Аэротүсіріске тапсырманы есептеу

 

МАЗМҰНЫ

 

Кіріспе                                                                                                                     4

1 Аэротүсіріс. Аэрофотосуреттерді бағыттау элементтері                                6

1. Аэросуреттерді бағдарлау элементтері. Ішкі – сыртқы және

өзара бағдарлау элементтері. Бағдарлау элементтерді анықтау                 6

2. Ғарыштық суреттерді алу тәсілдері. Тау-кен ісінде фотограмметрия нәтижесін қолданылуы                                                                                     8
3. Қашықтықтан зондылау мәліметтерін фотограмметриялық өңдеу. Қолданылатын технологиялар, жаңа арнаулы бағдарламалардың сипаттамасы                                                                                                     13
4. Фотосызбалар                                                                                                  20
2. Аэротүсіріске тапсырманы есептеу                                                               23
1. Жобалау үшін бастапқы берілгендер                                                            23
2. Жер учаскесіне физико-географиялық сипаттама                                       23

2.3 Аэротүсіріске тапсырманың негізгі көрсеткіштерін есептеу                     25

Қорытынды                                                                                                           31

Қолданылған әдебиеттер тізімі                                                                           32

Қосымшалар

Қосымша А – 1: 100 000 масштабтағы топографиялық картаның көшірмесі

Қосымша Ә – Ұшу-түсіру жұмысының картасы

                      31

 

                      32

                      32 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Жасанды Жер серіктері арқылы түсірілген алғашқы суреттер, ғарыштан келетін ақпарат, Жер туралы, табиғи ресурстарды зерттеуге және қоршаған ортаны қорғау мәселесін шешуге көмектеседі.

Ғарыштық түсірімді бұрынғы әуетүсірім әдісімен салыстыруға болады. Сонымен қатар, суретке түсірудің жаңа құралдарын қолдану мен суреттерді өңдеу, олардың пайдалану ауқымын кеңейтіп, әуе әдістерінің дамуына, жаңа, сапалы деңгейге көтерілуіне, сонымен бірге, әуеғарыштық әдістердің пайда болуына әсер етті.

         Географиялық зерттеулерде әуеғарыштық әдістер қолдануының негізгі мақсаты, бұл - ғарыштық түсіріс арқылы алынған әуесурет мәліметтері бойынша, географиялық нысандарды, құбылыстарды, процестерді картаға түсіру және зерттеу.

         Географиялық зерттеулерде кеңінен қолданатын басқа әдістермен салыстырғанда әуеғарыштық әдістердің негізгі мүмкіншіліктері болып келесілер саналады:

         1 Бақылаудың ғаламшарлық түрі. Ғарыштық суреттер бойынша әр түрлі нысандарды, құылыстарды ғаламшарлық масштабта зерттеу мүмкіншілігі, мысалы, атмосфераның айналымын, ағыстарды, олардың пайда болуы мен қозғалу жылдамдығын, ірі морфоқұрылымдардың таралу ерекшеліктерін зерттеуге болады.

         2 Тез арада дайын болуы жылдамдығы.

         3Түсірімдердің қайталанып тұруын, процестердің өзгеруін бақылап, оларды болжауға болады.

        4 Баруға қиын, игеруі мүмкін емес аудандарда негізгі зерттеу әдісі болып саналады.

         5 Әуеғарыштық суреттердің сол масштабтағы топокартаға қарағанда ақпаратты көбірек және табиғи компоненттердің кейбір заңдылықтарын байқауға болады.

        Ғарыштықтың дамуы барысында ғарыштан түсіру мүмкіндіктері пайда болды. Бұл осы салаға сай түсірімдердің техникалық құрал жабдықтарын, мәліметтерді беру жүйесін, оны архивациялау және тұтынушыға беруге дайындауды құрастыру мен дамытуға себепші болды. Осы дамыту мен құрастыру нәтижесінде жаңа сала, жаңа жүйе пайда болды. Бұл ара қашықтықтан зерделеу жүйесі. Ара қашықтықтан зерделеу жүйесінің дамуы қоршаған ортаның өзгеруімен анықталды - авиацияның, ғарыштың, құрал құрастыру мен  АЗ мәліметтерін өңдеу жүйешесі, Жер туралы ғылымдар -геология, геофизика, география, ландштафтану, топырақтану, гидрология, ботаника және т.б. (АЗ мәліметтерін интерпретациялау жүйешесі даму деңгейімен).

