МОДУЛЬ 4 ДЕШИФРИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ АЭРО- И КОСМИЧЕСКИХ

МОДУЛЬ 4 ДЕШИФРИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ АЭРО- И КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК ЛЕКЦИЯ 16 ДЕШИФРИРОВАНИЕ АЭРОФОТОСНИМКОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ БАЗОВЫХ КАРТ (ПЛАНОВ) СОСТОЯНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕМЕЛЬ Авторы: Лозовая Светлана Юрьевна, д. т. н. , профессор кафедры городского кадастра и инженерных изысканий Лозовой Николай Михайлович, ст. преподаватель кафедры городского кадастра и инженерных изысканий Хомин Вероника Степановна ст. гр. ГК-41

ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ КАДАСТРОВОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ СНИМКОВ Данный вид дешифрирования выполняют в целях создания кадастровых карт межселенных земель в масштабах 1: 10000 и в малообжитых регионах — 1: 25000, а также кадастровых планов поселений в масштабах 1: 500. . . 1: 2000. Кадастровые карты и планы, являясь специализированными моделями местности, служат пространственной основой для формирования базы кадастровой информации. С их помощью проводят инвентаризацию земель сложившихся землепользований и землевладений, учитывают объекты недвижимости. Их используют также при проведении изыскательских работ землеустроительного назначения и межевании земель. Кадастровые карты и планы могут служить топографической основой при создании специальных карт (почвенных, геоботанических, гидрогеологических, подземных коммуникаций и др. ), используемых в качестве информационных слоев в ГИС.

Основные требования к контурно-информационному содержанию кадастровых карт и планов: объем топографической (ситуационной) информации должен обеспечить: достаточно точную пространственную привязку (нанесение на карты и планы) специальных сведений о землях; свободное ориентирование на местности при выполнении полевых работ; возможность принятия правильных проектных решений и вынесения проекта в натуру; объем специальной информации должен обеспечить правильное решение любой из перечисленных задач. Содержание кадастровых карт и планов земель должно постоянно находиться в соответствии с фактическим состоянием местности. Обеспечивается это или непрерывным картографическим дежурством (внесение поправок в реальном времени), или строго периодичными корректировками ситуации.

ОБЪЕКТЫ ДЕШИФРИРОВАНИЯ ПРИ СОЗДАНИИ БАЗОВЫХ КАРТ ЗЕМЕЛЬ МАСШТАБА 1: 10 ООО. . . 1: 25 ООО И ИХ ПРИЗНАКИ Один из важнейших объектов данного вида дешифрирования — границы землепользовании и землевладений, поселений и земель государственного запаса. В некоторых случаях, когда часть границы проходит по урочищу или совпадает с элементами местности, она материализуется в виде берега реки, ручья, просеки, дорог и т. п. Поэтому разговор о дешифровочных признаках самой границы сводится в основном к анализу признаков межевых знаков. Поиск изображения межевых знаков на дешифрируемых материалах не должен быть случайным. Необходимо знать их примерное положение. Опознавание существенно упрощается, если сохранившиеся межевые знаки перед аэрофотосъемкой маркируют.

Пашня — земельный участок, систематически обрабатываемый и используемый под посевы сельскохозяйственных культур, включая посевы многолетних трав, а также пары. Особенность дешифрирования пашни—дифференциация ее по качественным характеристикам. Выделяют пашни с оросительной сетью, пашни лиманного орошения, осушенные (с указанием способа осушения) с двусторонним регулированием водного режима, заливные, богарные (в районах орошаемого земледелия), чистые, засоренные камнями. Отдельно выделяют пашни под посевами риса, показывают теплицы, парники и оранжереи. Основные дешифровочные признаки пашни — четкость границ и определенная «геометричность» формы полей

К залежи относят участки бывшей пашни, не используемые более одного года (начиная с осени) для посева сельскохозяйственных культур и не подготовленные под пар. Залежи при дешифрировании разделяют на чистые, засоренные камнями, заросшие кустарником или порослью леса, засевавшиеся ранее рисом, богарные. Отдельно показывают залежи лиманного орошения, с оросительной сетью, расположенные в зоне орошения, заливные и осушенные с указанием способа осушения. Дешифровочные признаки залежи и пашни очень близки. Границы и следы обработки почвы и соответственно линейная текстура изображения сохраняются многие годы. Со временем появляются признаки прекращения обработки — локальная нечеткость текстуры, возникновение в текстуре пятен. Косвенный признак залежи — приуроченность ее к межотроговым овражным и балочным участкам.

