Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Транспортный налог. 36

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра лесной таксации и лесоустройства

Кормачёва Александра Алексеевича

Факультет заочный Курс - V Специальность- лесное хозяйство Шифр 93-ЛХ-15

Контрольная работа

по дисциплине: Лнсная аэрофотосъёмка и авиация

Вариант №-29

Отметка о зачете

(дата)

Руководитель

(должность) (подпись) (и., о., фамилия)

(дата)

Часть 1.

Вопрос №-8. Аэрофотоаппараты, их основные части и принцип работы.

Аэрофотоаппараты (АФА) являются сложными оптико-механическими приборами, позволяющими автоматически экспонировать, сохранять интервалы между экспозициями и перематывать аэроплёнку. В зависимости от способа экспонирования различают кадровые, щелевые, панорамные и многозональные АФА. В кадровых АФА (рис.1) экспонирование происходит прерывисто, отдельными кадрами вдоль длины аэроплёнки, в щелевых - непрерывно по всей длине аэроплёнки. В том и другом случаях направление оптической оси относительно предметной плоскости не меняется, тогда как в панорамных АФА она непрерывно меняет своё направление. В многозональных АФА экспонирование идёт одновременно в нескольких фотокамерах с различной величиной экспозиции для каждой фотоплёнки.

В корпусе 6 кадрового АФА расположены объектив 11, затвор 12 и распределительный механизм 7. Верхнее основание корпуса является прикладной рамкой 5, к которой при помощи выравнивающего устройства 4 (прижимного столика и выравнивающего стекла) прижимается в момент экспонирования фотоплёнка 3. На прикладной рамке нанесены координатные метки, определяющие положение координатных осей аэрофотоснимка. В верхней части корпуса 6 смонтирована кассета II, в нижней - установлены светофильтры 10 и защитная бленда 9. В кассете размещена плёнка 3, которая в процессе аэрофотосъёмки перематывается с катушки 2 на катушку 2'. Корпус аэрокамеры прикреплён к аэрофотоустановке III, которая предназначена для монтирования АФА над люком самолёта, сохранения нужного его положения и уменьшения вибраций, возникающих от работы мотора и толчков при взлёте и посадке. Простейшая аэрофотоустановка III состоит из металлического каркаса в виде кольца и укреплённого внутри него карданного устройства. Каркас опирается на корпус самолёта при помощи пружинных амортизаторов.

В аэрофотосъёмочную практику внедрены аэрофотоустановки двух типов: АФУУС-42/20 и АФУС-У. Первая эксплуатируется совместно с АФА-42/20, а вторая - с аэрофотоаппаратами АФА-ТЭ, ТАФА, ТЭС, АФА-42/20.

В настоящее время широко применяют гиростабилизирующую аэрофотоустановку (гирораму). В отличие от обычной аэрофотоустановки она автоматически и непрерывно удерживает АФА в заданном положении (α=±15-20'). Это достигается работой двух гироскопов: одного - вдоль оси самолёта, другого - поперёк. Частота вращения гироскопов 20 тыс. об/мин, причём они сохраняют неизменное положение своих осей, имеющих одну точку опоры (идея волчка). При наклоне самолёта вращающиеся гироскопы сохраняют ось АФА в вертикальном положении. В нашей стране применяют гиростабилизирующие установки Н-55 и ГУТ-3. Командный прибор IV служит для управления работой аэрофотокамеры, аэрофотоустановки и других приборов.

Все АФА снабжены приборами (часы, счётчик кадров, уровень, высотомер и др.), регистрирующими дополнительные данные, необходимые для последующей обработки аэрофотоснимков.

Вопрос№-23. Зоны солнечного спектра. Оптические свойства природных объектов.

Оптические свойства природных объектов значительно влияют на качество изображения.

