Ғарыштан алынған ЖҚЗ фотографиялық әдістің жалпы принциптері

Пән: Геология, Геофизика, Геодезия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

Кіріспе: 1 Ғарыштан алынған ЖҚЗ фотографиялық әдістің жалпы принциптері

3: 4

Кіріспе: 2. Ғарыштық фототүсірістер ерекшеліктері

3: 5

Кіріспе: 3. Ғарыштық түсіріс фотокамераларын жіктеу

3: 7

Кіріспе: 4. Ғарыштық суреттің артықшылықтары мен кемшіліктері

3: 9

Кіріспе: 5. Ғарыштық суреттердегі геологиялық құрылымдар

3: 11

Кіріспе: Қорытынды

3: 13

Кіріспе: Қолданылған әдебиет

3: 14

Кіріспе

Аэроғарыштық түсіріс әдістері адам мен әртүрлі ғаламшарлардағы тіршілік ортасын зерттеу үшін қолданылады. Кеңістіктік ақпараттың сан алуан түрлерін алудың аса кең таралған және осы заманғы атауы - қашықтықтан зондтау, бұл жерде зерттелетін объектіні аппаратураның қабылдайтын сезімтал элементтерімен тікелей қарым-қатынассыз қашықтықта объектілерді зерттеу түсініледі. Зондтау бағыты әлі де зерттеуді қажет етеді. Өйткені Жерді қашықтықтан зондтаудың (ЖҚЗ) мәліметтерін пайдалану аясы үздіксіз кеңейюде, сондықтан ЖҚЗ атауымен оқу пәнінің шегінде түсіріс материалдарын қолданудың барлық ықтимал бағыттарын қамту мүмкін емес. Сонымен қатар, әуелік және ғарыштық негіздегі ЖҚЗ түсіріс жүйесі дамуының қазіргі кезеңінде бір-бірінен ерекшелігі болмашы ғана.

Жерді қашықтықтан зондтаудың дәстүрлі классикалық әдісі аэрофототүсіріс болса - адамзат дамуының қазіргі кезеңіндегі ғарыштан алынған ЖҚЗ-ның әртүрлі әдістері аэротүсірістерді ығыстыра бастады. Жердің табиғи ресурстарын зерттеумен қатар, топографиялық картографиялау мен әртүрлі көлемдегі топографиялық карталарды жаңарту ықтимал болды. Бұған ғаламдық жерсеріктік жүйесін (GPS) құру да ықпал етті. ЖҚЗ-ның сан алуан түрлері Жерде болып жатқан жаһандық өзгерістерді анықтау бойынша ғылыми міндеттерді шешу кезінде кеңінен қолданыла бастады. Компьютерлік технологиясының дамуы және ЖҚЗ-ы деректерін жинау, өңдеу мен ұсыну ғарыштық түсірістерді пайдалану нарығының кеңеюіне ықпал етті. ЖҚЗ сан алуан география-ақпараттық жүйелерде (ГАЖ) белсенді қолданыла бастады. ГАЖ қандай-да бір аумаққа бекітілген цифрлық түрдегі мәліметтер базасының жиынтығын жинау, сақтау мен пайдалануға арналған технология мен құрал болып табылады. Оңайлатылған түрде ГАЖ-ды цифрлық карта түрінде ұсынылатын қандай-да бір аумақ туралы ақпарат жүйесі ретінде елестетуге болады, оған мысалы су, өсімдік, биологиялық және т. б. ресурстар туралы мәліметтердің әртүрлі база деректерінің қабаттары енгізілуі.

Ғарыштан ЖҚЗ-ны қолданудың келесі маңызды саласы адамның қоршаған ортасына мониторинг жүргізу мүмкіндігі болып табылады, мониторинг ретінде уақыт аралығында зерттелетін объекті жай-күйінің динамикасын (үздіксіз немесе берілген мерзімдік) бақылау түсініледі. Экологиялық проблемаларды шешу, зілзалалармен және техногендік апаттармен байланысты төтенше жағдайлар болған кезде, мониторингтің айрықша маңызы бар. Осы міндеттерді тиімді шешуге нақты уақыт режиміндегі ЖҚЗ-ның жоғарғы жеделдігі ықпал етеді. Сөйтіп, ғарыштан алынған ЖҚЗ адамды қоршаған әлемді зерттейтін осы заманғы ғылымның ажырамас бөлігіне айналды. ЖҚЗ-ның әртүрлі әдістерін қолданбалы пайдалану ғарыштық ұшу аппараттарын іс жүзінде алғашқы ұшырулардан басталды және үздіксіз дамып жетілдірілуде.