К сенокосам относят участки, травостой которых систематически используют для сенокошения. Сенокосы при дешифрировании разделяют на заливные, суходольные и заболоченные. Все их подразделяют на чистые, покрытые кочками, заросшие кустарником, порослью леса или редким лесом и залесенные. Заболоченные сенокосы делят по типу растительности на заросшие камышом, рогозом или тростником и отдельно — заросшие осокой. Форма и размеры участков сенокосов неопределенные, так как их границами служат границы пашни, залежи, леса, а также топографические элементы местности (реки, ручьи, дороги и др. ). При дешифрировании сенокосов важное значение имеют косвенные признаки: приуроченность к определенным природным комплексам, отсутствие возможности прогона скота к участку и вообще отсутствие признаков систематического выпаса.

Пастбище — земельный участок, травостой которого систематически используется или пригоден для выпаса скота, но не используется как сенокос и не является залежью. Пастбища делят на пойменные, суходольные и заболоченные с последующим разделением на чистые, покрытые кочками, заросшие кустарником, порослью леса или редким лесом и залесенные. Суходольные пастбища подразделяют на культурные, коренного улучшения, засоренные камнями, каменистые и расположенные на задернованных песках. В степной, полупустынной и пустынной зонах пастбища разделяют в зависимости от произрастающей на них растительности, обводненности и сезонного использования. Пастбища, так же как и сенокосы, не имеют четко выраженных прямых дешифровочных признаков.

Многолетние насаждения — земельные участки под древесными, кустарниковыми или многолетними травянистыми искусственными насаждениями, предназначенными для получения плодово-ягодной или технической продукции (чая, эфирных масел, и т. п. ). Основной дешифровочный признак многолетних насаждений—текстура изображения. Дешифрирование сельских поселений при создании базовых карт земель имеет свои особенности. На дешифрируемые материалы наносят юридические границы, если они установлены и соответствуют фактической границе. Индивидуальные постройки в поселении независимо от функционального назначения и характеристик строений объединяют поквартально общим контуром или при рассредоточенной застройке разделяют по группам, если расстояние между группами более 5 мм в масштабе плана. Строения внутри кварталов не дешифрируются.

В сельском поселении дешифрируются сельскохозяйственные угодья общественного пользования и топографические объекты: реки, ручьи, овраги, леса, кустарники, парки, скверы и др. Дешифрированию подлежат также хутора, бывшие хутора, хозяйственные постройки, расположенные вне поселения (полевые станы, склады и т. п. ), Леса в рассматриваемом виде дешифрирования не разделяются по породам. Дешифрированию подлежат полезащитные и садозащитные лесополосы, защитные насаждения вдоль оросительных и осушительных каналов, бровок оврагов, берегов водоемов, древесная и кустарниковая обсадка дорог и судоходных каналов, защитные лесонасаждения по дну и откосам оврагов и на песках. Основной дешифровочный признак лесов и кустарников — текстура фотоизображения.

Дороги имеют специфические прямые дешифровочные признаки—на обычных широкозональных аэрофотоснимках Нечерноземной зоны они отображаются светлыми линиями (полосами) Мосты и путепроводы дешифрируют по прямым признакам; наличие водопропускных труб определяют косвенно по пересечению дорог с водотоками при отсутствии мостов. При дешифрировании гидрографических объектов показывают береговые линии всех естественных и искусственных водоемов, гидротехнические сооружения Водные объекты с высокой степенью достоверности дешифрируют на черно-белом и особенно надежно на цветных аэрофотоснимках по прямым признакам. Направление течения в реках определяют по косвенным признакам (форме островов и наносов на отмелях, по направлению впадения притоков).

