Типы формы объектов дешифрирования. Понятия о видах и методах дешифрирования

Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию

Пензенский государственный университет
архитектуры и строительства

Кафедра «Землеустройство и геодезия».

РЕФЕРАТ
на тему
«Общие вопросы дешифрирования снимков»

Специальность: «Земельный кадастр»

Обозначение: 120301 Группа: ЗМК-31

Руководители работы: Пресняков В.В.
Тюкленкова Е. П.

Работа защищена: Оценка:

Пенза 2010

Введение
Технологии оперативного доступа и обработки космической информации для ведения мониторинга природных ресурсов, промышленно-хозяйственной деятельности и чрезвычайных ситуаций претерпели за последнее время серьезные изменения. Уникальная информация о состоянии земной поверхности стала доступна региональным структурам, в круг обязанностей которых входит проведение мониторинговых наблюдений и принятие решений по результатам анализа складывающейся в регионах обстановки. Развитие коммуникационных сетей дало возможность вовлечь в процесс обработки дистанционной информации различных специалистов и сделать доступными обширные архивы материалов космической съемки. Подобный информационный скачок явился стимулом развития методологии и технологии обработки и применения данных космического зондирования земли в традиционных сферах: геологическом картографировании, оценке лесов, мониторинге земель, прогнозировании и мониторинге чрезвычайных и аварийных ситуаций, экологическом мониторинге, оценке метеообстановки, ледовой разведки. Кроме того, что не менее важно, стали появляться новые направления использования оперативной космической информации в отраслях, которые принято характеризовать, как находящиеся "на стыке различных направлений". К таковым следует отнести картографирование местообитаний редких и ценных видов животных (в том числе оценка мест предполагаемых кормовых участков, гнездований, коридоров миграции) для последующего планирования природоохранных и промысловых мероприятий, выявление массивов уникальных растительных группировок и ареалов редких видов растений (мониторинг площадей старовозрастных лесов севера Европейской части России). По материалам регулярных разносезонных съемок из космоса стал возможным оперативный анализ социально-экономических особенностей, отражающихся в структуре и динамике ресурсопользования, проведение исторических реконструкций для целого ряда административных территорий в различных ландшафтных зонах.

