Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Главная страница


Развитие фотограмметрии в России




Скачать 413.78 Kb.
страница4/5
Дата04.07.2017
Размер413.78 Kb.
1   2   3   4   5
At the end of the XX century rapid development of computer engineering resulted in the new products of aerial photography, i.e. digital terrain models and digital maps. Investigations in this field started at approximately the same time with the transition to analytical phototriangulation. Hardware-software complexes made the technical basis for collecting digital information on the terrain from images. The first of them was Analyt complex, its production testing started in 1977. In 1979 the production use of analytical stereoprojector SPA was started, and in 1984 – that of the automated analytical complex “Oromat”. But the above mentioned complexes were operated by rather bulky computers and their quantity was negligible. The situation changed for the better with the advent of PCs. In 1991 serial production of analytical photogrammetric instrument – stereoanagraph was started. It was developed at TSNIIGAiK under the supervision of G.A. Zotov. In 1995 by the licence of “Leika” the production of the analytical plotter SD-20 was started, the latter was a complete analog of SD-2000 instrument. В 1992г. одним из основных направлений общегосударственных работ Роскартографии признано создание цифровых карт. Для решения этой задачи образован главный и несколько региональных геоинформационных центров. Наряду с оцифровкой имеющихся картографических материалов, цифровые карты стали создавать и по фотоснимкам, для чего использованы стереоанаграф, аналитический фотограмметрический прибор SD-20 и другая техника. In 1992 one of the priority directions of Roskartographia national-scale works was digital-maps production. To meet the demand, the main geoinformation centre and some regional ones were established. Alongside with the digitization of the existing map materials, digital maps were derived from aerial photographs, using stereoanagraphs, analytical plotters SD-20 and other equipment. К этому времени несколько творческих коллективов в стране активно вели разработку цифровых фотограмметрических рабочих станций (ЦФРС), открывших пути к полной автоматизации всех фотограмметрических процессов по сбору и обработке цифровой информации о местности. By that time several creative-minded teams of the country were developing digital photogrammetric workstations (DPW) which opened the way to complete automation of all the photogrammetric processes as concerns collection and processing of digital data on the terrain. Саму идею такой станции обычно связывают с именем финского ученого У. Хелавы. Полностью признавая его выдающуюся роль, можно отметить, что на много лет раньше идею автоматизации стереоскопических измерений высказал А.С. Скиридов. Еще в 1927-1933гг он получил несколько авторских свидетельств на разработки по автоматическому вычерчиванию горизонталей путем сравнения плотностей вокруг идентичных точек пары фотоизображений. В 1937г. А.С. Скиридов писал, что «…нужно призвать на помощь фотоэлектрический эффект и им заменить человеческий глаз с его стереоскопией при рисовке рельефа…». The idea of the station is usually ascribed to the Finnish scientist U. Helava. Giving credit to his contribution, it should be noted that many years before him the idea of automated stereomeasurements was put forward by A.S. Skiridov. As far back as 1927-1933 he received several author’s certificates on devices for automatic drawing of contours by comparing the grey level around the identical points of stereopairs. In 1937 A.S. Skiridov wrote that “… we should turn to photoelectric effect and substitute a human eye (with its stereoscopy) for it when drawing the relief …”. Первые российские ЦФРС были представлены на конгрессе МОФДЗ, проходившем в 1996г. в Вене. В дальнейшем выделились два типа станций, наиболее полно отвечающих всем требованиям производства. The first Russian DPWs were presented at the congress ISPRS held in Vienna in 1996. Later the two types of stations which met the production demands best of all came forth. Одна из них – ЦФРС «Дельта» – создана в результате творческого сотрудничества фотограмметического отдела ЦНИИГАиК и коллектива фирмы «Геосистем», сложившегося в городе Виннице на Украине, ставшей независимым государством после распада СССР. Общее руководство работами над этой станцией осуществляли Г.А. Зотов и С.В. Олейник. К подготовке программного обеспечения привлекались и другие специалисты. В частности – для задачи построения и уравнивания фототриангуляции осуществлена глубокая интеграция технологического пакета ЦФРС с комплексом аналитической обработки результатов фотограмметрических измерений, составленным И.