Типы цифровых камер, применяемых для аэрофотосъёмки

Введение

Аэрофотосъемка представляет собой фотографирование определенной местности с высоты самолета для получения фотоснимков, которые в последствие обрабатываются определенным образом для их перехода к ортогональной проекции. То есть в определение данного понятия входит весь комплекс процессов, который связан как с фотографированием земной поверхности, так и с получением топографических карт благодаря данным снимкам.
В России же в самом начале становления аэрофотосъемки к данному понятию относили лишь те процессы, которые связаны с летательным аппаратом, на котором осуществлялась съемка. Туда входили и работы по управлению данным средством, непосредственно процесс фотографирования и некоторые другие вспомогательные процессы.
С целью проведения аэрофотосъемки использовались различные камеры. Становится ясно, что их качественные характеристики менялись совместно с процессами научных развитий, приобретая новые функции и параметры. Общее название для данной группы технического оснащения съемки носит название аэрофотоаппараты.
Аэрофотоаппараты - специализированные фотографические аппараты, предназначенные для фотосъемки с летательных аппаратов. Главным свойством таких фотоаппаратов должно было быть устойчивость, которая позволяла бы в условиях самолетов делать снимки. И если сначала они представляли собой громоздкие системы с катушечной фотоплёнкой, то в современное время произошел переход к полностью автоматизированным динамическим системам.
Данная тема является наиболее актуальной в современное время. Была актуальной она и раньше, особенно в нестабильные времена воины. Правда, тогда данная тема рассматривалась лишь как источник получения разведданных. Сейчас же аэрофотосъемка применяется в основном только со стороны её основной функции – получения карт и планов местности. Изучения и проектирование различных типов цифровых камер очень важно для современной аэрогеодезии, так как с их помощью можно увеличить производительность съемочного процесса, а также качество получаемых снимков.
Исходя из предоставленной информации, можно сделать вывод о цели данной работы – изучение типов цифровых камер, применяемых для аэрофотосъемки.
Для реализации цели данной работы мною были выделены следующие задачи:
изучить основные виды аэрофотосъемки;
узнать об основных видах камер, применяемых для аэрофотосъемки;
дать характеристику цифровых аэрофотоаппаратов.
1. ВИДЫ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

Как было сказано выше, процесс аэрофотосъемки представляет собой комплекс мероприятий, которые включают в себя:
подготовительные процессы, состоящие из ознакомления с местностью, которую предстоит изучить, изучение состояния имеющихся карт, а также мероприятия, направленные на техническое обеспечение летательного аппарата и проектирование его маршрута;
процесс фотографирование местности при помощи специальных устройств – аэрофотоаппаратов;
геодезические работы, которые проводятся для исправлений всех искажений и неточностей, которые могут возникнуть в момент съемки, а также привязка данных снимков;
фотограмметрические работы, являются конечным этапом аэрофотосъемки, которые заключаются в непосредственном составление карт и схем, опираясь на аэрофотографии.
Стоит отметить, что аэрофотосъемка является собирательным понятием, введённым изначально из-за отсутствия другой аппаратуры, с помощью которой можно производить данный процесс. На самом же деле по мере развития технологий стали выделяться отдельные виды аэрофотосъемки, а также методы и способы её ведения. В соответствии с этим появились различные классификации данного процесса.
Например, в зависимости от аппарата, при помощи которого ведётся фотосъемка, данный процесс подразделяется на:
электронная аэрофотосъёмка - съемка, которая ведется с со специальных электронных или сканирующих устройств;
инфракрасная аэрофотосъемка – съемка, которая ведётся с аппаратов(тепловизеров) в инфракрасной части спектра;
радиолокационная аэрофотосъемка – съемка, которая ведётся при помощи радиолокаторов.
В зависимости от пространственного положения оптической оси камеры аэрофотоаппарата выделяют:
горизонтальная съемка – такой вид съемки, при котором главная оптическая ось аэрофотоаппарата занимает отвесное положение (б=0), плоскость негатива - строго горизонтальна;
плановая съемка – такой вид съемки, при котором оптическая ось камеры отклоняется от отвесной линии приблизительно на 1,0-1,5°. Важно, чтобы наклон не превышал 3,0-5,0°;
наклонная съемка (или негативная съемка) – такой вид съемки, при котором оптическая ось отклоняется от отвесной линии более, чем на 10°.
В зависимости от покрытия местности аэрофотоснимками выделяют следующие виды съемки:
ординарная съемка – фотографирование отдельных объектов на местности