1. Ғарыштан алынған ЖҚЗ фотографиялық әдістің жалпы принциптері

Ғарыштан алынған ЖҚЗ фотографиялық әдісі ҒҰА алғашқы ұшыруларында қолданылады. Ғарыштық фототүсірістердің сан алуан түрлері мыналарға байланысты жіктеледі:

- камераның оптикалық осінің жағдайы (жоспарлық, келешектік, конвергенттік) ;

- қолданылатын фотопленкаларының типтері (ақ-қара, түрлі-түсі, спектрозоналдық) ;

- ғарыштық түсіріс камераларының типтері мен сипаттамалары (топографиялық, топографиялық емес, көп аймақтық, кадр пішіні бойынша, фотокамералардың фокустық арақашықтығының ұзындығы бойынша және т. б. ) .

Мақсаттарына байланысты фототүсірістер ЖҚЗ фотографиялық әдісінің түрін таңдауды жүргізеді. Фототүсіріс процесс сұлбасы бойынша электромагнитті сәулелену спектрінің көрінетін диапазонында жүргізіледі:

1. түсірілетін беттік күн сәулесімен жарықтандырылған;

2. шағылысқан сәуленің атомосфера арқылы өтуі;

3. бейнелеуді оптикалық жүйелермен қалыптастыру;

4. жарықты сезетін материалды жасырын бейнелеудібелгілеу;

5. ҒҰА бортында немесе жерүсті жағдайларында жасырын бейнелеуді көрнекілеу.

Фототүсіріс процесінің тізбеленген кезеңдерінің әрқайсысызондтаудың мақсаты мен міндетін байланысты түсірістердің әдістері мен параметрлерін таңдауға ықпал етеді. ЖҚЗ фотографиялық әдісін қолдану саласын кеңейту, ең алдымен, қамту қабілетін арттыру арқылы қол жеткізілген фотобейнелеуден алынған ақпараттылықты көтеруге, шолу аймағын кеңейтуге, берілген спектрлік таңдамалық әдіспен алуға, түсірістердің жоғары фотографиялық, фотометрлік және фотограмметрлік параметрлеріне тәуелді. Ақпараттылықты көтерудің тізбеленген әдістері бір уақытта шешілмейді, өйткені бір параметрді жақсарту әдістері басқасын нашарлатуға алып келеді. Мысалы, түсіріс биіктігін төмендету арқылы қамту ауқымын көтеру шолу аймағын азайтуға алып келеді, фокустық қашықтықты ұлғайту есебінен көлемді ірілендіру арқылы бір кадрмен қармау алаңын қысқартуға және түсіріс аппараттарының габариттері мен салмағының артуына алып келеді, бұл өз кезегінде зымыран-тасығышқа, жер серігінің қызметтік жүйесіне, отын қорына талаптарды қатаңдандыруға алып келеді. Ғарыштық фототүсірістер арқылы шешілетін міндеттердің айтарлықтай саны, олардың қарама-қайшылықты сипаты фотоаппараттардың әртүрлі түрлерін жасау мен пайдалануға алып келді.

2. Ғарыштық фототүсірістер ерекшеліктері

Ғарыштық фототүсіріске бірқатар ерекшеліктер тән, оларға мыналар жатады: ұшудың жоғарғы биіктігі мен жылдамдығы; орбита жазықтығына қатысты Жердің айналуы; атмосфераның бүкіл қабаты арқылы түсірістер жүргізу; жарықтану шарттарының жылдам өзгерісі; фотоаппаратураның бүкіл жиыны жұмысын автоматтандыру қажеттігі.

Түсірістің жоғарғы биіктігі түсіріс масштабын азайтуға алып келеді, бұл өз кезегінде қармау алаңын ұлғайтудың жағымды факторымен қатар, түсірістің басты параметрлерінің бірін, кеңістіктік қамту ауқымын нашарлатуға алып келеді. Сондықтан ғарыштық фотожүйелер үшін камералар жиынында ұзын фокусты объективтің болуы тән (3000 мм дейін) .