Болота подразделяют на низинные, верховые и переходные с выделением в них окон чистой воды, участков с растительностью. Основной дешифровочный признак болот — текстура изображения. Дешифрируются земли, не используемые в сельскохозяйственном производстве: пески, галечники, каменистые россыпи, выходы коренных пород, такыры, солончаки, и др. Из естественных форм рельефа дешифрируют: сухие русла, овраги и промоины, обрывы, осыпи, скалы, оползни, карстовые воронки, линии резкого изменения крутизны задернованных склонов, бровки балок и др. Большинство указанных элементов выявляют и опознают при помощи стереоскопа.

ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ РАССМАТРИВАЕМОГО ВИДА ДЕШИФРИРОВАНИЯ. НОРМЫ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ При дешифрировании материалов аэрофотосъемки для составления карт в масштабе 1: 10000 и 1: 25000 установлены следующие требования к точности нанесения элементов ситуации (в масштабе плана): ошибка нанесения четкой границы объекта относительно ее изображения не должна превышать 0, 2 мм; уклонение контрольных определений нечетко выраженной в натуре границы (например, сенокос суходольный и заболоченный) не должно превышать 1, 5 мм; уклонение контрольных определений инструментально нанесенной на дешифрируемые материалы четкой в натуре границы (положения) объекта не должно превышать 0, 3 мм.

ТЕХНОЛОГИЯ ДЕШИФРИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ Дешифрирование начинают с нанесения точного положения границ основных землепользований и землевладений. Рассмотрим общую технологию их дешифрирования. При этом может оказаться, что межевые знаки (поворотные пункты границ) сохранились на местности и надежно опознаются на фотоизображении; межевые знаки сохранились на местности, но не опознаются на фотоизображении; межевые знаки на местности не сохранились. Дешифрирование границ в первом случае сводится к простому опознаванию, фиксированию наколами и соответствующему оформлению опознанных знаков на дешифрируемых материалах. Реализации этого варианта, как уже отмечалось, способствует маркирование знаков перед аэросъемкой.

Во втором случае межевые знаки наносят на фотоизображение в поле геодезическим путем. Для решения той же задачи в камеральных условиях данные о положении границ получают с дешифрованных снимков или прежних лет, если граница с тех пор не изменилась. Отождествление точек фотоизображения выполняют стереоскопически или с помощью линейных засечек (пропорциональным циркулем) от сохранившихся и надежно отождествляемых точек фотоизображения. В третьем случае, при отсутствии координат поворотных пунктов, границу дешифрируют по указанию уполномоченных смежных землепользователей в поле. Опознанные надежно в камеральных условиях участки границ вычерчивают тушью. Оставшиеся участки дешифрируют в поле.

Границы поселений наносят на изображение по их фактическому положению. Распознавание границ существенно упрощается, если на местности они обозначены канавами, изгородями, рядами деревьев или кустарников, совпадают с дорогами. Границы орошаемых и осушенных земель на дешифрируемые материалы наносят с планов инвентаризации мелиорированных земель, с планов их графического учета или исполнительных чертежей, составленных при сдаче этих земель в эксплуатацию. При камеральном дешифрировании прочих объектов необходимы полный комплекс признаков, а также материалы, собранные на подготовительном этапе. Дешифрирование в большинстве случаев выполняют по принципу последовательного перехода от общего к частному.

Сначала дешифрируют основные линейные топографические объекты (дороги, гидрографические элементы), затем общие контуры лесных массивов и сельскохозяйственных угодий и далее анализируют каждый из выделенных массивов. Используют и другие варианты последовательности дешифрирования. Неуверенно дешифрированные и вообще не дешифрирующиеся участки (объекты) выделяют на снимках и переносят на репродукцию накидного монтажа или фотосхему. На основе этих материалов, а также с учетом полученных в местных землеустроительных органах сведений о происшедших после аэросъемки изменениях в районе работ проектируют маршруты полевой доработки и контроля результатов камерального дешифрирования.

