируется довести возможности системы до уровня, когда заказчику не нужно искать геодезические фирмы, покупать квадрокоптер и осваивать полёты для получения качественных аэрофотоснимков, используемых в ортофотопланах.

Замысел сервиса для картографии весьма перспективен, но на сегодняшний день ведение аэрофотосъёмки с недорогих аппаратов, имеющихся на рынке, не даёт картографических материалов профессионального качества. Возможно, дальнейшее совершенствование технологий, даст возможность добиться массового внедрения проекта.

Если у вас стоит задача по оперативному картографированию, съемке газопроводов, нефтепроводов или ЛЭП для определения их состояния - наши специалисты быстро и в оговоренный срок выполнят для вас эту работу в любом месте Российской Федерации. На наших беспилотных самолетах установлена высококачественная зеркальная фотокамера с разрешением 24 мегапикселей, тепловизор с разрешением 640*480 пикселей и видеокамера с HD разрешением с десятикратным зумом, которые позволяют выполнять плановую и перспективную аэрофотосъемку. Для выполнения работ наша организация заключает с Заказчиком договор на оказание услуг по аэрофотосъемке. Для работ высокой точности на БПЛА установлен двухчастотный GPS/ГЛОНАСС - приёмник, использующий большинство передовых GPS/ГЛОНАСС - технологий, и способный следить за спутниками даже при затрудненных условиях окружающей среды.

И, конечно же, мы готовы обработать полученные материалы для подготовки фотоплана, фотосхемы или выполнить дешифрование.

Пример ортофотоплана площадью 14км*14км, снято с высоты 1.5 км с БПЛА Supercam-350 за один день

Сущность аэрофотосъемки

Аэрофотосъемка местности - это комплекс работ, включающий различные процессы от фотографирования земной поверхности с летящего самолета до получения аэрофотоснимков, фотосхем или фотопланов снятой местности. В него входят:
1. подготовительные мероприятия, заключающиеся в изучении местности, которая подлежит фотографированию, подготовке карт, проектировании маршрутов полетов самолета и в производстве расчета элементов аэрофотосъемки;
2. собственно летно-съемочные работы или фотографирование земной поверхности при помощи аэрофотоаппаратов;
3. фотолабораторные работы по проявлению снятой пленки и изготовлению позитивов;
4. геодезические работы по созданию на местности геодезической основы, которая необходима для исправления искажений аэроснимков, возникших в процессе аэрофотосъемки, привязки аэроснимков и для составления фотосхем и фотопланов;
5. фотограмметрические работы, которые проводятся как в полевом, так и камеральном периодах, и связаны с обработкой аэрофотоснимков для составления планов и карт снятой местности.

Все эти процессы тесно связаны один с другим и отчасти взаимно перекрываются. Аэрофотосъемка каждого объекта должна выполняться одной и той же организацией от начала до сдачи окончательной продукции. В результате проведения этих работ изготовляются контактные отпечатки, репродукции с накидного монтажа аэрофотоснимков, фотосхемы или фотопланы, составленные по данным геодезической основы. Все эти аэрофотосъемочные материалы используются в дальнейшем для решения целого ряда вопросов в области лесного хозяйства и лесной промышленности.

История аэрофотосъемки местности

Беспилотная аэрофотосъемка, как, впрочем, и сама история, развивается по спирали: в 1858 выполняя полет на воздушном шаре над Парижем, Гаспар Феликс Турнашон сделал первый в мире аэрофотоснимок, а уже в 1887 году французский фотограф Артур Батут разработал и выполнил первую беспилотную аэрофотосъёмку с помощью воздушного змея. Затем в аэрофотосъемке бурно развились идеи беспилотной авиации, что вылилось в запатентованный «Способ и средства для фотографирования пейзажей сверху» с помощью почтовых голубей немецкого аптекаря Юлиуса Нойброннера. Причем этот метод действительно широко применялся во время Первой Мировой войны. И только 24 апреля 1909 г. случилось "Первое использование кинокамеры, вмонтированной в летательный аппарат тяжелее воздуха" при съёмках короткометражного немого киноролика «Уилбур Райт и его самолёт». В настоящее время аэрофотосъемка делает очередной виток своей истории, становясь опять беспилотной.

