• Главная
•  > 
• Публикации

Им и не снилось

Каждый из нас почти ежедневно сталкивается с картами – в своих навигаторах, на мониторе компьютера. При этом мало кто знает, как эти карты создаются. Возможно, у некоторых остались смутные воспоминания из школьного учебника о человеке с рейкой и теодолитом. Возможно, некоторые любят рассматривать Google отображение Земли в космоснимках. Однако, технологии создания карт очень разнообразны. И не последнюю роль в картографических работах играет авиация. В этом цикле статей мы хотим рассказать о авиационных методах топографической съемки и всем разнообразии геодезического оборудования воздушного базирования. Начнем с самого известного и повсеместно используемого – аэрофотокамер.

Непосвященному человеку сложно себе представить, каких высот достигло современное аэросъемочное оборудование, с какой точностью оно может работать и для каких целей использоваться. Конструкция аэрофотокамер за время своего существования претерпела ничуть не меньшие изменения, чем фотоаппаратов обычных, прошедших долгий путь эволюции от камеры-обскуры до современных цифровиков. Для начала обратимся к истории.

Первая аэрофотосъемка была проведена в 1858 году во Франции. Имя человека, первым придумавшего подняться в воздух с фотоаппаратом, чтобы во всей красе запечатлеть землю - Гаспар Феликс Турнашон. В качестве воздушного судна он использовал воздушный шар, а объектом съемки был прекрасный город Париж. Далее, на протяжении более полувека, фотоаппараты и кинокамеры пытались поднимать в воздух при помощи воздушных змеев, дирижаблей и даже голубей.

Толчок к развитию аэрофотосъемка получила во время Первой мировой войны. Съемка использовалась для картографирования местности для стратегических целей, обновления имеющихся картографических материалов и ведения военной разведки. Первый полуавтоматический фотоаппарат, который отдаленно напоминал по своей функциональности современные аэрофотокамеры, был изобретен в 1911 году русским военным инженером В. Ф. Потте.

Оборудование для аэрофотосъемки постепенно усовершенствовалось. На самолет устанавливалось несколько камер, работавших синхронно, что позволяло получать стереоизображение и проводить топосъемку горных территорий. Расширилась и область применения аэросъемочных данных. К примеру, в 1936 году аэрофотосъемка была впервые применена для мониторинга эрозии почв в американском штате Нью-Мексико. Аэрофотоснимки изучаемой территории, полученные на протяжении некоторого периода времени, сравнили друг с другом и смогли определить направление развития эрозии и вычислить интенсивность этого процесса.    

В 1930-1960 годы аэрофотокамеры претерпели существенные конструкционные изменения. Увеличилось количество линз в каждом объективе, повысилась точность и детальность снимков (их разрешение). Аэрофотоснимки научились привязывать к системам координат Земли с высочайшей точностью, благодаря чему стал для получения точной взаимопривязанной картографический продукции. Развитие аэрофотосъемки и фотограмметрии, технологии обработки снимков, позволяющей определять геометрические, количественные и другие свойства объектов на поверхности земли, шло достаточно медленно.    

Существенный скачок технологии произошел в 1970-е годы, когда для обработки и хранения данных аэрофотосъемки стали использоваться ЭВМ. Это существенно облегчило работу, но не стало поворотной точкой в истории аэрофотосъемки, потому что аэрофотокамеры по-прежнему были ПЛЕНОЧНЫМИ. Чтобы перевести снимки в цифровой вид и загрузить в вычислительную машину, нужно было проявить пленку, напечатать снимки, а потом отсканировать их. Это занимало массу времени, вело к потере точности и прочим неудобствам.    

Лишь в 2000 году идея создания цифрового аэрофотоаппарата была готова к реализации, и одновременно три компании - Vexcel Imaging, Z/I Imaging и Leica анонсировали, а в 2003 году начали серийное производство цифровых аэрофотокамер.    