Полевую часть работ выполняют при участии уполномоченного представителя землепользования, землевладения. По необходимости для консультации привлекают должностных лиц хозяйств и представителей землеустроительной службы района. Результаты дешифрирования в поле фиксируют с помощью жесткого карандаша или притуплённой иглы с обязательным ежедневным вычерчиванием результатов тушью. Дешифровщики для нанесения на дешифрируемые материалы (преимущественно ортофотопланы) условных знаков используют цветные «ручки-корректоры» (типа фломастеров). Другим концом такой ручки можно удалить с дешифрируемого изображения ошибочно нанесенные элементы ситуации.

В целях предупреждения методических ошибок дешифрирования руководитель подразделения контролирует все этапы работ, особенно на начальной стадии. Замечания по работе и рекомендации заносят в акт текущего контроля. Завершив работу, исполнитель формирует «Дело по дешифрированию» , включив в него дешифровочные материалы и документы, перечень которых устанавливают согласно действующим инструкциям. Законченную работу принимает руководитель работ с обязательным выездом на место работы. При этом устанавливают соответствие результатов дешифрирования требованиям инструкции и дополнительным техническим условиям. Обращается внимание на выполнение рекомендаций, указанных в актах текущего контроля, на качество вычерчивания результатов дешифрирования и выполнения сводок, на наличие и правильность оформления документов.

ДЕШИФРИРОВАНИЕ СНИМКОВ ПОСЕЛЕНИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ КАДАСТРА И ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ЗЕМЕЛЬ При выполнении работ по дешифрированию руководствуются инструкциями и наставлениями, принятыми в производстве, а также техническим заданием, определяющим требования к содержанию и объему получаемой информации. Дешифрирование выполняют полевым или комбинированным способом на увеличенных фотоизображениях. Масштаб увеличенных снимков (или их фрагментов) соответствует масштабу создаваемого кадастрового плана. Для сельских поселений используют масштаб 1: 1000. . . 1: 2000, для городов — 1: 500. . . 1: 1000. В границах сельских поселений и городов подлежат дешифрированию следующие земельные участки:

жилой застройки (земли под многоэтажными строениями и земли между ними, функционально связанные и закрепленные за зданиями и сооружениями, а также территории для их технологического обслуживания); общественной застройки (земли под учреждениями образования, науки, здравоохранения, культуры, искусства, общественного питания, торговли, и др. ); земли общественного пользования (улицы, площади, проспекты, дороги, проезды, переулки, парки, скверы, набережные, пляжи и др. ); под промышленной, коммунальной и складской застройкой; транспорта, связи, инженерных коммуникаций (железные и автомобильные дороги, речной транспорт; земли под трубопроводами, линиями электропередач, под сооружениями радиовещания и телевидения и т. д. );

природно-заповедного, природоохранного, оздоровительного, рекреационного и историко- культурного назначения; водного фонда (занятые водными объектами: реками, озерами, водохранилищами, водоохранными зонами, гидротехническими и водохозяйственными сооружениями и другими водными объектами); сельскохозяйственного назначения (сельскохозяйственные угодья, земли акционерных и фермерских хозяйств, колхозов, муниципальных и подсобных хозяйств, земли под коллективными садами и огородами и т. п. ); запаса; военных объектов, режимных зон и иные земли; прочие земли (карьеры, копаные места, каменистые территории и т. п. ).

Подготовительные работы при дешифрировании снимков. Выполняют следующие виды работ: подбирают увеличенные снимки или их фрагменты на участки изучаемой территории; отграничивают рабочие площади на отобранных снимках; подбирают топографические материалы на участки работ: топографические планы крупных масштабов 1 м = 1: 500. . . 1: 5000, топографические карты масштаба 1: 10 000, 1: 25 000 и мельче, копии районных карт масштаба 1: 50 000 с нанесенными кадастровыми номерами, специальные карты и планы (почвенные, геоботанические, лесные и т. п. ); получают копии генеральных планов и другой градостроительной документации, перспективные планы развития и правила застройки городов и поселений;