Плановая и перспективная беспилотная аэрофотосъемка местности

При плановой съемке камера направлена вертикально вниз, под прямым углом к поверхности земли. На снимках мы видим плоскую картину (ортогональная проекция), напоминающую изображение на географических картах. При этом виде аэрофотосъемки мы можем определить взаиморасположение объектов на плоскости без учета их высот. При фотографировании объектов недвижимости мы можем видеть те части сооружений, которые направлены вверх (крыши). Такой вид съемки в основном используется для создания фотопланов. Аналогичный продукт может быть получен с использованием спутниковой и традиционной аэрофотосъемки.

При перспективной (обзорной) съемке камера направлена под углом к горизонту. Такой вид съемки невозможен для спутников и традиционной "большой авиации". При перспективной аэрофотосъемке на снимках мы видим объемную картину (аксонометрическая проекция): не только крыши сооружений, но и боковые поверхности (стены). Таким образом, мы можем судить не только о взаиморасположении объектов на плоскости, но и об их форме. Кроме того, при перспективной съемке мы можем определить высоту объектов относительно друг друга. При определенных углах перспективной съемки в кадре может присутствовать линия горизонта. В этом случае мы получаем возможность увидеть на одном снимке то, как участок или сооружение вписаны в окружающий ландшафт и их взаиморасположение с отдаленными объектами (дальние объекты, леса, водоемы, населенные пункты). На основе нескольких перспективных снимков, сделанных с поворотом камеры вокруг вертикальной оси, могут быть собраны панорамные снимки, включая полные 360-градусные круговые панорамы. Создание аэрофотопанорам возможно только при использовании специально оборудованного дистанционно управляемого вертолета, способного надолго зависать на определенной высоте, пока проводится съемка смежных кадров.

Этапы аэрофотосъемочных работ

Опыт, накопленный в области применения аэрометодов при изысканиях, показывает их исключительную эффективность по сравнению с традиционными методами сбора информации как в части значительного снижения трудоёмкости и сокращения сроков изысканий, так и в части широты охвата различных видов информации, необходимой для проектирования. Аэроизыскания выполняют в три этапа: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период осуществляется сбор имеющейся на район изысканий топографической информации и материалов аэросъёмок прошлых лет, на основании которых обосновывают полосу варьирования конкурентоспособных вариантов трассы и составляют проект производства аэросъёмочных, полевых и камеральных аэрофотогеодезических работ.

В полевой период производят: наземные геодезические работы по созданию планово-высотного обоснования аэросъёмок; закрепление и маркировку точек опорной сети; различные виды аэросъёмочных работ, привязку и дешифрирование аэрофотоснимков. Важным видом аэрогеодезических изысканий является дешифрирование - выявление (обнаружение и опознавание) и раскрытие содержания (познания) различных объектов и элементов местности по их изображениям на снимках, их качественных и количественных характеристик, своеобразных свойств и особенностей.

В камеральный период выполняют полную обработку результатов геодезических измерений, фотограмметрическое сгущение геодезического съёмочного обоснования методами аналитической фототриангуляции, стереофотограмметрические работы по получению информации о рельефе и изготовлению топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) в единой системе координат.

Оборудование для беспилотной аэрофотосъемки

Как правило, современные операторы беспилотных самолетов используют в своей ежедневной работе небольшой, размахом до 3 м, беспилотный самолет с обычной, бытовой или студийной, фотокамерой на основе ПЗС матрицы. Наиболее популярны "мыльницы" Samsung, Sony, Pentax. Фотографии с таких устройств годятся в целом для составления планов и схем. Аэрофотоснимки значительно более высокого качества дают зеркальные фотоаппараты - здесь лидерами и стандартом являются Canon 550D и его старший товарищ Canon 5D Mark II. При этом, конечно же, находят применение и большие многообъективные системы.