Т. Антиповым и хорошо проверенным к тому времени за годы широкого применения в производственных предприятиях. One of them, DPW “Delta” was a result of cooperation of the department of photogrammetry of TSNIIGiK and the team of “Geosystem” company, formed in Vinnitsa, Ukraine (now, after dissociation of the USSR, independent state). The general guidance of the research on this station was provided by G.A. Zotov and S.V. Oleynik. Some other specialists were also attracted for the software development. In particular, to solve the problem of analytical phototriangulation adjustment, the technology package of DPW was thoroughly integrated with the complex of analytical image processing, developed by I.T. Antipov. This complex was time-proved, as it was widely used many years at the production enterprises. Другая ЦФСР, получившая название «Фотомод», является продуктом российской фирмы «Ракурс». Another DPW, entitled “Photomod”, was the product of the Russian company “Rakurs”. Обе названные станции широко распространены не только России и странах, входивших ранее в СССР, но и за их пределами. Эти станции позволяют решать все задачи построения цифровых моделей и составления цифровых карт как по аэрофотоснимкам, так и по изображениям, полученным с искусственных спутников Земли. Both stations were widespread not only in Russia and former republics of the USSR, but beyond their boundaries. The stations permit solving the problems of digitization by deriving digital models and digital maps from aerial photographs and the Earth satellite images. Выпуск прецизионных фотограмметрических сканеров ФС-30, предназначенных для преобразования аналоговых изображений в цифровую форму, налажен на Экспериментальном оптико-механическом заводе ЦНИИГАиК. Этот сканер обеспечивал разрешение до 2300 dpi, геометрическую точность 3 мкм и позволял сканировать фотоснимки, имевшие формат до 30х30 см. The experimental optomechanical plant of the Central Research Institute of Geodesy, Aerial Survey and Cartography started producing precision photogrammetric scanners PhS-30, designed for converting analogue images into digital ones. The scanner ensured resolution up to 2300 dpi, geometrical accuracy 3 microns, and allowed scanning of images up to 30x30 sm. Новое направление в фотограмметрии возникло в связи с запуском искусственных спутников, зарождением космического фотографирования и использованием его результатов для решения практических задач. The new trend of photogrammetry appeared with the advent of the artificial satellites, space photography images and their practical application. Впервые космическая съемка Луны была выполнена в октябре 1959 г. с автоматической станции «Луна-3». На борту этой станции находились малоформатные фотокамеры, оборудование для фотохимической обработки пленки, а также устройства для считывания и передачи изображения. Была сфотографирована почти половина поверхности Луны, причем две трети снимков приходились на невидимую сторону ее. The first satellite photograph of the Moon was taken from unmanned station “Luna-3” in October 1959. On board the station there were miniature cameras, equipment for film photoprocessing, and the devices for image scanning and transfer. Nearly half of the Moon surface was photographed, with the two-thirds of the images being those of its averted hemisphere. Затем съемка участков Луны многократно выполнялась в 1966-1973гг. как со спутников серий «Луна» и «Зонд», облетавших Луну, так и с автоматических самоходных аппаратов, опускавшихся на поверхность Луны. В итоге были получены изображения трех типов: фототелевизионные, радиолокационные и обычные фотографические, сделанные со спутников «Зонд». После облета Луны эти спутники возвращались к Земле и экспонированная фотопленка доставлялась на землю. In 1966-1973 different parts of the Moon were photographed many times both from satellites series “Luna” and “Zond”, which flew round the Moon, and from descent modules on its surface. As a result, three types of images were received: phototelevision-, radar- and usual satellite photographic images taken from “Zond”. After orbiting the Moon the satellites returned to the Earth with the exposed film. К обработке снимков привлекались сотрудники МИИГАиК, ЦНИИГАиК, Астрономического института Академии наук СССР и других организаций. В итоге были составлены карты на разные участки как видимой, так и обратной стороны Луны. Масштаб карт, полученных по спутниковым снимкам, колебался в пределах от 1:1М до 1:10М (М – миллион). Первая полная карта Луны имела масштаб 1:5М. Был изготовлен также полный глобус Луны. На ограниченные участки удалось составить планы очень крупного масштаба по данным самоходных аппаратов. Involved in image processing were the specialists from the Moscow Institute of Engineers of Geodesy, Aerial Survey and Cartography, the Central Research Institute of Geodesy, Aerial Survey and Cartography, the Institute of Astronomy of the USSR Academy of Sciences, and other organizations. Their efforts resulted in the maps of different parts of the Moon, both visible and far side. The