Инвентаризация леса с использованием материаловаэросъемки. Дешифрирование аэроснимков

В России первые опыты по применению авиации в лесном хозяйстве относятся к 1922 г. Начиная с 1948 г. почти все работы проводятся в сочетании с аэрофотосъемкой. Материалы аэросъемки используются в качестве основы наземных таксационных работ и для составления планово-картографических данных. Благодаря аэросъемке значительно упрощаются трудоемкие геодезические работы, почти в два раза сократилась необходимость прорубки таксационных визирок, производительность таксационных работ повысилась более чем в 1,5 раза. Кроме того, при наличии аэроснимков облегчается и уточняется выделение таксационных участков и их характеристика.

Аэрофотосъемка ‑ это комплекс работ, включающий фотографирование земной поверхности с воздуха при помощи аэрофотоаппаратов, получение негативов и аэроснимков. Для лесоустроительных работ аэрофотосъемку рекомендуется производить двумя аэрофотоаппаратами. Одним АФА (топографическим) с фокусным расстоянием 100 мм ведут съемку для изготовления картографических документов, применяемых в лесоустройстве. Вторым АФА с фокусным расстоянием 200 мм и кадром 30 ´ 30 съемку проводят для дешифрирования лесных площадей по аэроснимкам.

После того как участок сфотографирован, пленку проявляют. С негатива пленки печатают отдельные контактные аэроснимки, которые являются основным аэросъемочным документом, используемым при инвентаризации.

Аэроснимки должны удовлетворять следующим требованиям:

1) быть достаточно контрастными ‑ все детали, фотоизображения, особенно проекции крон деревьев, должны быть полностью проработаны;

2) не иметь фотолабораторных дефектов (передержки, недодержки, пузырчатости) и механических повреждений;

3) иметь одинаковый тон для однородных предметов как на одном, так и на всех аэроснимках данного съемочного участка;

4) изображение координатных меток, которые служат для определения положения главной точки (центра) аэроснимка, должно быть четким;

5) аэроснимки должны иметь заданные продольное и поперечное перекрытия.

Аэроснимки являются центральной проекцией (проекцией через одну точку ‑ объектив) фотографируемой местности. Однако они могут иметь следующие искажения:

а) разномасштабность аэроснимков, что вызывается колебанием высоты полета в процессе фотографирования;

б) разный масштаб на одном и том же снимке в разных направлениях, что вызывается отклонением главной оптической оси АФА от вертикали (при наличии гидростабилизирующей установки это искажение практически устраняется);

в) линейное искажение из-за рельефа местности или так называемое радиальное смещение, которое состоит в том, что изображение точки местности смещается в направлении главной точки аэроснимка или от нее и вызывает разномасштабность фотоизображения на одном и том же аэроснимке; это обстоятельство требует сложных работ по приведению аэроснимков к одному масштабу.

Контактные смежные аэроснимки накладывают друг на друга по одинаковым контурам и получают накидной масштаб. Сначала последовательно накладывают первый маршрут. После этого первый аэроснимок второго маршрута соединяют по одинаковым контурам с первым аэроснимком первого маршрута и укладывают весь второй маршрут так, чтобы совместились контуры аэроснимков обоих маршрутов. Закрепив все снимки обоих маршрутов кнопками, начинают монтировать третий маршрут. Смонтировав аэроснимки всех маршрутов, получают накидной монтаж всего района или лесхоза. Он позволяет установить границы заснятой территории, наличие нелесных и не покрытых лесом площадей, соблюдение перекрытий, прямолинейность маршрутов. На полученном накидном монтаже указывают названия населенных пунктов, рек, кордонов и т.п. Такой накидной монтаж фотографируют и получают в уменьшенном масштабе фотопродукцию. Ее используют для составления проекта разбивки лесного массива на кварталы, распределения района работ между отдельными исполнителями, ориентировки в лесу и т.д.

Различают простые и уточненные фотосхемы. Простую фотосхему составляют из центральных частей нетрансформируемых аэроснимков. Монтаж простой фотосхемы заключается в совмещении и обрезке контактных аэроснимков по перекрывающимся частям и наклейке их. При обрезке необходимо удалить нечеткие части аэроснимка и те части, которые имеют дефекты; кроме того, нельзя допускать, чтобы линия разреза шла по просеке, дороге или через строения. Обрезанные аэроснимки наклеивают на подложку встык и получают фотосхему. При составлении фотосхемы наклейку начинают с центральной группы аэроснимков. На фотосхемах указывают название лесхозов (леспромхозов), меридианы и приближенный масштаб.

Уточненные фотосхемы монтируют из центральных частей трансформированных аэроснимков путем ориентирования их по базисным линиям и совмещения как главных точек на аэроснимке и основе, так и общих контуров.

Кроме фотосхем и накидного монтажа в лесоустройстве часто используют фотопланы. Фотопланом называется группа трансформированных аэроснимков, изображающих план местности, смонтированных на геодезической основе в определенных рамках.