Летно-съемочные работы, выполняемые фотоаппаратом на основе матричного сенсора (ПЗС - матрица), больше напоминают традиционный аналоговый метод аэрофотосъёмки, когда все элементы матрицы одновременно экспонируются. В этом методе внутрипиксельная геометрия известна и строго определена. В матричной технологии в настоящее время проблема в том, что большие матричные решётки сложны в изготовлении. Поэтому комбинируют: делают большие по площади решётки из нескольких маленьких по площади. Например, из четырёх. Четырех-линзовый объектив формирует четыре отдельных изображения, которые трансформируют в центральную проекцию и автоматически стыкуют. Такие снимки обрабатываются по существующим программам аналитической обработки.

Второй главной частью, причем не менее важной, является система определения положения БПЛА/фотокамеры в пространстве. В простейшем случае это обычный малогабаритный GPS приемник с антенной, например Ublox. В настоящее время Российские производители комплексов с БЛА практически повсеместно переходят на приемники сигналов систем спутникового позиционирования совмещенного типа GPS/Глонасс. К сожалению, и они не могут обеспечить требуемую точность. Поэтому в более дорогих и серьезных аппаратах устанавливается дополнительный высокоточный приемник GPS, который позволяет при постобработке сырых данных определить координаты центра снимка с точностью до 5-10 см.

А если этот приемник использовать вместе с наземными базовыми GPS станциями, то точность привязки кадров к координатам вырастет до ошеломляющих!!! 5 см. Для выполнения съемки создаются базовые GPS-станции, данные которых используются для вычисления дифференциальных поправок при определении траектории летательного аппарата. Для определения траектории летательного аппарата и уточнения угловых данных инерциальной системы применяется метод совместной обработки GPS-данных и данных инерциальной системы. Привязка снимков к координатам, как правило, выполняется при помощи программ, написанных специально под конкретный тип приемника и БЛА. Применение такого метода расчета повышает точность определения как угловых параметров, так и местоположения.

Точность GPS/Глонасс навигации и особенности систем автоматического управления БПЛА позволяют достигать следующих параметров при полете по маршруту аэрофотосъемки:

Поперечное смещение от оси маршрута — ± 10 м;
удержание БПЛА на заданной высоте — ± 15 м;
расстояние от запроектированного центра фотографирования до точки срабатывания затвора фотоаппарата — ± 5 м;
изменение угла крена БПЛА на маршруте между двумя снимками — 10°;
изменение угла тангажа БПЛА на маршруте между двумя снимками — 6°.

Технология

Результатом цифровой аэрофотосъёмки местности являются цифровые аэрофотоснимки, а также зафиксированные в полете элементы внешнего ориентирования (линейные - Xs, Ys, Zs - координаты центра фотографирования; угловые - α, β, γ - ориентирование камеры относительно осей координат).

В соответствии с законами центрального проектирования, по которым строится изображение местности, аэронегатив (аэроснимок) содержит ряд искажений, величины которых определяются углом наклона оптической оси аэрофотоаппарата и колебанием рельефа местности. Устранение этих искажений осуществляется в процессе их компьютерной фотограмметрической обработки, и в частности - фотографического или цифрового преобразования, называемого трансформированием. В связи с этим использование аэроснимков без их предварительного трансформирования для картографического (топографического) обеспечения выполняемых работ, в том числе в качестве основы ГИС, ограничивается влиянием указанных искажений.

Показания специальных приборов и оборудования, зафиксированные в процессе аэрофотосъемки, обеспечивают стабилизацию съемочной камеры в полете или последующее определение по ним пространственного положения аэроснимков в абсолютной или относительной системе координат с целью последующего их использования при выполнении фотограмметрических работ и преобразовании аэроснимков в планы и карты. К числу таких приборов относят гироскопы, системы глобального позиционирования, оборудование для определения высоты полета, превышений между центрами фотографирования, а также аэронавигационные системы и др. Наличие указанных данных во многом определяет технологию камеральной обработки материалов аэрофотосъемки, существенно влияет на оперативность, точность фотограмметрических построений и объемы полевых работ по их обеспечению.