. Это могут быть отдельные участки леса при пожарах, складские участки и так далее. При этом ординарная съемка может представлять собой как отдельные снимки, так и несколько, связанных друг с другом перекрытиями;
маршрутная съемка – представляет собой аэрофотографирование по определенному маршруту на местности. При этом съемка может быть прямолинейной (то есть ведётся над одинаковой местностью по прямой линии, например, кварталы леса) и криволинейной (вдоль русла рек);
сплошная съемка – представляет собой постоянную съемку вдоль всего маршрута самолёта.
По методу последующей обработки снимок выделяют:
контурную аэрофотосъемку – применяется с целью получения контурного плана местности;
комбинированная аэрофотосъемку – представляет собой карты, получаемые при совокупности аэрофотоснимков и полевых наземных топографо- геодезических работ, которые проводятся с целью установления рельефа местности;
высотная (или стереофотограмметрическую) аэрофотосъемку – применяется с целью получения наиболее полного топографического плана местности.


2.ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАМЕР, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

Как известно, с развитием научно-технического прогресса происходит развитие всех отраслей жизни человека. Это связано с полной автоматизацией производства. Данная автоматизация коснулась и аэрогеодезию.
Аэрофотоаппараты представляют собой сложную систему, отличающуюся от обычных фотоаппаратов. Их отличает уровень фокусировки (у аэрофотоаппаратов он отфокусирован на бесконечность) и амортизация, то есть возможность вести четкую съемку в своеобразных условиях летательного аппарата (тряска, шум, вибрации).
Для аэрофотосъемок применяются различные аэрофотоаппараты. Выбор оснащения для данного процесса зависит от множества факторов: с какой целью проводится данная съемка, на какой местности она проводится и тому подобное.
В целом все камеры по целевому назначению подразделяют на топографические и нетопографические. В первом случае получаемые снимки обладают высокими измерительными и изобразительными свойствами, благодаря чему получаемые снимки можно легко использовать для составления карт и схем местности. Аппараты, используемые в топографических целях, должны обладать строгими характеристиками и свойствами. Нетопографеческие практически не применяются для картографирования. Основная цель их использования – дешифровка местных объектов.
Исходя из разных характеристик, выделяют разные виды аэрофотоаппаратов. В целом, их все можно разделить на цифровые и нецифровые.
Цифровые получили своё широкое распространение сравнительно недавно. В качестве сенсора в их системе используются ПЗР линейки. Данный тип аппаратов получил известность только в последнее время, так как изначально, в момент его выпуска на рынок (приблизительно, начало XXI века) приобрести данные приспособления было дорогостоящей процедурой. Плюс ко всему, надо было учиться пользоваться ими, так как, несмотря на кажущуюся нам сейчас простоту в их использовании, это был новый продукт.
Нецифровые аэрофотоаппараты были первыми приспособлениями для съемки. Они длительное время служат в аэрогеодезии, и применяются по сей день, несмотря на явные преимущества цифровых камер. В свою очередь, нецифровые камеры также подразделяются на группы, которые объединяет одно – все топографические аэрофотоаппараты являются кадровыми.
Каждый отдельный вид как цифровых, так и нецифровых аэрофотоаппаратов включает в себя несколько типов камер, обладающих разными характеристиками и применяемых с разными целями.
3. ТИПЫ ЦИФРОВЫХ АЭРОФОТОАППАРАТОВ

3.1.Классификация цифровых камер

Для того, чтобы применять тот или иной цифровой аэрофотоаппарат, важно определиться в целях съемки и решить, какие основные параметры должны обязательно присутствовать в камере для того, чтобы удовлетворять заявленным требованиям в съемке.
Однако существует базовый набор критериев, которые применяются к цифровым камерам, которые используются в аэрогеодезии. К ним относят:
фотографическое качество, к которому следует отнести качество цветопередачи и динамический диапазон получаемых фотографий, а также интенсивность их шумов;
фотограмметрическое качество, то есть стабильность параметров внутреннего ориентирования;
производительность. Выражается в максимальном количестве информации, которое можно записать на носитель за одну секунду, а также площадь территории, которую удалось сфотографировать за один час;
технологичность – возможность адаптаций технологических процессов, а также простота использования камер для работающих людей.
Исходя из этих характеристик, и формируются разные типы цифровых камер