Атмосфераның бүкіл қабаты арқылы түсірістерді жүргізу объектілердің контрастын айтарлықтай нашарлатады, сондықтан фотокамералар объективтерін жасау сапасына, рұқсат деңгейіне, дисторсия мәнін төмендету деңгейі бойынша жоғары талаптар қойылады. Сонымен қатар, бейнелеу қарама-қарсылығын ұлғайтуға спектрдің жақын инфрақызыл зонасындағы түсірістерге спектрлік-зоналық түсірістерді қолданумен жетуге болады.

Тасығыштың жоғарғы жылдамдығын бейнелеуінің жылжуын туғызады, бұл түсіріс сапасын айтарлықтай нашарлатады. Тиісінше, ғарыштық фотокамералар бейнелердің жылжуын өтеу механизмімен жабдықталуға тиіс. Сонымен қатар, бейнелеуінің бұрыштық ауысуын ескеру қажет, Жердің айналу салдарынан бұл өз кезегінде фотокамера конструкциясын күрделендіреді.

ҒҰА ұшу бағыты бойынша жарықтандырудың жылдам өзгеруі түсіру жүйесінің құрамында экспозицияны реттейтін автоматының болуын қажет етеді. ЖҚЗ-ның басқа түрлермен салыстыру бойынша, ғарыштық фототүсіріс ірі пішіндегі кадрда жүргізіледі. Ең кең таралған пішін 30 × 30 см. Сондықтан пленканы орау мен тегістеу механизміне жоғарғы талаптар қойылады.

Фототүсіріс көптеген жағдайларда ұшқышсыз ҒҰА-да жүргізілетіндіктен, жерден команда беру немесе берілген программа бойынша автоматтық режимдегі аппаратура жұмысын қамтамасыз ету үшін қажет. Түсіріс программасын құру кезінде фотокамералар таспаларын қайта ауыстыру мүмкіндігінің жоқтығына байланысты фотопленкалардың шектеулі қорын ескеру қажет (400-600 м) . Ғарыштық түсіріс үшін фотоүлдірді таңдау кезінде, сондай-ақ оның сенситометрлік параметрлеріне радиацияның ықпалын ескеру қажет. Пленканы таңдау түсірілетін ландшафтардың шағылысу қабілеттері туралы атмосфераның тазалығын, жоспарланған түсіріс кезіндегі метеожағдай туралы статистикалық мәліметтерді таңдау негізінде жүргізіледі. Сенситометрлік және резольвометрлік сынақ жүргізіледі. Пленкалардың тұрақтылық сипаттамасы және радиациялық ықпалдарға тұрақтылығы қамтамасыз етіледі. Фотохимиялық өңдеудің дұрыс режимін таңдау үшін әрбір фильмнің басы мен аяғында бақылау сенситограммасы басылады. Сонымен қатар, ҒҰА бортында фотопленканың бақылау үлгілері орналасады, олар түсіріс аяқталысымен, үлдірлер сипаттамасының өзгерісі деңгейін анықтау үшін және қажет жағдайда, өңдеу режиміне түзетулер енгізу қажеттігі кезінде өңделеді. Фильмдерді және аэрофильмдерді өңдеу үшін қолданылатын арнайы аспаптар мен машиналарда автоматты немесе жартылай автоматты жүргізіледі. Өнімдердің басқа түрлерін даярлаудың қандай-да бір ерекшелігі жоқ. Даярланған өнімнің ерекшелігін ескеретін әртүрлі жобалық және қарым-қатынас аспаптары пайдаланылады.

Фототүсістердің жоғары фотограмметрлік сапасы түсірілім аппаратурасы орнатылған платформаның тұрақтандыру және бағдарлау жүйесімен қамтамасыз етіледі. Сөйтіп, түсіріс аппаратурасының белгілеу осі бағытының тұрақтылығы мен дәлдігіне қол жеткізіледі. Сондай-ақ түсіріс жүйесі салмағының, габариттері мен құнының ең аз болу тиістілігі де айқын. Жоғарыда мазмұндалған ерекшеліктерді ескере отыра, фотобақылау жер серіктері шығарылатын орбита параметрлеріне таңдау жүргізіледі.

Ғарыштан алынған ЖҚЗ фотографиялық әдісінің негізгі артықшылықтары мыналар:

1) түсірістердің жоғары кеңістіктік қамту ауқымы;

2) жоғары геометриялық және фотометрлік дәлдік;

3) түсірістерді даярлаудың қарапайымдылығы мен арзандылығы;

4) стереобейнелерді құру мүмкіндігі;

5) орталық проекцияны бейнелеу құрылысы, жақсы зерттелген және сыналған өңдеу мен түсіндіру әдістері.