Прокладка маршрута

Аэрофотосъемка бывает площадная и линейная, в площадной съемке кроме продольного перекрытия снимков еще необходимо соблюдать и поперечное перекрытие. Исходными параметрами фотосъемки при помощи беспилотника являются требуемое разрешение снимка, разрешение аэрофотоаппарата, угол зрения объектива камеры, величина перекрытия кадров. Из этих данных рассчитывается высота полета, скорость беспилотника и частота срабатывания затвора фотокамеры.

Полет и фотографирование

Во время полета беспилотник в автоматическом режиме рассчитывает свою скорость и частоту срабатывания затвора (скорость кадров) так, чтобы обеспечить заданное перекрытие кадров. Перекрытие снимков с БПЛА отвечает обычным требованиям для аэрофотосъемки и составляет, как правило, 60% кадра. Снимки с БПЛА перекрываются на 60% в продольном перекрытии и на 30% в поперечном перекрытии.

Оперативный просмотр результатов аэрофотосъемки местности. В результате полета формируются набор фотографий и данные телеметрии, которые включают в себя координаты центра фотографирования, а также углы крена, тангажа и курса.

Этапы обработки аэрофотоснимков в фотограмметрическом ПО

1) Создание проекта (имя, система координат, диапазон высот объекта, размещение в системе ресурсов);

3) Импорт ориентирования из метаданных;

4) Внутренне ориентирование (Создание паспорта камеры);

5) Импорт внешнего ориентирования;

6) Формирование накидного монтажа по внешнему ориентированию;

7) Измерение сети (Автомат триангуляции БПЛА, автомат связующих точек с заданными параметрами, измерение опорного обоснования), контроль;

8) Уравнивание сети (вычисление систематики, самокалибровка, контрольные измерения), контроль;

9) Создание ЦМР (облако точек, TIN, структурные линии, матрица высот, горизонтали), контроль;

10) Трансформирование по изображениям, контроль;

11) Работа с ортофотоснимками (порезы, выравнивание яркости, нарезка на листы), контроль;

12) (Опционально) Стереовекторизация для создания 3D карт и 3D моделей;

13) (Опционально) Создание 2D карт.

Существует три вида обработки данных: аффинное преобразование кадров для создания ортофотосхемы равнинных территорий, полное ортотрансформирование кадров для создания ортофотосхемы территорий с выраженным рельефом, полное ортотрансформирование кадров для создания ортофотоплана с выполнением геодезических требований по масштабу.

Аффинное преобразование кадров для создания ортофотосхемы равнинных территорий

Программой определяются общие точки (от 50 до 1200) между каждой парой снимков. После этого решается уравнение, включающее в себя информацию по всем снимкам, для поиска минимума СКО (среднеквадратичного отклонения) между всеми векторами, соединяющими общие точки. Проще говоря, между каждой парой точек натягивается резинка, и все кадры выстраиваются так, чтобы общее натяжение резинок было минимальным. При этом кадр может преобразовываться только афинно, т.е. любая прямая отображается только в прямую.

Ортофотосхемы с беспилотного самолета

Программой определяются общие точки (от 50 до 1200) между каждой парой снимков. После этого решается полное фотограмметрическое уравнение с определением рельефа местности с точностью до 10 пикселей. При этом уточняются координаты центра фотографирования и параметры ориентирования (крен, тангаж, курс).

В соответствии с вычисленными данными проводится ортотрансформирование всех кадров и проецирование результата на плоскость. Привязка к реальным данным проводится по существующим в общедоступных картографических ресурсах данным. Например, по GoogleEarth. Точность этих данных на территории России составляет порядка 6 метров.