На сегодняшний день крупнейший производитель аэрофотокамер в мире - Vexcel Imaging с долей рынка в 50%. Штаб-квартира компании находится в австрийском городе Грац, а с 2006 года Vexcel Imaging является дочерней компанией корпорации Microsoft. Собственно, Microsoft приобрел компанию, чтобы развивать свой собственный картографический сервис Bing Maps, оценив всех производителей аэрофотокамер и выбрав лучшего.  

Камеры Vexcel UltraCam отличаются быстродействием, удивительной разрешающей способностью, умением производить и надирную съемку (когда камера расположена под углом 90° к поверхности земли) и наклонную (когда можно во всех деталях рассмотреть фасады зданий) одновременно. Вероятно для того, чтобы подчеркнуть все неоспоримые достоинства этого оборудования – скорость, зоркость, приспособляемость, каждая модель камеры получила имя птицы – Eagle (Орел), Osprey (Скопа), Hawk (Ястреб), Falcon (Сокол).

По данным компании Microsoft, на июль 2013 всего в мире функционировало 240 аэрофотокамер UltraCam. При этом, в Европе более популярны UltraCam Eagle, в США - UltraCam Falcon, в Китае - UltraCam Xp. Объяснение этого факта можно найти в структуре геодезической отрасли каждого отдельно взятого государства, а также природных и погодных особенностях. В США аэрофотосъемкой занимаются небольшие частные компании, и для них важно иметь более легкую, мобильную камеру, чтобы использовать более легкие модели самолетов и экономить на накладных расходах. Кроме того, легкая и компактная камера UltraCam Falcon позволяет установить на тот же самолет и воздушный лазерный сканер. В Китае и странах юго-восточной Азии предпочтение отдают UltraCam Xp, поскольку эта камера предназначена для съемки с малых высот, а это важно для регионов с низкой облачностью и постоянной дымкой. В Европе абсолютный фаворит - UltraCam Eagle. Причина тому – заветное слово «тендер». Исполнители практически всех работ на территории ЕС выбираются на тендерной основе. И UltraCam Eagle делает своих владельцев непобедимыми в тендерной борьбе. За счет системы съемных объективов камера универсальна. Она позволяет производить съемку с разных высот, всегда гарантируя великолепное качество снимков. За счет максимального размера кадра, камера позволяет ощутимо сокращать время, затраченное на аэросъемочные работы.

В России аэрофотокамер UltraCam всего пять. Еще по одной в Украине, Казахстане и Узбекистане.

«Конечно, такое приобретение – дорогое удовольствие. Но оно полностью оправдывает себя благодаря высочайшему качеству продукции, и очень быстро окупается, - уверена Галина Божченко, генеральный директор НПК «Йена Инструмент», дистрибьютора аэрофотокамер UltraCam в России и странах СНГ. - Посудите сами: для того, чтобы создать топографический план по аэрофотоснимкам, полученным камерой UltraCam потребуется в 15 раз меньше человеко-часов, чем при обработке аналоговых материалов. Если же привести сравнение с космической съемкой, то большой недостаток последней – в медленной обновляемости информации. Для некоторых территорий данных космической съемки приходится ждать месяцами. Кроме того, ни один снимок со спутника не может иметь разрешения в 3 см, чтобы можно было разглядеть, к примеру, номер машины или спичечный коробок. А с аэрофотокамерой UltraCam Eagle это вполне возможно».

Нельзя не сказать об областях применения аэрофотоснимков. Традиционное и всем привычное – для фотограмметрических измерений и создания ортофотопланов. Но, по мере усовершенствования программного обеспечения, появилась возможность создавать на основе аэрофотоснимков трехмерные модели, топографические планы и карты любого масштаба, вплоть до 1:500, которые раньше возможно было получить только наземными методами.

Кроме того, аэрофотоснимки столь высокого разрешения – уникальный инструмент для экологического мониторинга, планирования и управления городским хозяйством, оперативного создания цифровых трехмерных моделей для быстрого реагирования в случае природных или техногенных катастроф.

С.Г.Герасимова, НПК "Йена Инструмент"

Скачать статью