Основные понятия дешифрирования

Лекция 1.3. Основные понятия дешифрирования

1.3.1. Сущность и  задачи дешифрирования фотоснимков

Аэрофотоснимок является основным источником информации о местности. Но, для непосвященного человека, т. е. не имеющего специальной подготовки и опыта работы с ними, даже самого лучшего качества фотоснимок мало что дает. Подготовленный специалист сможет воспользоваться процессом, называемым дешифрирование фотоснимка. Это один из способов добывания информации о местности по фотоизображению.

Учитывая то, что ни один вид работ, будь то создание топографических карт; обновление топографических карт; оперативное исправление карт; изготовление фотодокументов местности; полевая подготовка фотоснимков; ориентирование на местности войск и т. д., не обходится без фотоснимков, можно сделать вывод, что дешифрирование фотоснимков имеет большую значимость при производстве практически всех видов топографических работ.

Дешифрированием фотоснимков называется процесс обнаружения, распознавания объектов, а также определения количественных и качественных характеристик по их фотоизображениям.

Результаты дешифрирования регистрируются в графической, цифровой или текстовой формах.

В его сущности можно вычленить три этапа этого процесса.

I этап. Обнаружение – начальный этап дешифрирования (его низший уровень).

Оно состоит в поиске на снимке участков, где вероятнее всего изображены объекты местности. Оператор-дешифровщик в результате  обнаружения отмечает для себя: «Здесь что-то есть».

II этап. Распознавание – второй этап дешифрирования, его средний уровень. Оно заключается в определении сущности изображенных на снимке и обнаруженных объектов. Это сложный процесс. В результате распознавания можно либо распознать, либо не распознать (распознать неверно) изучаемый объект.

III этап. Определение характеристик вскрытых объектов – третий этап дешифрирования, его высший уровень. В ходе этого этапа осуществляется анализ и обобщение количественных и качественных характеристик объектов   с целью установления их состояния, значимости и возможностей в конкретной обстановке.

Количественные и качественные характеристики объектов местности определяются путем измерения параметров фотоизображений: геометрических размеров, параллаксов, плотностей и т. д. В результате оценки удается выяснить состав леса, характер грунта, материал покрытия дорог, линейные размеры объектов, расстояние между объектами и т. д.

Все три этапа имеют важное значение для успешного дешифрирования. Однако особенно важен этап распознавания.

Дешифрирование аэрофотоснимков выполняется с различными целями. Возникает ряд задач, которые можно условно разделить на две группы:

1) задачи по получению обобщенной  информации о поверхности Земли;

2) задачи по определению  характеристик отдельных совокупностей  объектов, располагающихся на земной поверхности и в атмосфере.

Первая группа задач включает:

–  региональное и типологическое районирование земной поверхности;

– вскрытие системы гидрографии, дорожной сети, населенных пунктов, растительности и других элементов местности, установление взаимосвязей;

– составление и обновление топографических карт и т. п.

Вторая  группа задач. Перечень их обширен. Вот некоторые из них:

– геологическое картирование;

– поисковая и эксплуатационная разведка месторождений полезных ископаемых;

– таксация леса;

– метеорологические исследования;

– разведка военных объектов и т. д.

В последние годы в связи с бурным развитием космических исследований появились новые задачи по дешифрированию снимков других планет Солнечной системы.

Все вышеперечисленные задачи могут конкретизироваться в зависимости от района работ, времени их производства, установленных сроков выполнения и т. п.

 

1.3.2. Основные виды, методы  и способы дешифрирования

В зависимости от назначения и задач, решаемых в ходе дешифрирования аэрофотоснимков (рис. 1.10), различают два вида дешифрирования:

1. общегеографическое;
2. отраслевое (специальное).

Общегеографическое дешифрирование аэрофотоснимков решает первую группу задач (получение обобщенной информации) и включает   две разновидности дешифрирования:

– топографическое;

– ландшафтное.

 

Классификация видов и разновидностей дешифрирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Топографическое дешифрирование является одним из основных процессов технологической схемы создания и обновления карт.

По данным профессора М.Д. Коншина, удельный вес стоимости топографического  дешифрирования  при  съемках  карт  масштаба  1 : 25 000 составляет около одной третьей, а при обновлении карт масштабов 1 : 25 000 – 1 : 100 000 – до половины стоимости их создания.

Топографическое дешифрирование фотоснимков производится с целью обнаружения, распознавания и получения характеристик объектов, которые должны быть изображены на составляемой или обновляемой топографической карте.

 Ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков имеет целью региональное или типологическое районирование местности. Это имеет большое значение как для изучения поверхности Земли, так и для решения специальных технических задач, например, для планирования аэросъемки.

Отраслевое (специальное) дешифрирование производится различными организациями для решения ведомственных задач, отнесенных ко второй группе, и имеет много разновидностей.

Виды и разновидности дешифрирования аэрофотоснимков не являются какими-то резко отличными и не связанными друг с другом. Это, в частности, проявляется в единстве методов и способов выполнения работ, применяемых  во всех видах дешифрирования.

Из принятой классификации видов дешифрирования для военных топографов наибольший интерес представляют две  разновидности:

– топографическое дешифрирование;

– военное дешифрирование.

Топографическое дешифрирование фотоснимков – это обнаружение и распознавание, а также получение характеристик тех объектов, которые должны быть изображены на топографической карте. 

Военное дешифрирование – это процесс обнаружения и распознавания военных объектов, а также определения тактических свойств местности по их фотографическим изображениям.