Ортофотопланы с БПЛА

Программой определяются общие точки (от 100 до 3000) между каждой парой снимков. После этого решается полное фотограмметрическое уравнение с определением рельефа местности с точностью до 2 пикселей. При этом уточняются координаты центра фотографирования и параметры ориентирования (крен, тангаж, курс) с высокой точностью.

В соответствии с вычисленными данными проводится ортотрансформирование всех кадров и проецирование результата на плоскость. Привязка к реальным данным проводится по результатам наземного обоснования, включающего в себя не менее одной точки на каждые 10 кадров или не менее 10 точек на один ортофотоплан. Половина этих точек используется для привязки, вторая половина для подтверждения требований точности. Точность формирования рельефа при этом соответствует требованиям соответствующего масштаба.

Результатом работы являются файлы формата geotiff с точностью, соответствующей заданному масштабу. Формат geotiff включает в себя два файла - ортотрансформированную аэрофотосъемку и цифровую модель рельефа (DEM - digital elevation model), которые можно открыть в любой ГИС программе, например ArcGis или GlobalMapper. По включенной DEM можно сформировать изолинии рельефа с любым перепадом высот.

3D модель рельефа местности

По результатам аэрофотосъемки выполняется восстановление рельефа по фотографиям с БПЛА. Совместно с DEM возможно выдать рельеф по изолиниям с требуемой точностью. Стандартный формат - векторные линии формата ArcGis, которые импортируются в любую картографическую систему.

Специалисты компании могут выдать результат практически в любом требуемом формате. Для этого нужно указать программу, в которой предполагается использовать результат.

Также возможно осуществить переход в местную систему координат из WGS. При выполнении наземного обоснования мы можем выполнить съемку координат на опознаках ГГС (государственной геодезической сети), тогда работа может сразу выполняться в местной системе координат без преобразования и соответствующей потери точности.

Аэрофотосъемка земельного участка , проведенная как совместно с геодезическими работами, так и отдельно от них, позволит получить наглядное представление об особенностях местности. На полученной ЦММ возможно проводить измерения расстояний, объемов. Это особенно важно в случае, если необходимо провести оценку издержек для проектирования дорог, коммуникаций.

Кому и зачем нужна аэрофотосъемка участка

Получить изображение участка с высоты будет полезно в различных случаях. Среди них - проектирование автодорог, коммуникаций. Благодаря полученным моделям местности удастся определить характер ландшафта, особенности рельефа, произвести измерения объема и площади и многое другое. Эти данные станут основой для топопланов территории.

Аэрофотосъемка будет полезна при:

• Составлении топографических планов - полученные методом аэрофотосъемки данные позволят собрать 3D модель местности с высотами, а ортофотоплан даст возможность вычерчивать плановые элементы, что в итоге превратится в топографический план М 1:500 – 1:10 000;
• Мониторинге незаконного использования земли - в этом случаем съемка с БПЛА позволит определить местоположение фактических заборов, границ землепользования, размещенных на ней объектов недвижимости и сопоставить полученные данные с кадастром недвижимости;
• Маркшейдерской съемки карьеров - услуга позволит составлять маркшейдерские планы карьеров и отвалов. Точность данной методики значительно выше традиционных средств съемки, а скорость проведения работ составляет 1-2 дня на объекты в несколько квадратных километров.

Стоимость аэрофотосъемки участков

Преимущества аэрофотосъемки

• высокое качество, четкость и разрешение полученных кадров;
• возможность реализации съемки в любой труднодоступной местности;
• всепогодность использования;
• возможность создания панорамных видео- и фотоматериалов;
• доступная цена по сравнению с арендой вертолета/самолета;
• возможность получения подробных данных в высоком разрешении о размерах и ландшафте территории, наличии на ней водоемов и растительности;
• мобильность - мультикоптер и беспилотный самолет, с помощью которого осуществляется съемка, не требует много места для взлета и посадки - для этого достаточно небольшого участка земли;
• быстрая скорость получения данных - результат работы вы получите через 1-2 дня.

Закажите аэрофотосъемку участка в «Сервис Гео»