Так как оптические свойства природных образований изменить невозможно, необходимо приспосабливать к ним технические средства и выбирать оптимальные условия съёмки. Для этого нужно знать оптические свойства природных объектов, характеристики которых непостоянны и зависят от физических свойств атмосферы, структуры и состояния самих объектов. Эту изменчивость следует учитывать при выборе сезона и времени съёмки лесов, спектральных интервалов, съёмочной аппаратуры, типов плёнки, светофильтров.

Естественная освещённость земной поверхности, или поток лучистой энергии Е_с при безоблачном небе либо частичной облачности складывается из освещённости прямыми солнечными лучами Е_п и рассеянной освещённости Е_р , поступающей от небесного свода и отражённой от земной поверхности:

Е_с=Е_п+Е_р.

Если небосвод покрыт сплошной облачностью, Е_п=0; тогда

Е_с=Е_р.

Интенсивность прямой освещённости зависит от высоты Солнца над горизонтом φ и от прозрачности атмосферы:

Е_п=Е_ор^cosecφsinφ,

где Е_о=освещённость на границе атмосферы, равная примерно 130 тыс. лк; р=коэффициент прозрачности атмосферы, равный для средних условий 0,7-0,8.

Величину Е_р экспериментально определяют фотоэлементом; его покрывают молочным стеклом, соединяют с гальванометром, освещают только небо и отсчитывают по шкале освещённость.

Солнечное излучение представляет собой электромагнитные волны широкого спектрального диапазона. Основные характеристики излучения: длина волны λ и частота колебания ν связаны соотношением λ═С/ν (С-скорость распространения света в вакууме). Электромагнитные волны в зависимости от длины волны может выражаться в нанометрах, микрометрах, миллиметрах, сантиметрах и метрах: 1м=10³мм=10⁶мкм=10⁹нм.

Спектр начинается с коротковолнового излучения ( гамма-лучи λ=10^-4-10^-2нм, рентгеновские лучи λ=10^-2-10 нм ). Участок спектра с длиной волн λ=0,01-0,38 мкм относится к УФ области. Спектральный диапазон λ=0,38-0,76 мкм - область видимого излучения, воспринимаемого человеческим глазом и многими приёмниками типа фотоэлементов (0,38-0,45-фиолетовый, 0,45-0,48-синий, 0,48-0,51-голубой, 0,51-0.55-зелёный, 0,55-0,57-жёлто-зелёный, 0,57-0.59-жёлтый, 0.59-0,62-оранжевый, 0,62-0,76 мкм - красный ).Область спектра 0,76-1000 мкм - ИК излучения подразделяют на четыре зоны: ближнюю, среднюю, дальнюю, очень далёкую. В ближней и средней ИКобластях преобладает отражённое излучение, а в дальней и очень далёкой, называемыми тепловыми, - собственное излучение. Участок спектра, примыкаемый к ИК тепловому, охватывает ультракороткие радиоволны.

Вопрос №-29. Масштаб аэрофотоснимков и способы его определения.

Масштаб аэрофотоснимка - отношение величины изображения отрезка на нём к величине соответствующего отрезка на местности.

Масштаб горизонтального аэрофотоснимка выражается простым соотношением 1/m=f_kH,

где m-знаменатель численного масштаба,

f_k-фокусное расстояние АФА,

H-высота фотографирования.

Для плоской местности масштаб постоянен по всей площади аэрофотоснимка; следовательно, горизонтальный аэрофотоснимок - план местности.

Масштабы планового и перспективного аэрофотоснимков не равны масштабу соответствующего горизонтального аэрофотоснимка. Масштаб планового аэрофотоснимка в принципе различен не только в разных его частях, но и в каждой точке; он неодинаков также для разных направлений. Но поскольку углы наклона плановых аэрофотоснимков малы (до 3º) и искажения невелики, для практических целей масштаб определяют по соотношению 1/m=f_kH. Перспективный аэрофотоснимок в разных своих частях имеет существенно отличные масштабы изображения, которые зависят от направления измеряемого отрезка; только по линиям перпендикулярным главной вертикали (по горизонталям) масштаб постоянен.