Барлық осы факторлар ғарыштық фототүсірістерді Жердің табиғи ресурстарын зерттеу кезінде оларды кеңінен қолданумен қатар, картографиялық тапсырмаларды шешу кезінде негізгі етті. Әлемде ЖҚЗ-ның осы саласында ғарыштан Ресей алады. Түсіру рұқсатығы 5 м-ге дейін “Ресурс-Ф” сериясындағы ЖШС ғарыштық фототүсірістері кеңінен таралды. ҰО соғысы аяқталысымен, түсіріс рұқсатығы 2 м дейін «Комета» сериясындағы әскери ЖШС фототүсірістері қолжетімді болды.

ЖҚЗ фотографиялық әдісінің кемшіліктеріне мыналарды жатқызуға болады:

1) мәліметтерді жедел ала алмау;

2) орбитаның төмен биіктігі мен борттағы үлдірдің шектеулі қоры салдарынан жер серігі жұмысының қысқа мерзімі (1 айға дейін) ;

3) ақпаратты баламалық түрде беру.

Ғарыштан жоғары және өте жоғары түсіру ауқымында (1 метрге дейін) ЖҚЗ оптика-электрондық жүйесін жасау және ұшыру, осы кезде картография мақсаттары үшін, сканерлік түсірістердің пайдаланылуын шектейтін проблемаларды шешуде ЖҚЗ фотографиялық әдістері өзектілігінің төмендеуі айқын.

3. Ғарыштық түсіріс фотокамераларын жіктеу

Ғарыштық түсіріс фотокамераларын жіктеу (ҒТФК) олардың мақсатымен, түсірістер жүргізу әдісімен, геометриялық параметрлермен анықталады (4. 1-сурет) .

ҒТФК сапалық көрсеткіші мыналарды анықтайды:

1) түсірістің өлшемдік және дешифирлеу қасиеттері;

2) сындарлы және пайдалану мәліметтері оның массасын, габаритін, энергия тұтынуын, ҒҰА бортында орналасу мүмкіндігін анықтайды.

Сурет 1. Ғарыштық фотокамералар жіктемесі

ҒТФК түсірістер материалдарының мақсаты бойынша төрт топқа бөлінеді:

1) топографиялық;

2) дешифирлеу;

3) жұлдыздық;

4) көп зоналық.

Топографиялық ҒТФК топографиялық карталарды жасауға пландық фототүсірістерді алуға арналған. Түсірістердің өлшемдік қасиеті бейнелеу масштабында ± 10 мкм аспайтын орташа квадраттық қатемен нүкте коодинаттарын анықтауға мүмкіндік береді. Жазықтықтағы пленканы тегістеу қатесі ± 0, 01 мм жуық болуға тиіс, координаттық белгілердің болуы қажет, объектив затворы геометриялық бұрмалауларды шығаруға тиіс емес.

Дешифирлеу камералары тақырыптық карталарды, фотопландарды, фотосұлбаларды жасауға жарамды түсірістерді алуға арналған. Осы камералардың, әдеттегідей, 300 мм астам фокустық қашықтығы және кадрлық өлшемі үлкен болып келеді. Дисторсия мәніне және пленканы тегістеуге қатаң талаптар қойылмайды. Дешифирлеу мақсаты үшін аппараттардың кадрлық және панорамалық типтері қолданылады. Фокустық арақашықтық мәні 30 бастап 3000 мм дейін.

Жұлдыздық камералар жұлдызды аспан түсірістерін алуға арналған, олар бойынша ҒҰА координаттары мен фотокамера жұмысы сәтіндегі тасығыш бағытын анықтайды. Кадр пішіні мен фокустық арақашықтығын, қажетті дәлдік қамтамасыз ететін бір кадрдағы жұлдыз бейнесінің санына қатысты таңдайды.

Көп зоналық камералар бірнеше спектрлік зонадағы бір уақыттағы түсірістерге арналған. Түсірістер әртүрлі зоналық сүзгілер мен бір пленкаға бірнеше объективтері бар бір камерамен немесе зоналық жарық сүзгілерін қолдана отырып, пленкаларды әртүрлі типтеріне бірнеше камералармен орындалуы мүмкін. Осы камералардың фокустық арақашықтығы 100-200 мм.