scale of the maps derived from satellite images ranged from 1:1M to 1:10M (M – million). The first complete map of the Moon was of 1:5M scale. The complete globe of the Moon was also made. On the basis of the self-propelled robot data, large-scale maps were made for some limited areas. В конце 1971г. советские космические аппараты «Марс-2» и «Марс-3», на которых были установлены фототелевизионные съемочные системы, начали передачу изображений поверхности Марса, в том числе цветных. В 1974г. спутники «Марс-4» и «Марс-5» продолжили съемку. По полученным изображениям в ЦНИИГАиК составлены карты масштабы 1:5М, а на отдельные участки – в 10 раз крупнее. По изображениям краев диска планеты удалось также построить профили рельефа ее. At the end of 1971 the Soviet spacecrafts “Mars-2” and “Mars-3”, with photo- and television cameras mounted on them, started transmitting images of the Mars surface, including colour ones. In 1974 the satellites “Mars-4” and “Mars-5” continued surveying. From the received images three maps of 1:5M scale and for some areas 10 times as large were derived at TSNIIGAiK. The images of the planet disk edges allowed constructing profiles of its relief. Эксперименты, связанные с составлением карт поверхности планеты Венера, были приурочены к запуску автоматических межпланетных станций серии «Венера» в 1974-1983 годах. Из-за плотной облачности, закрывающей планету, для съемки принят радиолокационный метод. Практическими результатами этих работ, проводившихся в ЦНИИГАиК совместно с Академией наук СССР, являются гипсометрические карты в масштабе 1:5М и атлас поверхности планеты. В атласе детально представлены исходные материалы съемки, а также результаты их обработки и интерпретации. The experiments of Venus surface mapping were dated for the launching of unmanned interplanetary stations, series “Venus”, in 1974-1983. Because of the opaque clouds, hiding the planet, radar surveying was chosen for the purpose. The bottom line of the works, carried out by TSNIIGAiK and the USSR Academy of sciences, were hypsographical maps, scale 1:5M, and the atlas of the planet surface. The atlas presented the detailed information on the initial surveying materials as well as the processed and interpreted data. Развитию космических съемок способствовало решение ряда теоретических проблем, в том числе разработка геометрической модели формирования радиолокационных изображений и использование их в фотограмметрических задачах. Сюда же относятся методы калибровки съемочной аппаратуры, координатной привязки материалов съемки, уточнения орбитальных и навигационных параметров автоматических станций, законы стереоскопического восприятия перекрывающихся радиолокационных изображений. Обобщение выполненных исследований дано в монографии Ю.С. Тюфлина «Космическая фотограмметрия» (1986г.) и в книгах других авторов. Satellite surveying was promoted by theoretical investigations including the development of geometrical models for radar imagery and their application for photogrammetric treatment. Significant contribution was also made by the methods of camera calibration, coordinate referencing of radar data, refinement of unmanned stations orbital and navigation parameters and the laws of overlapping radar images stereovision. The conducted investigations were summarized in the monograph “Space Photogrammetry” by Yu.S. Tyuflin, and the books by other scientists. Планомерное фотографирование Земли с пилотируемых и автоматических космических аппаратов начато в 1960-х годах. В 1973 г. был образован Государственный научно-исследовательский и производственный центр «Природа», которому поручена разработка методов, средств и технологий получения, обработки, хранения, распространения и использования аэрокосмической информации. Regular satellite surveying of the Earth (both manned and unmanned) started in 1960s. In 1973 the State research and production centre “Priroda” (Nature) was established to deal with the development of techniques and technologies for aerospace data acquisition, processing, storage, distribution and application. С целью получения материалов для решения задач природоведения, тематического и топографического картографирования было создано несколько поколений космических специализированных комплексов «Ресурс-Ф», в которых, в отличие от ряда спутников других стран, за основу получения информации был принят принцип традиционного фотографирования. С 1974г. осуществлено более 100 запусков короткопериодических спутников. С каждого такого спутника по заданной программе выполнялась съемка, а затем материалы фотографирования посредством спускаемого аппарата доставлялись на Землю. Кроме того, были созданы и выводились на орбиту космические комплексы серии «Космос». Все оригинальные, первичные фотоматериалы направлялись в Госцентр «Природа», фонд космической информации в котором достиг примерно 2 млн снимков земной поверхности (многозональных, спектрозональных