Использование материалов дистанционного зондирования в изыскательских работах

Космические снимки, несмотря на впечатляющие достижения последних лет в этой области, по своим метрическим характеристикам пока не могут сравниться с аэроснимками, и потому возможности их использования для инженерных изысканий все еще остаются довольно скромными. Измерительные свойства изображения всецело определяются его геометрическим разрешением (LR), величина которого соответствует спроектированному на земную поверхность мгновенному полю зрения одного детектора съемочной системы и зависит от его размера w, фокусного расстояния f оптической системы и высоты орбиты H носителя.

Геометрическое разрешение оказывает существенное влияние и на изобразительные свойства изображения, их дешифровочные признаки. Установлено, что объекты, размеры которых меньше одного пикселя, могут быть выделены на изображении лишь в случае, если они контрастируют с фоном (например, дорога). В то же время подчас не могут быть выделены объекты, сопоставимые с пикселем или превышающие его, если в непосредственной близости от них имеются доминирующие по яркости другие объекты. Огромная высота полета космических аппаратов делает сложным использование полученных с них снимков для определения высот точек местности с точностью, необходимой для инженерно- геодезических изысканий. В этом убеждает конструкция формулы, в соответствии с которой ожидаемая ошибка определения высот зависит от величины отношения фокусного расстояния съемочной системы к базису фотографирования, причем, если величина базиса достигает нескольких сантиметров, то фокусного расстояния – нескольких метров (для спутника QuickBird, например, f ≈ 10 м.). По этой причине использование материалов дистанционного зондирования для создания и обновления карт (планов) масштабов 1:10000 и крупнее ограничивается созданием контурной части плана (карты). Приступая к планированию работ с использованием космических снимков, следует иметь в виду некоторые положения общего плана и касающиеся уровня предварительной обработки, геометрического, радиометрического и спектрального разрешения. Уровень предварительной обработки космических снимков определяется наличием программно- технологических средств их преобразования к требуемому виду или характером дальнейшего использования. Так, если по экономическим или иным соображениям фотограмметрическую обработку предполагается выполнять собственными силами, то уровень предварительной обработки приобретаемых снимков должен быть ограничен геометрической и радиометрической коррекцией. В противном случае приобретаются трансформированные снимки или ортофотопланы, полученные с использованием орбитальных данных или предоставленных пользователем опорных точек и ЦМР. Геометрическое (пространственное) разрешение снимков определяет возможность получения топографо-геодезических материалов с нужными точностными характеристиками. Соответствующие расчеты могут быть выполнены исходя из того, что, как известно, ожидаемые ошибки определения положения точек по космическим снимкам в первом приближении равны их геометрическому разрешению.

Радиометрическое разрешение снимков определяет возможность выделения объектов по их яркостным характеристикам и, как показывает опыт, должно быть не менее 8–10 бит/пиксел. Увеличение радиометрического до 12-13 увеличивает надежность выявления объектов в тенях. Спектральное разрешение космических снимков чрезвычайно важно при дешифрировании, когда выделение границ объектов и их содержание устанавливаются с учетом спектральной отражательной способности элементов местности. Однако пространственное разрешение в спектральных каналах всегда в четыре раза ниже, чем в панхроматическом канале, и его использование для фотограмметрических работ предпочтительнее.

Фотограмметрическая обработка космических снимков выполняется по представленной на схеме, но некоторые ее этапы имеют специфическое наполнение, например: объем планово-высотной привязки тесно увязывается с используемым методом обработки (например, обработка методом рациональных функций (RFM) выполняется по четырем-шести опорным точкам на сцену размером в десятки квадратных километров);цифровая модель рельефа создается по результатам векторизации имеющегося картографического материала соответствующего масштаба и точности; сканирование снимков не выполняется, поскольку они имеют цифровую форму. Общность технологической схемы обработки аэро- и космических снимков делает эти и иные особенности для пользователя практически незаметными, поскольку инструментальные средства цифровых фотограмметрических систем, реализующих эту обработку, остаются неизменными. Вместе с тем при фотограмметрической обработке космических снимков большое значение имеет оценка влияния рельефа местности на точность обработки и выбор координатной системы местности.