Масштаб перспективного аэрофотоснимка определяют как отношение бесконечно малого отрезка dr на аэрофотоснимке к соответствующему бесконечно малому отрезку на местности DR. Масштаб вдоль любого направления перспективного аэрофотоснимка можно определить по формуле

dr/ DR=1/ m= f_k(cos α-(x/f_k) sin α)²/H√1- sin²α sin² φ, (1)

где х-координата искомой точки;

α-угол наклона аэрофотоснимка;

φ-угол, образованный между направлением съёмки и направлением по главной точке на искомую точку.

По формуле 1 и рисунку 3 можно определить масштаб в характерных точках по главной вертикали и горизонталям. Масштаб горизонтали, проходящей через любую точку аэрофотоснимка, определяют по формуле

1/ m= f_k /H (cos α-(x/f_k) sin α). (2)

Если известны f_{k ,}H и α, по формуле 2 можно определить масштаб по любой горизонтали, подставив во второй член в скобках значение координаты х для искомой горизонтали. Например, для главной горизонтали, проходящей через точку 0, координата которой х=0, тогда формула масштаба примет вид:

1/ m =(f_k /H ) cos α. (3)

Так как для точки надира х=-f_kŧgα, то масштаб по горизонтали, проходящей через эту точку, равен 1/ m =(f_k /H ) (1/ cos α).

Координата х для точки нулевых искажений равна f_kŧgα/2. Тогда масштаб по горизонтали, проходящей через точку нулевых искажений, будет равна f_k/H.

Масштаб вдоль главной вертикали в обобщённом выражении находят по формуле

1/ m= f_k /H (cos α-(x/f_k) sin α)². (4)

Анализ формулы 4 показывает, что масштаб по главной вертикали непрерывно изменяется по мере изменений значения координаты х для разных точек главной вертикали. Так, в главной точке аэрофотоснимка при х=0 масштаб по вертикали

1/ m =(f_k /H ) cos² α;

в точке нулевых искажений при х=- f_kŧgα/2

1/ m =(f_k /H );

в точке надира при х= -f_kŧgα

1/ m =(f_k /H ) (1/cos² α).

Из формул 3 и 4 видно, что в главной точке масштаб по горизонтали мельче, чем у соответствующего горизонтального аэрофотоснимка, масштаб же по вертикали ещё мельче. В точке нулевых искажений масштаб по всем направлениям равен масштабу горизонтального аэрофотоснимка. Поскольку масштаб каждой горизонтали наклонного аэрофотоснимка постоянен, а масштаб горизонтали, проходящей через точку нулевых искажений, равен масштабу горизонтального аэрофотоснимка, эту горизонталь называют линией неискажённого масштаба.

Вопрос №-37. Виды (классификации) вертикальных проекций форм крон деревьев.

При изучении форм крон деревьев используют классификацию Г.Г. Самойловича. На форму крон влияют многие факторы, но главные из них - порода, возраст и тип леса. Так, в сосновых древостоях Гатчинского лесхоза Ленинградской области в типе леса сосняк черничниковый во II классе возраста преобладают кроны узкоконусовидные (60%); с III класса - конусовидно-овальные (50%); в IV - конусовидно-овальные (30%), параболоидные (30%); в V - эллипсовидные (30%) и параболоидные (30%); в VI - параболоидные (35%) и эллипсовидные (20%).

Несколько другое распределение форм крон в сосняках-черничниках Лисинского учебно-опытного лесхоза Ленинградской области. Здесь преобладают: в возрасте до 45 лет - конусовидно-овальные (40-50%) и неправильные (25%); 110 лет - неправильные (40%), плосковершинные и куполообразные (45%);, 70-80 лет - овально-конусовидные (снизу), эллипсовидные и параболоидные (по 20-30%).

В сосняке сфагновом в возрасте 50 лет составляют конусовидные (60-75%); 80-90 лет - конусовидные (45-50%), параболоидные (35-40%); шаровидно-сфероидальные (около 80%); остальные - параболоидные.