собирают материалы предыдущих инвентаризаций, документы и материалы по отводу земельных участков, выносу в натуру, установлению и восстановлению границ землевладений, землепользовании и поселений; получают материалы обследований индивидуальных земельных участков и построек, выполненных бюро технической инвентаризации (БТИ), и материалы исполнительской съемки, в которых отражены сведения о землевладельцах, землепользователях; получают сведения о наличии зон ограничения и обременения по данным организаций, в ведении которых находятся линии электропередач, связи, трубопроводы, коммунальные сети и т. п. ; составляют списки землепользователей; собирают на каждое поселение сведения о распределении земель по целевому назначению;

проводят по данным районной землеустроительной службы разделение объекта на кадастровые зоны, массивы и кварталы; согласуют существующие и проектные границы поселений в архитектурно-планировочных управлениях (отделах). Технология дешифрирования снимков при кадастровых работах и инвентаризации земель состоит из двух этапов: камеральной подготовки и полевого обследования территории. На первом этапе, используя материалы подготовки, дешифрируют все объекты, подлежащие отображению на базовом плане. На втором полевом этапе опознают объекты, достоверность дешифрирования которых в камеральных условиях была низкой, а также обследуют все камеральные дешифрированные объекты.

На увеличенных снимках по согласованным на этапе подготовке материалам накалывают и обозначают поворотные точки границ поселений и границ кадастровых зон, массивов, кварталов. Их нанесение уточняют в полевых условиях в присутствии представителя администрации. Достоверность установления и нанесения границ подтверждают на каждом дешифрированном снимке (фрагменте) подписями и печатями представителей. Дешифрирование границ землевладений, землепользований — ответственная, сложная и юридически значимая часть полевых работ. Положение поворотных точек и межевых знаков границ участков определяют в натуре и опознают на снимках совместно с представителем местной администрации и, желательно, в присутствии землевладельца, землепользователя.

При этом определяют и наносят на снимки границы участков по их фактическому использованию. Непосредственно опознаваемые поворотные точки наносят на увеличенные снимки с точностью 0, 1 мм. Если поворотные точки не изобразились на снимке или плохо распознаются, то для их нанесения выполняют промеры рулеткой от ближайших трех четких контурных точек. Результаты измерений и абрис заносят в журнал полевого дешифрирования. Чтобы перенести результаты измерений на снимок, определяют масштаб в данной зоне снимка. В компьютерных технологиях обработки снимков при кадастровых съемках и инвентаризации земель применяют два способа отображения не изобразившихся объектов по результатам полевых измерений.

В первом способе объекты наносят на изображение, выведенное на мониторе компьютера, после фотограмметрических преобразований снимков. Во втором случае фотограмметрически преобразованные снимки печатают на принтере или плоттере. Получают одномасштабные изображения на бумажной основе, а далее по результатам промеров не изобразившиеся объекты наносят в полевых условиях. В границах земельных участков показывают жилые дома и капитальные строения. В присутствии землевладельца заполняют декларацию о факте использования земельного участка физическим или юридическим лицом. В ней записывают анкетные данные, адрес и кадастровый номер, юридические документы, вид собственности на землю и ее назначение, площадь участка по документам, вычерчивают схему участка и т. п.

Дешифрирование линейных объектов (улиц, проездов, автомобильных и железных дорог, линий электропередач и связи) имеет свои особенности. Большинство линейных объектов имеют полосы отчуждения (отвода) или охранные зоны, которые подлежат дешифрированию и обозначению соответствующим условным знаком. Объекты, расположенные в охранных зонах, дешифрируют в обязательном порядке, а находящиеся в полосах отвода — по дополнительным требованиям. При дешифрировании улиц выделяют: проезжую часть по линии бордюрного камня, по ширине твердого покрытия или по факту использования; тротуары, располагающиеся между фасадной линией и проезжей частью улицы; газоны, находящиеся между проезжей частью улицы и тротуаром; канавы.