1. Этапы дешифрирования.
Детальное дешифрирование рекомендуется проводить в три этапа – предварительный (предполевой), полевой и окончательная камеральная обработка материалов.
Предполевой этап . После получения геологического задания на проведение геологосъемочных или другого вида тематических исследований составляется проект и смета на их проведение, подбирается состав исполнителей. В составе группы, занимающейся дешифрированием, должен быть геолог, хорошо знающий геологическое строение данной территории, геоморфолог, или геолог, знающий геоморфологию, топограф и техник для выполнения технических и графических работ.
После укомплектования партии исполнителями, техническими средствами, топокартами и аэрокосмоматериалами, проводятся подготовительные работы предшествующие дешифрированию. К ним относится сбор опубликованных и фондовых материалов по району работ – как текстовых, так и графических.
Если масштаб результативных карт 1:50000, то дешифрирование ведется на АС масштаба 1:25000, которых заказывают два комплекта. На одном комплекте выполнят геоморфологическое дешифрирование (элементы геоморфологии отрисовывают тушью на четных или нечетных по нумерации снимках), вторая же, оставшаяся половина комплекта, используется для составления фотосхемы, на которой проводится структурное и геологическое дешифрирование. Второй комплект снимков является контрольным.
Результаты геоморфологического дешифрирования со снимков переносят на прозрачную основу в масштабе фотосхемы (т.е. не изменяя масштаба АС).
Параллельно с проведением геоморфологического дешифрирования, графический фондовый материал – тематические карты, структурные планы, результативные карты геофизических исследований – трансформируются в масштаб фотосхемы на прозрачную основу. Собранный и подготовленный таким образом геолого-геофизический материал используется при проведении геологического дешифрирования в качестве накладок.
Как уже отмечалось ранее, детальное дешифрирование начинается с переноса на рабочую фотосхему элементов разрывной и пликативной тектоники с карты результатов регионального дешифрирования. Если в пределах исследуемого района есть детально изученные участки (бурением, горными выработками), то они могут служить эталонными при установлении ландшафтных индикаторов разрывной и пликативной тектоники, оруденения и т.д.
Затем, сопоставляя особенности ландшафта и геолого-геофизический материал на прозрачных накладках, проводят структурное или геологическое дешифрирование начиная с дизъюнктивной тектоники, а затем устанавливают и пликативные формы, определяют элементы залегания слоев и отрисовывают карту предварительного дешифрирования в масштабе 1:25000.
Полевой этап . В процессе предполевого геоморфологического и геологического дешифрирования возникают вопросы, решить которые в камеральный период не представляется возможным. Все они могут быть решены только при непосредственном наблюдении объекта, т.е. в полевых условиях. В предполевой период составляется перечень таких неясностей и составляются маршруты для их разрешения. Во время полевых маршрутов легко уточняются на местности некоторые геоморфологические индикаторы: суффозионно-карстовые и собственно карстовые формы, эрозионные уступы и останцы, эллювиальные развалы, речные террасы разбраковываются на пойменные и надпойменные, для последних устанавливается номер террасы.
Результаты маршрутных исследований записываются в полевой журнал и наносятся на отдешифрированные ранее АС после окончания маршрута.
В комплекс полевых исследований входят и аэровизуальные наблюдения (с самолета или вертолета), которые условно можно подразделить на региональные и детальные.
Региональные наблюдения проводятся с высоты 0,5 км-1-2 км. Они позволяют в короткий срок ознакомится с исследуемой территорией и получить представления о геологических и геоморфологических особенностях района. В этом случае они выполняют роль рекогносцировочных работ. Наблюдения с воздуха дают возможность одновременно наблюдать значительную площадь земной поверхности и помогают уточнить и выявлять зоны тектонических нарушений, региональные уступы, поверхности выравнивания, интенсивность расчленения рельефа, изучать речные террасы, выявлять аномальные участки речных долин, взаимосвязь отдельных морфоструктур и т.д.
Детальные аэровизуальные наблюдения выполняют, в основном, те же функции, что и региональные, но в более детальном масштабе. Высота облета обычно 200-300 м.
Время проведения аэровизуальных наблюдений в начале или конце полевого сезона.
Окончательная камеральная обработка результатов дешифрирования – в этот этап вносятся окончательные коррективы в результаты дешифрирования, схемы и карты приводятся в отчетный масштаб, проводится окончательная увязка геологических и аэрофотогеологических результатов.
Пишется текстовая часть отчета, отчетные карты выполняются в чистовом варианте, затем следует защита отчета и процедура сдачи его в фонды.