         Географиялық міндеттерде қолданылатын арақашықтық негіз әр түрлі тақырыптық карталарда сандық және ұқсас түрде ұсынылған, ара қашықтықтан зерделеу деректері мен оларды өңдеу және интерпретациялау нәтижелерінің ұтымды бірлестігі болып анықталады.

         Жұмыс екі бөлімнен тұрады: Аэросуреттерді бағдарлау элементтері. Ішкі - сыртқы және өзара бағдарлау элементтері. Бағдарлау элементтерді анықтау; Ғарыштық суреттерді алу тәсілдері. Тау-кен ісінде фотограмметрия нәтижесін қолданылуы; Қашықтықтан зондылау мәліметтерін фотограмметриялық өңдеу. Қолданылатын технологиялар, жаңа арнаулы бағдарламалар сипаттамасы. Екінші бөлім төрт тараудан тұрады: аэротүсіріске тапсырманы есептеу; жобалау үшін бастапқы берілгендер; жер учаскесіне физико-географиялық сипаттама; аэротүсіріске тапсырманың негізгі көрсеткіштерін есептеу. Жұмыста  қосымша ретінде 1: 100 000 масштабтағы топографиялық картаның көшірмесі және ұшу-түсіру жұмысының картасы берілген. Жұмыс соңында қолданылған әдебиеттер тізімі  келтірілген.

 

 

1 Аэротүсіріс. Аэрофотосуреттерді бағыттау элементтері

 

1.1 Аэрофотосуреттің бағдарлау элементтері. Ішкі-сыртқы және өзара бағдарлау элементтері. Бағдарлау элементерін анықтау

 

 

Суретке түсіру кезіндегі проекциялық сәулелердің кеңістік жағдайларын анықтау үшін аэрофотосуреттердің ішкі және сыртқы бағыттау элементтерін білу қажет.

Ішкі бағыттау элементтері арқылы сол сәулелердің суретке түсіру аппаратының ішіндегі жүрісін түсіріс кезіндегі қалпына келтіреді. Оларға аэрофотоаппараттың фокустық аралығы fк және аэрофотосуреттің бас нүктесінің жазықтық координаттары Хо, Уо жатады (сурет 1).

Аэрофотосуреттердің сыртқы бағыттау элементтері арқылы сол сәулелердің түсіріс мезгіліндегі кеңістік жағдайларын сол қалпына келтіреді. Бұларға проекциялау орталарының кеңістік координаттары Х, У, Z аэрофотосуреттердің бойлық а және көлденең w еніс бұрыштары, аэрофотосуреттердің негізгі вертикал сызықтары мен олардың абциссалар осьтерінің арасында пайда болатын К бұрыштары жатады.

Жеке фотосуреттің жағдайын алты сыртқы бағыттау элементтері арқылы, ал стереопараның кеңістіктегі жағдайын он екі сыртқы бағыттау элементтерімен анықтауға болды (сурет 2). Оларға сол жақтағы аэрофотосурет үшін Xс, Yс, Zс, aс, wс, Kс және оң жақтағы аэрофотосурет үшін Xo, Yo, Zo, ao, wo, Ko бағыттау элементтері жатады. Көбінде осы он екі сыртқы бағыттау элементтерінің орнына келесі аэрофотосуреттің кеңістіктегі жағдайын анықтау үшін олардың өзара бағыттау элементтерін пайдаланған ыңғайлы. Өзара бағыттау элементтерінің екі түрлі жүйесі болады. Бірінші түрінде  олардың мәндерін оң жақтағы аэрофотосуреттің кеңістіктегі жағдайын сол жақтағы суреттің бағыттау элементтерімен салыстыру арқылы анықтайды. Екінші түрінде стереопараның кеңістікте орналасу жағдайын суретке түсіру базисімен салыстырып есептейді.