В границах поселений дешифрируют шоссе, бульвары, проспекты, проезды, тупики, включая сооружения на них (например, остановки общественного транспорта, трансформаторные подстанции и т. п. ). Профилированные дороги (шоссе, автострады) дешифрируют по ширине твердого покрытия с указанием его типа и ширины полосы отвода. Дешифрированию подлежат находящиеся на них сооружения. Грунтовые дороги дешифрируют за пределами застроенной территории. Железные дороги дешифрируют в границах полосы отвода. Границы полосы отвода и охранной зоны определяют на основании правоустанавливающих документов или по материалам земельного отвода. Садово-дачные кооперативы и товарищества, земли, и т. п. дешифрируют одним общим контуром с указанием кадастрового номера.

Качество дешифрирования определяют полевым контролем и при окончательной приемке работ. Для этого проверяют 15. . . 30 % объема выполненных работ. По результатам дешифрирования формируют «Дело по дешифрированию» , в которое входят дешифрированные увеличенные аэрофотоснимки (фрагменты), фотопланы или ортофотопланы; журналы полевого обследования, декларация о факте использования земель физическими или юридическими лицами, акты полевого контроля и т. п.

ВЫБОР СЪЕМОЧНОЙ СИСТЕМЫ И УСЛОВИЙ СЪЕМКИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ДЕШИФРОВОЧНЫХ РАБОТ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ КАДАСТРОВЫХ КАРТ И ПЛАНОВ Основными условиями решения поставленных в данном разделе задач являются: достаточность семантической информации на получаемых снимках; минимальная стоимость аэрофотосъемки. Последнее условие связано с масштабом фотографирования (чем мельче съемочный масштаб, тем дешевле аэрофотосъемка). Предел уменьшения масштаба регламентируется отображаемоетью на снимках минимальных по размерам элементов местности, подлежащих дешифрированию или используемых в качестве индикаторов при их опознавании. Элементы местности, обеспечение отображаемости которых обязательно, относят преимущественно к группе протяженных (линейных) объектов.

Вспомним, что разрешающая способность R фотообъектива, аэропленки и съемочной системы в целом определяется именно числом линий, раздельно отображающихся в погонном миллиметровом интервале. Следовательно, с достаточно высокой степенью корректности можно воспользоваться величиной R съемочной системы при предвычислении знаменателя минимального масштаба аэрофотосъемки, применяя при этом упрощенную (не учитывающую форму объектов) формулу Где L — необходимое разрешение (на местности) съемочной системы; К— ярко -синий контраст объект/фон, определяемый по формуле

Рассчитанный масштаб аэрофотосъемки может быть получен в результате различных комбинаций фокусного расстояния АФА и высоты фотографирования. При оптимизации этих параметров в целях дешифрирования следует иметь в виду, что угол поля изображения АФА (2β) при том же значении ƒ существенно изменяется в зависимости от формата кадра используемой камеры. Значение 2β важно при съемке и дешифрировании поселений с многоэтажной застройкой. С увеличением угла расширяется изображающаяся на снимке площадь и соответственно увеличиваются участки, закрытые зданиями. где h —высота здания; l — расстояние от главной точки снимка до наиболее удаленной точки рабочей площади.

При камеральном дешифрировании сельскохозяйственных угодий тон изображения не обладает существенной информативностью. Разнотонность изображения угодий нужна главным образом для территориального разделения их, т. е. для разграничения. Поэтому с точки зрения разграничения сельскохозяйственных угодий оптимизация времени съемки и сочетание типа аэропленки и светофильтра в зависимости от сезонного изменения яркости поверхности угодий не имеют большого значения. Дешифрируемость прочих объектов также мало зависит от времени съемки и съемочной системы. Поэтому аэрофотосъемку в целях выполнения землеустроительных и кадастровых работ выполняют с использованием панхроматических и изопанхроматических аэропленок с фильтрами.

Аэросъемку поселений с большим количеством древесно-кустарниковой растительности выгодно выполнять до распускания листвы или после ее опадения. Аэросъемка поселений с многоэтажной застройкой может быть эффективной при сплошной высокой облачности. Результаты оптимизации параметров и условий аэросъемки не всегда совпадают с требованиями фотограмметрической обработки снимков. Основные противоречия возникают при выборе высоты фотографирования и соответственно фокусного расстояния съемочной системы, если предполагается стереофотограмметрическая обработка крупномасштабных снимков поселений с многоэтажной застройкой.