2. МЕТОДЫ ДЕШИФРИРОВАНИЯ

3.Классификация объектов дешифрирования
Свойства объектов и изображений, такие как размер, используют для дешифрирования, другие, вследствие невозможности или нецелесообразности их определения, например, массу, звук, запах - нет. Свойства объектов или изображений, определяемые и используемые для классификации при дешифрировании, называют признаками. Исходя из предварительно принятых понятий искомых объектов и дешифрируемых изображений, сформулируем: признаки - это классификационные свойства объектов или изображений. С помощью признаков можно не только различать объекты (изображения), но и однотипные объединять в группы. Последнее положение обусловливает два пути сужения области поиска во множестве объектов (изображений): объединением имеющих данный признак либо исключением не имеющих его. Из совокупности признаков объекта (изображения), известных дешифровщику, у него складывается соответствующий образ. Классификации объектов (изображений) и их признаков не совпадают (один признак может быть присущ многим объектам), но классификация признаков неразрывно свя-зана с классификацией объектов (изображений). Это обстоятельство надо учитывать при систематизации изображений, объектов и признаков. Признаки объектов называют демаскирующими, а изображений - дешифровочными. Демаскирующие и дешифровочные признаки могут совпадать или различаться. Например, форма может быть присуща объекту и изображению, а при мелком масштабе изображения - только объекту. Некоторые свойства объектов, не являясь обычно демаскирующими признаками (например, спектрозональные излучения), не только служат носителями для передачи изображений, но при преобразовании в изображения сами становятся дешифровочными признаками. Качественные признаки служат для сравнения изображений (объектов) по их свойствам (например, есть - нет, больше - меньше, светлее - темнее и т. п.), а количественные, кроме того, численно выражают это сравнение. Прямые признаки являются свойствами дешифрируемого изображения (объекта), которые определяют путем его наблюдения и измерения. Косвенные признаки выражают взаимосвязи дешифрируемого изображения с окружающими. Эти признаки определяют путем изучения взаимосвязей, наблюдения и измерения изображений (объектов) как дешифрируемых, так и окружающих их. В данном случае изображения (объекты), окружающие, дешифрируемые и известные дешифровщику, сами становятся признаками. По достаточному количеству косвенных признаков можно отдешифрировать объект, изображения которого нет на снимке. Прямые и косвенные признаки изображений могут быть первичными и вторичными. Первичные признаки определяют путем наблюдения и измерения изображений, вторичные - путем обработки первичных признаков. Существуют и другие разновидности признаков, причем с развитием средств получения и обработки изображений их количество увеличивается. Разделение признаков целесообразно учитывать при их систематизации с целью создания банков признаков и формализации операций дешифрирования. С учетом сущности понятия «признак» уточним понятия «объект» и «изображение» в топографическом дешифрировании.
Объект - это единица классифицированного множества объектов местности, состоящая из совокупности демаскирующих признаков. Изображение - это единица классифицированного множества изображений объектов местности, состоящая из совокупности дешифровочных признаков. Примеры классификации признаков имеются в. Желательно, чтобы классификация признаков способствовала автоматизации и оптимизации процесса дешифрирования. С учетом принятых формулировок понятий объектов, изображений и признаков установим сущность процесса дешифрирования. По общности целей и действий дешифрирование относится к процессам определения свойств объектов по источникам информации, которыми могут быть: сам объект, его описание, музыкальные образы и т. д. Особенностью, выделяющей дешифрирование из этих процессов, является то, что в качестве источников информации о наличии свойств объектов используются изображения, их признаки. В этом заключается сущность дешифрирования. Общность целей и действий обусловливает целесообразность учета возможности применения для формализации дешифрирования известных детерминированных и вероятностных методов обработки указанных выше источников информации. Чтобы техническими средствами решать интеллектуальные задачи обработки изображений, надо уяснить действия дешифровщика с позиции возможности их формализации. Дешифровщик, обрабатывая изображения, определяет известные ему признаки и по ним отбирает изображения, которые соответствуют объектам, интересующим потребителей, классифицирует отдешифрированные изображения и приводит их к форме, понятной потребителю. При этом дешифровщик сопоставляет совокупность выявленных признаков с классификацией признаков изображений объектов и самих объектов, а затем по совпадающим признакам устанавливает соответствие изображений объектам.
Классификации признаков изображений объектов и самих объектов, используемые дешифровщиком, как правило, совпадают с классификацией признаков объектов для потребителей. Признаки изображений и объектов, используемые при дешифрировании, как правило, не совпадают по количеству и содержанию со свойствами определяемых объектов. В процессе дешифрирования признаки изображений объектов обязательно используются и являются основными, а признаки объектов могут и не использоваться.
Исходя из изложенного, примем формулировку: дешифрирование - это процесс определения объектов и их свойств с использованием признаков изображений. Для краткости рассматриваемый процесс
и т.д.................

Дешифрирование классифицируют по содержанию и техноло¬гии выполнения. В зависимости от содержания его делят на то¬пографическое (при мелкомасштабном картографировании - лан¬дшафтное) и специальное (тематическое, отраслевое). При топо¬графическом дешифрировании выявляют, анализируют и показы¬вают условными знаками элементы ландшафта, подлежащие нанесению на топографические карты (при ландшафтном - на географические карты).