Аэроснимки являются основным геодезическим и таксационным документом; по ним составляют планшеты и планы лесничества и лесхоза, они служат для изучения и описания лесной территории. Так как контактные аэроснимки дают искаженное фотоизображение, при составлении плана их исправляют, т.е. по данному аэроснимку получают новое, исправленное фотоизображение. Процесс исправления аэроснимков называется трансформированием. Чтобы исправить искажения, необходимо знать на снимке местности плановое положение не менее 4-х точек. Эти точки называются трансформированными, они должны находиться близко к углам рабочей площади аэроснимка.

Этими точками могут служить любые контурные точки, хорошо заметные на аэроснимке: углы кварталов, делянок, пересечения дорог и т.д. Плановое положение трансформационных точек определяют во время полевых геодезических работ или камеральным путем. Для трансформирования используют и дополнительные опознанные контурные точки (опознаки). Существуют различные способы трансформирования аэроснимков. Самыми распространенными являются:

а) оптико-механический при помощи фототрансформаторов разного типа;

б) оптико-графический при помощи оптико-рисовальных приборов;

в) графический при помощи простейших чертежных приборов.

Дешифрирование аэроснимков

Под лесным дешифрированием понимают анализ фотографического изображения насаждений и других заснятых объектов местности с целью составления их характеристики для решения различных лесохозяйственных задач. По своему содержанию лесное дешифрирование условно можно подразделить на контурное и таксационное, которые тесно связаны между собой. Контурное дешифрирование заключается в выделении из лесного массива нелесных, покрытых и не покрытых лесом площадей для последующего описания путем наземного осмотра. Таксационное дешифрирование заключается в разделении на аэроснимке лесного массива на таксационные участки и определении основных таксационных показателей насаждений: состава, возраста, полноты, класса бонитета и др. Аэроснимок с нанесенными контурами участков является таксационным абрисом (фотоабрисом). В лесоустройстве основным методом дешифрирования считается глазомерный, однако, в последнее время начал внедряться комбинированный метод, так как такие показатели как высота, диаметр крон, диаметр деревьев на высоте груди поддаются непосредственному измерению на аэроснимках.

Для дешифрирования состава насаждений по аэроснимкам используют различия между формой, размерами и тонами (цветом) крон древесных пород и используют характер расположения деревьев разных пород. Кроны ели, пихты, сосны, березы в плане имеют округлую форму, кроны дуба и осины ‑ неправильно округлую, а лиственница ‑ звездчатую форму. У спелых смешанных насаждений на аэроснимках средних и крупных масштабов размеры проекций крон хорошо заметны и поддаются измерению. По различию их размеров можно судить о составе насаждений. Тон или цвет изображения крон деревьев является одним из основных признаков дешифрирования состава насаждений. При дешифрировании возраста учитывают размеры, формы крон, среднюю высоту древостоя. Использование различия в размерах крон основано на том, что по мере увеличения возраста деревьев изменяется и ширина кроны. По мере увеличения возраста, кроны деревьев и промежутки между ними увеличиваются, и на аэроснимках становятся заметными различия в формах крон и степень их выпуклости.

Для лесного дешифрирования аэроснимков применяют увеличительные, измерительные и стереоскопические приборы. Подготовка аэроснимка для таксации леса заключается в ограничении рабочей площади аэроснимка, нанесении на рабочей площади квартальной сети, границ землепользований, геодезических опорных знаков и контуров таксационных выделов. Подготовка аэроснимка сводится к следующему:

1) во вновь устраиваемом лесном массиве деление леса проектируют по фотосхеме; поэтому квартальные просеки наносят на аэроснимки по проекту квартальной сети с последующим уточнением при промере;

2) при повторном лесоустройстве, когда в натуре имеется квартальная сеть, в камеральных условиях опознают границы и квартальные просеки; видимые границы и просеки обозначают удлиненным пунктиром;

3) если просеки незаметны, то их опознают приближенно по имеющимся ориентирам (озеро, пересечение дорог и др.) и уточняют в натуре; по ходу промера опознают на аэроснимке речки, ручьи, дороги, тропы, вырубки, пустыри, группы и отдельные деревья; положение ориентиров отмечают на аэроснимке наколами;

4) пересечение квартальных просек также отмечают наколами, а на обороте аэроснимка по этим наколам восстанавливают границы кварталов и выходы визиров;

5) после промера и нанесения границ просек и визиров оконтуривают участки при помощи стереоскопа; затем покрытую лесом площадь делят на отдельные таксационные участки.

В итоге на лицевой стороне аэроснимка должны быть обозначены границы резко очерченных таксационных выделов, просеки, визиры и номера кварталов; на просеках и визирах ‑ кружочками или черточками места установки четных сотенных колышков, речки, дороги. На оборотной стороне фотоабриса или аэроснимка указывают название лесничества, номера смежных кварталов и номер изображенного на снимке квартала, масштаб, наколы в кружочках. Все записи делают простым карандашом.