Для насаждений с преобладанием ели в возрасте до 60-80 лет наиболее характерны кроны конусовидные; к 100 годам - кроме конусовидных крон (70-80%), появляются эллипсовидные (8-9%) и тупоконусовидные (3-5%), а к 150 годам - и неправильной формы. У пихты кроны более вытянутые и остроконечные, чем у ели.

В кедровых насаждениях деревья характеризуются: в молодом возрасте - конусовидной формой; в 30-50 лет - вытянутой параболоидной; в приспевающем возрасте - близкой к цилиндру; к 200 годам становятся тупой и неправильной формы, часто многовершинной.

В лиственничных молодняках преобладают конусовидные формы крон, в спелом возрасте - параболоидные, эллипсовидные с округлой или плоской вершиной.

В березняках преобладающая форма крон: в возрасте до 30 лет - конусовидно-овальная; в 50 лет - параболоидная; в 70 лет - эллипсовидная; с 80 и выше лет - ромбовидная, шаровидная и сфероидальная.

В молодняках осины преимущественны островершинные конусовидно-овальные формы крон, в средневозрастных древостоях - параболоидные или эллипсовидные, в спелых - неправильно-округлые, сфероидальные или шаровидные.

Вопрос №-46. Виды теней и их влияние на тональность изображения в зависимости от высоты солнца, рельефа и других факторов.

Для дешифрирования тени предметов имеют большое значение. Различают тени падающие, отбрасываемые предметами на землю, и собственные - полутени, образующиеся на предметах с противоположной от Солнца стороны.

Падающие тени достаточно правильно передают форму предметов, в частности форму крон деревьев, при условии, что длина тени равна высоте дерева; при меньшей длине изображение кроны получается сжатым, а при большей - вытянутым, т.е. в этом и другом случаях форма искажается. Использование падающей тени как признака дешифрирования состава ограничено, так как тени деревьев могут просматриваться только в очень редком древостое или на границе со сплошной вырубкой и пр.

Собственные тени в изображении крон деревьев создают впечатление выпуклости последних. Плотность тени в одинаковых условиях освещения в данном случае зависит от формы и густоты кроны: чем она острее и гуще, тем плотность тени выше и тем резче переход от освещённой части кроны к затенённой. Так как форма и густота крон у разных пород разные и кроме того, изменяются в зависимости от условий роста и возраста насаждения, характер изображения собственных теней используют для определения на аэрофотоснимках древесных пород, возраста и условий произрастания. В условиях горного рельефа это приобретает ещё большее значение, так как здесь сказываются крутизна и экспозиция склонов.

Ввиду того что на тень изображения влияют многие факторы, её как признак дешифрирования следует устанавливать для каждой серии аэрофотоснимков отдельно в зависимости от времени и условий аэрофотосъёмки.

Вопрос №-53. Основные признаки дешифрирования состава смешанных древостоев.

Для дешифрирования состава древостоев используют комплекс прямых и косвенных признаков дешифрирования - форму и размеры проекций крон и различие между ними, тон (цвет) их изображения, тени, общий характер (структуру и текстуру) рисунка (чередование светотеней проекции крон и промежутков между ними, характер сомкнутости крон и полога, размещение деревьев по площади), а также результаты предварительного изучения связи между составом насаждений и элементами рельефа.

Формы крон и различие между ними при определении состава древостоев по аэрофотоснимкам крупного и среднего масштабов - один из существенных признаков дешифрирования. В каждом древостое формы крон деревьев в горизонтальной и вертикальной проекциях не остаются постоянными у каждой породы. Однако преобладающий тип формы крон в данных условиях местопроизрастания и состава насаждения как следствие биологических особенностей тех или иных древесных пород достаточно определённый и хорошо выраженный.