и панхроматических). Снимки серии «Ресурс-Ф» с разрешением 5-10 м распространялись более чем в 80 странах, а число потребителей этих снимков превышало одну тысячу. In order to receive the material to be applied to the problems of nature study, thematic and topographical mapping, several generations of specialized space complexes “Resurs-F” were created. As opposed to a number of foreign satellites their principle of data accessing was that of a traditional photographing. Since 1974 more than 100 short-term satellites have been launched. Each of them conducted the survey according to the set program. The images were delivered to the Earth by the lander. In addition to the above mentioned, space complexes of “Cosmos” series were created and orbited. All the original satellite images were sent to the State center “Priroda”, whose stock of the space information amounted to nearly 2 million images of the Earth’s surface (multispectral, spectrozonal and panchromatic). The images of “Resurs-Ф” series with 5 - 10 m resolution were distributed in more than 80 countries, with the number of their users surpassing one thousand. Для космического фотографирования служили фотоаппараты ТК-350 и ТК-1000. Фотоснимки этих фотоаппаратов, обладали высокими измерительными и дешифровочными свойствами. Они, а также другие материалы и данные составили информационную основу, которая реализовывалась сложными аппаратно-программными средствами и технологиями создания и обновления цифровых топографических карт до масштаба 1:10000 включительно. По этим снимкам осуществлялось также комплексное картографирование природных ресурсов и картографический мониторинг состояния и динамики различных природных и антропогенных процессов. For satellite imagery cameras TK-350 and TK-1000 were used. Photographs of these cameras possessed high measuring and deciphering characteristics, with images exhibiting high measurability and identification characteristics. Theye and many other materials and data formed the information base to be realized by complex hardware-software techniques and the technologies for making and updating digital topographic maps up to the scale of 1:10,000 inclusive. These images were also used for complex mapping of natural resources and monitoring of the state and dynamics of various natural and anthropogenic processes. Большой вклад в успехи Госцентра «Природа» внесли Ю.П. Киенко и Е.А. Решетов. Great contribution to the development of the State centre “Priroda” was made by Yu.P. Kiyenko and Ye.A. Reshetov. Работы по наблюдению за природной средой выполнялись не только по российским, но и по международным программам. Так в 1996-1999гг. на пилотируемой космической станции «Мир» работал модуль «Природа». Прием информации осуществлялся в городах Обнинск (Россия) и Нойштерлиц (Германия). По этой информации проведены разнообразные о исследования и эксперименты. Среди них: изучение: гидрологического состояния почвы и атмосферы (совместно Болгарией, Италией, США, Германией); распределения малых газовых составляющих в атмосфере (совместно с США и Францией); экологических проблем (совместно с Казахстаном). В итоге, помимо решения конкретных задач, отработана методика комплексных космических наблюдений и квазисинхронных подспутниковых измерений. The environmental monitoring was conducted in accordance with both Russian and international programs. Thus in 1996-1999 the “Priroda” module worked on the manned space station “Mir”. The information was received in Obninsk (Russia) and Neustrelits (Germany) and applied for various investigations and experiments, including studies of soil and atmosphere hydrological conditions (in cooperation with Bulgaria, Italy, the USA and Germany); distribution of minor gas components in the atmosphere (together with the USA and France); ecological problems (with Kazakhstan). Besides contributing to the concrete problems solution, the investigations resulted in the developed techniques for complex space exploration and quasi-synchronous ground-truth observations. Хотя в СССР и России в XX веке не запускались спутники для дистанционного зондирования Земли с оптико–электронными сенсорами высокого разрешения, Госцентр «Природа» проявил интерес к изображениям, полученным не только фотографическими, но и цифровыми камерами. И в первые годы XXI века в Роскартографии взят курс на переход от фотографических к оперативным оптико-электронным космическим методам получения информации. Начата подготовка к приему и обработке информации с новых высокоэффективных аппаратов дистанционного зондирования Земли типа «Ресурс-ДК» и «Монитор-Э». Первые такие спутники, позволяющие решать совокупность картографических и природоведческих задач, введены в строй в 2006г. Перспективными планами предусмотрено создать космическую группировку искусственных спутников, обеспечивающих общий обзор всей Земли с заданной периодичностью, с разным пространственным разрешением и во