Экспонирлеу кезінде бейнені сақтап қалуды «выдержканы» қолдану қажеттігіне байланысты көптеген аппараттар бейнелеудің жылжуын (компенсациялау) өтеу механизмімен жабдықталады. Сонымен қатар, камералардың барлық түрлері үшін басты фактор болып бейнелеудің ең жоғары түсіру ауқымын алу қажеттігі болып табылады. Төменде бірнеше ғарыштық фотокамералардың техникалық сипаттамалары келтіріліп отыр.

КАТЭ-140, 500 фотоаппараттары; топографиялық кластағы «Салют», «Мир» үлгісіндегі орбиталық станция орнатылады. Объективі орталық затвордан экспозицияны орнату қондырғысынан, қысу қондырғысы бар ауысымдық таспадан, вакуумпомпадан, команда беру аспабынан тұрады, оның фокустық арақашықтығы 140 мм, кадр пішіні 18 х 18 см. Кадрге координаттық белгілер, кадрлар есептегіші, сағат басылады. КАТЭ-140, 500 мм орындалған түсірілім материалдары табиғи ресурстарды шолулық зерттеу, ұсақ масштабтағы картографиялау және басқалар үшін қолданылады. Бейнелеудің түсіріс ауқымының қабілеті 35-50 м құрайды.

МКФ-6 көп зоналық ғарыштық фотоаппаратын КСРО мен ГДР мамандары әзірлеген, “Карл Цейсс Йена" фирмасы жасап шығарған. Аппаратта фокустық арақашықтығы 125 мм объективтермен жабдықталған корпустағы біріктірілген алты фотокамерасы бар. Әрбір камера кадрының пішіні 81х56 мм.

Сурет 2. МКФ-6 көп зоналық ғарыштық фотоаппараты

Әрбір камераның жеке касетасы бар. Объективтердің алдында алты жеткілікті тар диапазонда фотографиялауды қамтамасыз ететін 475 бастап 850 нм дейін спектрлік қашықтықты қамтитын арнайы зоналық жарық сүзгілері орнатылған:

1-арна 460-500 нм;

2-арна 520-560 нм;

3-арна 480-620 нм;

4-арна 640-680 нм;

5-арна 700-740 нм;

6-арна 780-860 нм;

МКФ - 6 жиынының құрамына мыналар кіреді:

- камера;

- кассета (алты дана) ;

- жақтау;

- басқару пульті;

- электрондық блок.

4. Ғарыштық суреттің артықшылықтары мен кемшіліктері

Қазіргі уақытта біздің планетамыздың жай-күйіне жылдам мониторинг жүргізу қажет. Көптеген мәселелерді шешу үшін жерді қашықтықтан зондтау, яғни ғарыштық және авиациялық құралдарды пайдалана отырып, суреттерді алу қолданылады. Ғарыштық суреттер әртүрлі салаларда - ауыл шаруашылығы, геологиялық және гидрологиялық зертеулер, орман шаруашылығы, қоршаған ортаны қорғау, аумақтық жоспарлау, білім беру, зияткерлік және әскери салаларда қолданылады.

Жердің ғарыштан алғашқы фотосуреті 1946 жылы алынды. Өткен уақыттан бері жер бетіндегі көптеген суреттер сақталды. Қазіргі уақытта ғаламторда ғарыштық зерттеулер туралы ақпарат көп.

Аэроғарыштық суреттер - объектілердің жарықтығын қашықтан тіркеу арқылы белгілі геометриялық және радиометриялық заңдармен алынған нақты объектілердің екі өлшемді бейнесі және жасырын зерттеуге арналған қоршаған ортаның объектілері, құбылыстары мен процестері, сондай-ақ олардың кеңістіктік жағдайын анықтау.

Суреттер түрлері кең көріністе, кеңістікте, көріну тұрғысынан бөлінеді.

Кескіннің көрінуі кеңістіктегі суретте бейнеленген және жердің бірліктерімен өлшенген жер бетінің бөліктеріне байланысты. Ғарыштық суреттің 18×18 жиі қолданылатын жиек өлшемі барлық кескіндерді бір мезгілде көруге мүмкіндік береді.

Суреттерді жалпы шолуда (аумақты бір суреттпен қамту) суреттер бөлінеді:

1. Жаһандық, бүкіл планетаны қамтиды. Жабу аймағының ені 10 мың км-ден асады, аумақтық қамту жүздеген миллион шаршы шақырым.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.