Бірінші түрінде өзара бағыттау элементтеріне екі суреттің өзара бойлық еніс бұрышы ∆ а, өзара көлденең еніс бұрышы D w, өзара бұрылыс бұрышы DК, суретке түсіру базисінің дирекциялық бұрышы t және базистің көкжиекке еніс бұрышы V жатады.

Өзара бағыттау элементтерінің екінші түрінде негізгі мән түсіру базисінің кеңістіктегі орналасуы болады. Сол арқылы қос суреттің өзара бағыттау элементтерін анықтайды. Оларға түсіру базисіне нормалді түзумен салыстырғандағы аэрофотосуреттердің өзара бойлық еңіс бұрыштары К1, К2 жатады. Сонымен бір стереопараның сыртқы бағыттау элементтеріне Xs, Ys, Zs, B, a, w, K, t, V, Dа, D w, D К немесе Xs, Ys, Zs, B, a, w, K, а жатады.

 

Сурет 1 – Ішкі бағдарлау элементтері

 

 

                                        Сурет 2 – Сыртқы бағдарлау элементтері

 

Егер аэрофотосуреттер  біртегіс (горизонтальді) және бірдей биіктіктен түсірілген болса ондай түсірісті нормалдық немесе горизонтальдық түсіріс дейді. Бұндай жағдайдағы аэрофотосуреттердің өзара бағыттау элементтері нөлге тең, ал әр суреттегі аттас нүктелердің ординаталары бірдей болады. Сондықтан бір нүктенің сол жақтағы суреттегі ординатасы мен оң жақтағы суреттегі ординатасының айырмасы нөлге тең болады. Осы айырманы  нүктенің көлденең параллаксы дейді. Көлденең параллакстардың нөлге тең болуын аэрофотосуреттердің өзара бағыттау элеметтерін табуда және сол суреттерді фотограмметриялық аспаптарда өңдеу кезінде пайдаланылады. Егер де фотосуреттердің сыртқы бағыттау элементтері қажетті дәлдікпен анықталатын болса түрлі инженерлік және шаруашылықта шешетін мәселелерді анықтайтын нақты стереоскопиялық моделдерді құрастыруға болады. Осы кезде сыртқы бағыттау элементтерін анықтау дәлдігі 5-80 болғандықтан құрылған стереомодель бұрмаланбаған түрде болып көрінеді.

Егерде аэрофотосуреттердің сыртқы бағыттау элементтері олардың өзара бағыттау элементтері арқылы анықталса  онда олардың дәлдігі 10 есе артқан болар еді, ал бұл көптеген жобалау мен ізденіс жұмыстарын жүргізуде жұмысшы құжаттарды даярлауға толық мүмкіндік туғызар еді.

Жер бетінің дәл моделін құру үшін стереопарада бір сызықтың бойында орналаспаған кем дегенде координаттары белгілі  үш нүкте арқылы бағытталған фотосуреттер қолданылады.

Жалпы айтқанда дәл модель құру үшін пландық және биіктік негіздері белгіленген аэрофотосуреттер қажет.

 

1.2 Ғарыштық суреттерді алу тәсілдері. Тау-кен ісінде фотограмметрия  нәтижесін қолданылуы

 

 

1.2.1 Ғарыштық түсірілім

 

Ғарыштық түсірілім дистанциялық барлап білудің (зондтау) түрлі әдістерінің арасында алдыңғы қатарлы орындардың біріне ие. Ол мыналардың көмегімен жүзеге асады:

- Жердің жасанды серіктері (ЖЖС),

- ғаламшараралық (планетааралық) автоматтық станциялар,

- ұзақ уақытты орбиталық станциялар,

- басқарылатын ғарыш кемелері.