При дешифрировании, выполняемом с помощью стереоскопов, выявляется прежде всего, есть ли различия в древесных породах по типичным формам и очертаниям проекции крон в центральной и краевой частях аэрофотоснимка, а также заметна ли выпуклость крон. При этом учитывают, что степень выпуклости крон зависит от формы верхних их частей, времени дня фотографирования и характера расположения крон в пологе. На изображение форм крон деревьев значительно влияет и масштаб аэрофотосъёмки. По мере его уменьшения характерные особенности в структуре крон постепенно исчезают и по форме они всё более приближаются к кругу и точке.

Кроны деревьев одной породы имеют разную форму, но одна из них является преобладающей. С возрастом форма кроны меняется. На форму кроны той или иной породы наибольшее влияние оказывают полнота насаждения, затем состав. С возрастом или снижением полноты кроны всех древесных пород становятся более округлыми. Смещение светолюбивых пород (сосна, лиственница, берёза) с теневыносливыми (ель, пихта) определяет преобладание у первых - округлых, у вторых - заострённых форм. С ухудшением условий роста кроны также становятся более округлыми.

Тон (цвет) изображений крон деревьев при анализе признаков дешифрирования обычно воспринимают одновременно с формой крон. На этот признак влияют многие факторы, в результате он не всегда стабилен. Однако в пределах каждого аэрофотоснимка пропорционально изменяется и разница в тоне (цвете) изображения крон разных древесных пород.

Наиболее яркое различие в тоне изображения древесных пород на инфрахроматических аэрофотоплёнках при летней аэрофотосъёмке. На спектрозональных аэрофотоснимках изображение тех или иных пород получается в различных цветах: сосна и кедр - сине-зелёного или зелёного цвета, ель и пихта - тёмно-зелёного, лиственница - светло-оранжевого, осина - оранжевого, бук - буровато-оранжевого. В отличие от спектрозональных аэрофотоснимков на аэрофотоснимках с цветной плёнки при летней съёмке деревья разных пород изображаются общим зелёным цветом, близким к естественной окраске растительности; весенние и особенно осенние аэрофотоснимки отчётливо передают характерные для этих времён года различия в цветовой окраске крон деревьев.

Для анализа признаков дешифрирования с целью тренировки глазомера на различимость оттенков применяют серую шкалу тонов или шкалу цветов и цветовых оттенков.

Существенный признак при дешифрировании состава смешанных спелых насаждений - различия в видимых размерах крон. Необходимо иметь в виду, что даже в чистых одновозрастных насаждениях размеры проекции крон, обособленно изображённых на аэрофотоснимках, неодинаковы. На величину их влияют форма крон, время дня аэрофотосъёмки, таксационные особенности каждой породы насаждений и многие другие факторы. При дешифрировании нужно учитывать не только диаметр изобразившейся на аэрофотоснимке части кроны D_вчк, но и его связь с фактическим диаметром D_к, так как диаметр изобразившейся части кроны, как правило, не равен наибольшему диаметру D_к, а несколько меньше. Особенно важно учитывать это во время научно-исследовательских работ.

Для определения состава древостоя имеет значение наличие разницы в D_к не только в пределах каждой породы, но и между различными породами. Для каждой породы средние, наиболее представленные в верхнем пологе и изобразившиеся на аэрофотоснимке кроны имеют определённые D_к, степень их варьирования, соотношение между максимальными и минимальными D_к. Поэтому вместе с тоном (цветом) и формой крон размеры их помогают дешифрировать состав насаждений по аэрофотоснимкам.

Различие в высоте древостоев иногда помогает при дешифрировании определить состав смешанных насаждений. Наиболее правильно соотношение деревьев по высоте можно установить при одновременном учёте показателей, определяющих размеры и форму крон, степень различимости вершин, характер полога и просматриваемость земной поверхности между кронами.