Перечень объектов, подлежащих дешифрированию, определя¬ется видом дешифрирования. Так, при дешифрировании для со¬ставления базовых карт земель основными объектами анализа яв¬ляются сельскохозяйственные угодья и границы землепользова¬нии, при геоботаническом - естественные кормовые угодья или посевы культурных растений, при экологическом - зоны природ¬ных или антропогенных нарушений нормального состояния окру¬жающей человека среды и т. д. Одновременно с целевыми объек¬тами специального дешифрирования на дешифрируемых материа¬лах в большинстве случаев показывают и топографические эле¬менты в упрощенном виде. Они облегчают привязку специальной информации при нанесении ее на имеющиеся карты, или их ис¬пользуют для составления специальных крат, если отсутствует подходящая топографическая основа.

По технологии выполнения можно выделить следующие ос¬новные методы дешифрирования:

визуальный, в котором информацию считывает со снимков и анализирует человек; в зависимости от места выполнения в методе выделяются камеральный, полевой и комбинированный способы (рис. 9.1), которые можно поделить на варианты;

машинно-визуальный, в котором с помощью ЭВМ или специализированных устройств выполняется предварительная обработка первичных снимков с целью облегчения их визуального дешифри¬рования. Способами данного метода могут быть: синтезирование изображений, квантирование уровней видеосигналов, фильтрация изображения и др.;

автоматизированный, в котором интерпретационная обработка снимков выполняется машиной в диалоговом режиме -- оператор выбирает способ обработки, выполняет «обучение» системы, кон¬тролирует качество работы классификатора, вносит коррективы в программы и др.; в данном методе можно выделить два наиболее употребляемых способа - классификации, в котором анализируе¬мые элементы изображения сразу же относят к определенному эталонированному классу объектов, и кластеризации, в котором элементы изображения предварительно разбивают на группы (кластеры) по сходству некоторых признаков с последующей идентификацией этих групп;

автоматический, в котором интерепретационная система ре¬шает отлаженные задачи без вмешательства оператора.

Принципиальная схема дешифровочного процесса в любом ме¬тоде остается неизменной - распознавание выполняют путем сопос¬тавления и определения степени близости некоторого набора при¬знаков дешифрируемого объекта с соответствующими эталонными признаками, находящимися в памяти человека или машины.

Отметим, что способы не всегда четко можно разделить между собой, и по мере их совершенствования и изменения функции че¬ловека в их реализации они могут переходить из одного метода в Другой.

Необходимая для исследований информация (предметно-содержательная и геометрическая) извлекается из снимков двумя основными методами, это дешифрирование и фотограмметрические измерения.

Дешифрирование, которое должно дать ответ на основной вопрос - что изображено на снимке, позволяет получать предметную, тематическую (в основном качественную) информацию об изучаемом объекте или процессе, его связях с окружающими объектами. В визуальном дешифрировании обычно выделяют чтение снимков и их интерпретацию (толкование). Умение читать снимки базируется на знании дешифровочных признаков объектов и изобразительных свойств снимков. Глубина же интерпретационного дешифрирования существенно зависит от уровня подготовки исполнителя. Чем лучше знает дешифровщик предмет своего исследования, тем полнее и достовернее информация, извлекаемая из снимка.

Дешифрирование - это процесс распознавания: объектов, их свойств, взаимосвязей по их изображениям на снимке. Это и метод изучения и исследования объектов, явлений и процессов на земной поверхности, который заключается в распознавании объектов по их признакам, определении характеристик, установлении взаимосвязей с другими объектами.

В зависимости от условий и места выполнения дешифрирование радиолокационных снимков может быть подразделено на полевое, аэровизуальное, камеральное и комбинированное.