всех возможных диапазонах электромагнитного спектра. In spite of the fact that in the XX century the USSR and Russia did not launch satellites with high-resolution opto-electronic sensors for remote sensing of the Earth, the State centre “Priroda” became interested in the images taken not only by photocameras but also by digital ones. In the first years of the XXI century Roskartographia started switching from photography to the on-line optoelectronic satellite imagery. It was getting ready for reception and processing of the information from the new high-performance remote sensors of the Earth, types “Resurs-DK” and “Monitor-E”. The first satellites of this type, capable of solving the variety of problems concerning mapping and nature investigation, were launched in 2006. The long-term plans foresee creating the artificial satellites constellation to provide general view of the Earth with preset periodicity, different spatial resolutions in all possible ranges of the electromagnetic spectrum. Роль посредников по распространению в России изображений, со спутников других стран, взяли на себя отдельные коммерческие организации. Например, компания «Совзонд», организованная в 1992г., стала официальным дистрибьютором для десятка мировых лидеров в области поставки данных дистанционного зондирования. Через эту компанию могли получать данные с большинства действующих спутников, в том числе обладающих наивысшим разрешением, не только заказчики из России, но и из стран, выделившихся из СССР. Some proprietary organizations became intermediaries in distributing the satellite images of other countries in Russia. For instance, the “Sovzond” company, established in 1992, became an official distributor for the ten world leaders in the field of remote sensing data supply. It is through this company that the customers in Russia and the former republics of the USSR could obtain most of the satellite images, including those with highest resolution. В своей деятельности компания «Совзонд» опиралась на сотрудничество с высшими учебными заведениями. Так подготовка и переподготовка специалистов по цифровым методам и технологиям обработки аэрокосмической информации посредством программных комплексов ENVI и ERDAS осуществлялась в инновационном центре «СГГА-Совзонд». The “Sovzond” company’s activities were based on the cooperation with higher educational institutions. Thus the innovation centre “SSGA-Sovzond” trained and retrained specialists in digital techniques for aerospace information processing by means of program complexes ENVI and ERDAS. К 2008г. более половины территории России было покрыто снимками высокого разрешения со спутников WorldView, QuickBird, Ikonos, OrbView. В этот период все компании-дистрибьюторы отмечали ежегодный рост заказов на изображения со спутников других стран. Заказчиками, в основном, являлись организации, связанные с изучением состояния окружающей среды или эксплуатацией природных ресурсов. В научной литературе страны, в сборниках различных конференций, в трудах высших учебных заведений публиковалось множество статей, рассказывающих об успешном решении различных задач по данным дистанционного зондирования Земли. By 2008 more than the half of Russian territory was covered by high-resolution satellite images from WorldView, QuickBird, Ikonos and OrbView. During this period all the distributing companies reported annual growth of orders for satellite images from other countries. The customers were mostly the organizations dealing with environment and earth resources exploration. The scientific books, collected works of various conferences and scientific works of higher educational establishments, published in Russia, included many articles on the remote sensing of the Earth and these data application for the successful solution of different problems. К концу XX века относятся и первые эксперименты по аэросъемке с лазерным сканированием. Одним из пионеров работ в этом направлении был Е.М. Медведев, крупный специалист по лазерно-локационным и другим новым аэросъемочным средствам и программному обеспечению для них. Он активно пропагандировал метод воздушной лазерной локации в статьях и выступлениях на различных научных конференциях. Практически применять метод лазерной локации начали при инженерных изысканиях, для которых требовалась цифровая модель рельефа повышенной точности. The first experiments in aerial photography using laser scanning were started at the end of the XX century. One of the pioneers in this field was Ye.M. Medvedev, a prominent specialist in laser location and some other new techniques of aerial photography and pertinent software. He did his best to make the method of airborne laser scanning popular. He wrote a number of articles and took part in scientific conferences on the subject. In practice laser location began to apply in engineering prospecting, which demanded digital models of extended precision.
1   2   3   4   5