Различие в длине крон может быть дополнительным признаком определения древесной породы. По аэрофотоснимкам крупных и средних масштабов длина крон в некоторых древостоях просматривается в стереоскоп и может быть выражена в долях от средней их высоты. По мере удаления деревьев к краям аэрофотоснимка кроны изображаются как бы в аксонометрической проекции, поэтому в смешанных древостоях заметно различие между формой и длиной крон разных пород. Следовательно, длину крон как один из признаков можно использовать при определении состава насаждений, если она достаточно чётко просматривается на аэрофотоснимке. О размере и форме крон различных пород можно судить и по падающим теням деревьев.

При рассматривании аэрофотоснимков под стереоскопом фактически анализируют не только общий рисунок изображения полога, но и изменения в высоте деревьев и величине промежутков между кронами, а также наличие второго яруса. Такое изучение стереоскопической модели разных насаждений позволяет более правильно дешифрировать их состав.

Вопрос №-59. Использование аэрофотоснимков при таксации лесных массивов наземным методом.

При таксации леса аэрофотоснимки, преимущественно цветные спектрозональные, используют для составления фотоабриса на каждый квартал, установления границ таксационных выделов и уточнения их таксационных характеристик, определяемых наземными методами в процессе таксации по ходовым линиям. Использование аэрофотоснимков при таксации леса на 20-25% снизило затраты труда ИТР и на 40-60% - рабочих. Наряду с этим значительно повысилась точность отграничения выделов и определения таксационных характеристик насаждений.

До начала полевых работ аэрофотоснимки готовят к натурным работам: распределяют их между исполнителями по таксаторским участкам, подбирают стереопары и производят их взаимное ориентирование, измеряют их базисы, отграничивают рабочие площади, определяют высоту аэрофотографирования ( по данным радиовысотометра ) и масштаб аэрофотоснимков. Затем со схемы организации территории на аэрофотоснимки переносят границы устраиваемого лесохозяйственного предприятия, планшетные рамки и просеки; если они не просматриваются на аэрофотоснимках, их устанавливают приближенно по ориентирам. Опознают и фиксируют и все другие ходовые линии на рабочей площади аэрофотоснимков, затем выполняют предварительное контурное дешифрирование, при котором выделяют в первую очередь не покрытые лесом и нелесные земли, затем покрытые лесом земли разделяют на таксационные выделы.

В начале полевого периода таксаторы проходят коллективную таксационную тренировку, отрабатывают глазомер по определению таксационных показателей; достигают однообразия приёмов лесоинвентаризации, оформления полевых материалов и назначения хозяйственных мероприятий, изучают дешифровочные признаки насаждений и других категорий площадей; приобретают навыки определения по аэрофотоснимкам глазомерным аналитическим методом по стереомодели изображения состава насаждений, полноты, высоты, возраста, типа леса ( типа условий места произрастания ). Для этого перед началом тренировки на таксационном ходе каждый таксатор самостоятельно готовит фотоабрис и выполняет контурное и глазомерное аналитическое таксационное дешифрирование оконтуренных выделов с учётом характера изображения на аэрофотоснимках насаждений и других категорий площадей.

В процессе натурной тренировки анализируют результаты дешифрирования, осваивают технику опознания и нанесения на аэрофотоснимки квартальных просек, границ, визиров и других ходовых линий, контурных опорных точек, границ таксационных выделов по их фотоизображению и ориентирам, рациональное размещение таксационных ходов, прокладку их по аэрофотоснимкам и в натуре, привязку к твёрдоопознанным контурным точкам. По результатам тренировки дают заключение о допуске таксаторов к производственной таксации.

При съёмочно-геодезических работах помощник таксатора составляет на каждый квартал фотоабрис. При первичном лесоустройстве промеряют квартальные просеки, планшетные рамки, границы, визиры с точностью не ниже 1:500 при I-II и 1:300 при III разрядах лесоустройства, устанавливают пикетные колья через 200 м. В процессе промера опознают и наносят на аэрофотоснимки промеряемые линии; если они ранее не были опознаны в камеральных условиях, привязывают их к ориентирам.