Полевое дешифрирование

При полевом дешифрировании дешифровщик непосредственно на местности ориентируется по характерным и легко опознаваемым объектам местности и, сравнивая контуры объектов с их радиолокационными изображениями, наносит результаты опознавания условными знаками на снимок или топографическую карту. При полевом дешифрировании попутно, непосредственными измерениями, определяются числовые и качественные характеристики объектов (характеристики растительности, водоемов, сооружений при них, характеристики населенных пунктов и т. д.). При этом на снимок или карту могут быть нанесены объекты, не изобразившиеся на снимке вследствие своих малых размеров или потому, что они не существовали в момент съемки. При полевом дешифрировании специально или попутно создаются эталоны (ключи), с помощью которых в дальнейшем в камеральных условиях облегчается опознавание объектов однотипной местности. Недостатками полевого дешифрирования снимков являются его трyдоемкость по времени и затратам и сложность его организации.

Аэровизуальное дешифрирование аэрокосмоснимков

В последнее время в практике аэрофотографических работ все большее применение получает аэровизуальный метод дешифрирования аэрофотоснимков. Этот метод с успехом может быть применен при дешифрировании радиолокационных изображений местности. Сущность аэровизуального метода заключается в опознавании изображений объекта с самолета или вертолета. Наблюдение может вестись через оптические и инфракрасные приборы. Аэровизуальное дешифрирование радиолокационных изображений позволяет увеличить производительность и снизить стоимость работ полевого дешифрирования. Полученные в результате дешифрирования данного снимка данные позволят определить местоположение источников загрязнений и оценить их интенсивность.

Камеральное дешифрирование аэрокосмоснимков

При камеральном дешифрировании снимков опознавание объектов и их интерпретация производится без сличения изображений с натурой, путем изучения изображений объектов по их дешифровочным признакам. Камеральное дешифрирование снимков широко применяется при составлении контурных радиолокационных карт, обновлении топографических карт, геологических исследованиях, при исправлении и дополнении картографических материалов в труднодоступных районах.

Однако камеральное дешифрирование обладает существенным недостатком - невозможно полностью получить все необходимые сведения о местности. Кроме того, результаты камерального дешифрирования снимков соответствуют не времени выполнения дешифрирования, а моменту съемки. Поэтому представляется весьма целесообразным сочетание камерального и полевого или аэровизуального дешифрирования снимков, т. е. их комбинирование.

При комбинированном дешифрировании снимков основная работа по обнаружению и опознаванию объектов выполняется в камеральных условиях, а в поле или в полете выполняются и опознаются те объекты или их характеристики которые невозможно опознать камерально.

Эту колоду карт можно по праву назвать классической не только потому, что ее видел и держал в руках практически каждый русский человек. Игральные карты или даже карты для пасьянсов с изображением фигур гораздо ближе русскому человеку, чем вы могли бы подумать. Швейцарская, французская или немецкая колода, например, довольно сильно отличается внешне, и сейчас вы скорее встретите обычные рисованные карты. Но эта колода была практически в каждом доме.

Привычные глазу короли, дамы и валеты - это люди, которые существовали на самом деле! Мало того, они действительно были королями и дамами.

На самом деле на картах запечатлены члены царской семьи, которые однажды собрались на костюмированный бал-маскарад. Это был один из последних роскошных балов - вскоре империя пала под натиском революции, однако память о торжестве сохранилась вот таким чудесным образом.

Императорский бал состоялся в 1903 году в Петербурге, а дресс-кодом стала эпоха XVII века. Знатные особы нарядились в роскошные стилизованные костюмы, а фотографы всё это запечатлели. Карточные изображения точно повторяют образы гостей.

Следует отметить, что гостей собралось 390 человек и все они были наряжены в стиле придворных всех мастей, бояр и боярынь, стрельцов и горожанок, воевод и крестьянок допетровской Руси. Эскизы костюмов разработал художник Сергей Соломко, а сшили их лучшие портные

Самое интересное, что колоду карт «Русский стиль» отпечатали и выпустили к 300-летию дома Романовых на Александровской мануфактуре. После революции ее закрыли, а чуть позже фабрика снова возобновила работу и продолжила выпускать карты по дореволюционным эскизам. Позже колоду для офсетной печати адаптировал советский художник Юрий Иванов.