Қоршаған орта мониторингіндегі (бақылау) ғарыштық жүйелерге (кешендер) мыналар жатады және (жүзеге асыратын шаралары):

1 Орбитадағы серіктік (спутниктік) жүйелер (ұшу және түсірілімдерді басқару орталығы),

2 Қабылдаудың жердегі (жер беті) пункттері, ретранслятор-спутниктердің көмегімен ақпаратты қабылдау,

3 Мәліметтерді сақтау және тарату (бірінші реттік өңдеу орталықтары, түсірілім мұрағаттары). Жердің жасанды серіктерінен алынатын мәліметтерді жинау және жүйелендіруді қамтамасыз ететін, ақпараттық іздеу жүйесі жасалған.

 

1.2.2 Ғарыштық ұшу аппараттарының орбиталар 3 типке бөлінеді:

 

- экваториалды,

- полярлы (полюстік),

- көлбеу. 

Орбиталарды мынадай топтастырады:

- Айналмалы (нақтырақ, айналмаға жақын). Айналмалы орбита бойымен қозғалған ғарышқтық тасымалдаушыдан алынған ғарыштық түсірілімдер, шамамен бірдей масштабқа ие болып келеді.

Орбиталарды сондай-ақ Жер немесе Күнге қатысты қалпына сай ажыратады:

- геосинхронды (Жерге қатысты)

- гелиосинхронды (Күнге қатысты).

Геосинхронды–ғарыштық ұшу аппараты Жердің айналу жылдамдығына тең бұрыштық жылдамдықпен қозғалады. Бұл жер бетінің белгілі бір учаскесін үнемі түсіруге ыңғайлы болатындай, ғарыштық тасымалдаушының бір нүктеде «қату» әсерін береді.

Гелиосинхронды (немесе күн-синхронды) – ғарыштық аппарат жер бетінің белгілі бір учаскелерінің үстімен бірдей жергілікті уақытта өтеді, ол жарықтандырудың бірдей жағдайларында бірнеше реттік түсірілім өндіруде пайдаланылады. Гелиосинхронды орбиталар — түсірілім кезінде жер бетінің күнмен сәулеленуі (Күннің биіктігі) ұзақ уақыт бойы (шамамен маусым бойы) өзгерместей қалатын, орбиталар болып табылады. Жер маңы орбиталарының арасынан көлбеулігі ылғи теріс көрсеткішті тек бірнеше күн-синхронды орбиталарды құруға болады. Мысалы, орбитаның 1000 км биіктігінде оның көлбеулігі 99° тең болуы қажет.

 

1.2.3 Түсірілім түрлері

 

Ғарыштық түсірілімді түрлі әдістермен өткізеді («Спектрлы диапазондар мен түсірілім технологиясы бойынша ғарыштық түсірілімдерді жіктеу»).

Ғарыштық суреттермен жер бетінің қапталу сипаты бойынша келесі түсірілімдерді бөліп қарастыруға болады:

-  оңаша (жалғыздық) суретке түсіру,

-  маршрутты,

-  көздемелі,

-  ғаламдық түсірілім.

Оңаша (таңдаулы) суретке түсіруді ғарышкерлер қол камералардың көмегімен жасайды. Түсірілімдер әдетте көлбеуліктің едәуір бұрышымен жасалынады.

Жер бетінің маршрутты түсірілімі спутниктің ұшу трассасы бойымен жүзеге асады. Түсірілімнің сызықша ені түсірілім жүйесінің ұшу биіктігі мен шолу бұрышына тәуелді болып келеді.

Көздемелі (таңдамалы) түсірілім трасса шетінде жер бетінің арнайы берілген учаскелерін түсіруге арналған.

Ғаламдық түсірілімді геостационарлы және полярлы-орбиталды спутниктер арқылы жасайды. Экваторлық орбитадағы төрт-бес геостационарлы спутниктер полярлы қалпақтардан басқа бүкіл Жердің ұсақ масштабты шолу суреттерін (ғарыштық тору) үздіксіз алынуын қамтамасыз етіп отырады.