Результаты дешифрирования доводятся до войск в графической, цифровой или текстовой формах.

В зависимости от принципов организации работ и условий выполнения различают четыре метода дешифрирования аэрофотоснимков (рис. 1.11):

Полевое дешифрирование предусматривает выполнение работ непосредственно на местности. В результате полевого дешифрирования выявляются все объекты, которые необходимо  нанести на топографическую карту, в том числе и не изобразившиеся на фотоснимке. Опознанные объекты и их характеристики вычерчиваются на фотоснимке в условных знаках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.11. Методы и способы дешифрирования

 

Полевое дешифрирование аэрофотоснимков может быть полным и неполным.

При полном производится распознавание всех подробностей, подлежащих вскрытию (например,  распознаются все элементы местности, изображаемые на топографической карте).

Неполное полевое дешифрирование обеспечивает распознавание только тех объектов, которые не могут быть надежно отдешифрированы камерально.

Полевой метод дешифрирования аэрофотоснимков применяется при:

– съемке и обновлении карт на районы, имеющие особо важное хозяйственное и оборонное значение;

– геодезических работах;

– полевой подготовке снимков;

– создании фотоснимков  – эталонов дешифрирования на ключевые участки.

Недостатком полевого метода является его трудоемкость и значительные материальные затраты. Кроме того, полевое дешифрирование сложно                 в организационном отношении.

Камеральный метод дешифрирования фотоснимков предусматривает распознавание объектов и получение их характеристик без выхода в поле путем изучения свойств фотоизображений.

Основой для принятия решения при камеральном дешифрировании служат дешифровочные признаки объектов, определенным образом изобразившихся на снимке.

Камеральный метод дешифрирования аэрофотоснимков является              в настоящее время основным во всех видах дешифрирования и  используется при стереотопографическом методе аэрофототопографической съемки. Недостаток метода состоит в том, что он не может обеспечить 100%-ную полноту и достоверность полученной информации.

Аэровизуальный метод заключается в распознавании  объектов                  с самолета или вертолета. Этот метод позволяет увеличить производительность и снизить стоимость работ в труднодоступных и малообжитых районах.

Например, стоимость аэровизуального дешифрирования                             в труднодоступных районах составляет около 40% от затрат, необходимых для выполнения полевого дешифрирования.

Вместе с тем, аэровизуальный метод  дешифрирования  требует специальной подготовки операторов по быстрому ориентированию и распознаванию объектов за сравнительно ограниченные сроки.

Комбинированный метод предусматривает сочетание камерального и полевого дешифрирования, причем, в поле или в полете выявляются и распознаются только те объекты или их характеристики, которые невозможно вскрыть камерально, то есть основная работа по дешифрированию выполняется в камеральных условиях.

Вопрос о том, должно ли камеральное дешифрирование предшествовать полевому (аэровизуальному) или наоборот, решается в зависимости от конкретных условий.

Во всех без исключения методах дешифрирования применяются три способа выполнения работ:

– визуальный;

– машинный (автоматический);

– комбинированный (человек и машина).

Визуальный способ дешифрирования снимков является основным. В дальнейшем, даже в случае развития машинного способа, он будет чаще применяться в полевом и аэровизуальном методах.

Восприятие и обработку информации снимка осуществляет глаз и мозг оператора дешифровщика. Если глаз не вооружен, говорят о непосредственном визуальном дешифрировании.

Однако, как правило, человек использует технические средства, расширяющие возможности глаза. В этом случае говорят об инструментальном визуальном дешифрировании.

Для успешного решения задач дешифрирования часто применяют снимки, на которых показан пример дешифрирования. Такие снимки носят название аэрофотоснимков – эталонов, а способ дешифрирования – визуальное дешифрирование по эталонам.

Машинный (автоматический) способ дешифрирования предусматривает выполнение всех этапов дешифрирования с помощью специальных устройств. Различают следующие разновидности машинного способа:

– микрофотометрический;

– фотоэлектронный;

– пространственной фильтрации.

Микрофотометрический  способ дешифрирования аэрофотоснимков основан на установлении и использовании корреляционных связей между свойствами объектов и статистическими характеристиками                                их фотоизображений. Для этих целей пригодны фотометрические  (средняя плотность, ее дисперсия, асимметрия и эксцесс, корреляционные функции оптической плотности и т. п.), геометрические (средние размеры, кривизна, частота пересечений контурных линий и т. д.) и другие характеристики фотоизображений.

Фотоэлектронный способ дешифрирования аэрофотоснимков аналогичен микрофотометрическому. Однако, в отличие от микрофотометрического способа, здесь информация считывается одновременно с некоторой площади изображения и обрабатывается параллельно.

Способ пространственной фильтрации основан на прямом и обратном преобразовании Фурье и корреляционных связях между свойствами  объектов и спектрами пространственных частот их фотоизображений.

Комбинированный способ дешифрирования предусматривает тесную связь оператора – дешифровщика с автоматизированной системой, которая должна давать максимум сведений, необходимых человеку для принятия решения по распознаванию.

Вид и разновидность дешифрирования накладывает свой отпечаток        на состав распознаваемых на снимке объектов, а также на свойства объектов.

Наиболее представительной является группа топографических объектов:

– гидрография;

– различные угодья;

– населенные пункты;

– дорожная сеть, линии ЛЭП;

– границы и т. п.

Разновидности тематического (отраслевого) дешифрирования направлены на изучение внутреннего содержания объектов.

«Происхождение» объекта определяет не только его внешний облик   и положение, но и методику дешифрирования.