Разработка и исследование фотограмметрических технологий мониторинга береговой линии по материалам аэрофотосъемки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.34, кандидат наук Монтиэль Андраде Эдгар Рубен

• Монтиэль Андраде Эдгар Рубен
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Монтиэль Андраде Эдгар Рубен

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МОРСКИХ И ОКЕАНИЧЕСКИХ ПОБЕРЕЖИЙ

1.1. Прибрежная полоса

1.2. Методы мониторинга состояния прибрежной полосы морских и океанических побережий

1.2.1. Картографический метод

1.2.2. Геодезический метод

1.2.3. Фотограмметрический метод

1.3. Выводы

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА МОНИТОРИНГА ПРИБРЕЖНОЙ ПОЛОСЫ

2.1. Выбор цифровой фотокамеры

2.1.1. Аэрокамеры среднего формата

2.2. Зеркальные цифровые фотокамеры

2.3. Исследование возможности использования фотокамер со шторно-щелевым затвором для мониторинга прибрежной полосы

2.4. Калибровка неметрических камер

2.5. Проведение летно-съемочных работ

2.6. Носители для производства аэросъемочных работ

2.6.1. Пилотируемые носители авиационные носители для аэрофотосъемки

2.6.2. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА или БЛА)

2.7. Выводы по второй главе

РАЗДЕЛ 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДИКИ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ПРИБРЕЖНОЙ ПОЛОСЫ ПО МАТЕРИАЛАМ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

3.1. Аэрофотосъемочные работы

3.2. Планово-высотная подготовка аэрофотоснимков

3.3. Построение сети пространственной фототриангуляции

3.4. Построение цифровой модели рельефа поверхности прибрежной полосы

3.5. Построение контура береговой линии и цифровой модели изменения

рельефа

РАЗДЕЛ 4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ПРИБРЕЖНОЙ ПОЛОСЫ

4.1. Расчет стоимости выполненных аэрофотосъемка

4.2. Расчет основных фондов

4.3. Расчет дополнительных затрат

4.4. Расчет стоимости выполнения геодезической съемки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование фотограмметрических технологий мониторинга береговой линии по материалам аэрофотосъемки»

ВВЕДЕНИЕ

Активное освоение морских и океанских побережий Мексики объектами туристического бизнеса и другими объектами хозяйственной деятельности приводит к необходимости мониторинга состояния прибрежной полосы, так как во многих случаях ее изменение может привести к серьезному ущербу объектов инфраструктуры, расположенных в прибрежной зоне.

Мониторинг состояния прибрежной полосы позволяет выявить ее изменение, оценить влияние этих изменений на функционирование объектов, расположенных в прибрежной зоне, и принять своевременные меры для устранения негативных последствий таких изменений.

Предлагается относительно недорогой и оперативный фотограмметрический метод мониторинга состояния прибрежной полосы, основанный на использовании материалов аэрофотосъемки.

Современные фотограмметрические технологии аэрофотосъёмки с помощью цифровых фотокамер и крупномасштабной съёмки позволяют получать цифровые изображения практически любых участков прибрежной и земной поверхности с высоким пространственным разрешением. При этом выявление и анализ изменений береговой линии является одной из важнейших задач мониторинга с целью обеспечения устойчивого развития объектов инфраструктуры, охраны зданий и сооружений.

Степень разработанности темы исследования. В настоящее время для определения положения береговой полосы используются разные методы (геодезический, картографический, фотограмметрический или на основе воздушного лазерного сканирования). В данной работе был предложен фотограмметрический метод, основанный на применении легкомоторных пилотируемых и беспилотных аппаратов, который обеспечивает высокую точность определения положения береговой полосы при минимальных затратах. До сих пор такой метод не применялся в Мексике для изучения береговой линии.

Актуальность темы. Изучение состояния океанических и морских побережий имеет важное научное и практическое значение для Мексики. Для государства прибрежная зона имеет колоссальное экономическое значение. В прибрежной зоне сильно развита инфраструктура, располагаются объекты туристического бизнеса и зоны отдыха, различные промышленные предприятия.

Изменение состояния прибрежной полосы может привести к серьезному ущербу объектов инфраструктуры, расположенных в прибрежной полосе, поэтому совершенно очевидной является необходимость проведения мониторинга ее состояния.

Мониторинг состояния прибрежной полосы позволяет выявить ее изменение, оценить влияние этих изменений на функционирование объектов, расположенных в прибрежной зоне, и принять своевременные меры для устранения негативных последствий таких изменений.

Для осуществления наблюдения за состоянием прибрежной полосы необходимо разработать методику мониторинга, обеспечивающую заданную точность определения характеристик объектов прибрежной полосы, высокую производительность работ и их невысокую стоимость.

В данной работе предлагается фотограмметрическая технология мониторинга состояния прибрежной полосы на участках побережья протяженностью от 100-200 метров до нескольких километров, основанная на использовании материалов аэрофотосъемки. Решению этой проблемы и посвящена настоящая диссертация.

На сегодняшний день главной задачей диссертационной работы являются разработка и исследование фотограмметрической технологии для мониторинга состояния морских и океанских побережий, а также обоснование методики оперативного мониторинга небольших по протяженности участков морских побережий с использованием крупномасштабной аэрофотосъемки и цифровых фотокамер.

В соответствии с выбранным направлением необходимо решить основ-

ные задачи:

- аэрофотосъемка;

- планово-высотная подготовка аэрофотоснимков;

- построение сети пространственной фототриангуляции;

- построение цифровой модели рельефа поверхности прибрежной полосы;

- построение береговой линии заданного уровня по цифровой модели рельефа поверхности береговой линии и данным гидрографических таблиц.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы являлись разработка и исследование технологии мониторинга состояния прибрежной полосы по материалам аэрофотосъемки.

С целью снижения затрат на производство работ для аэрофотосъемки предлагается использовать профессиональные цифровые фотокамеры и легкомоторные самолеты или БПЛА.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

- разработать высокоточную фотограмметрическую технологию мониторинга побережья посредством крупномасштабной аэрофотосъемки;

- разработать технологию получения цифровых моделей рельефа поверхности прибрежной полосы;

- разработать технологию измерения и создания береговой линии заданного уровня по цифровой модели рельефа поверхности береговой линии и данным гидрографических таблиц.

С этой целью для экспериментальной проверки разработанного метода следует выполнить аэрофотосъемку береговой полосы при минимальном уровне моря и построить по ее материалам цифровую модель рельефа береговой полосы с высокой точностью.

Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

- разработать фотограмметрическую технологию мониторинга состоя-

6

ния береговой полосы по материалам крупномасштабной аэрофотосъемки;

- обосновать выбор носителя, камеры и параметры полета авиационного носителя для обеспечения требуемой точности и экономичности определения береговой линии;

- выполнить теоретические и экспериментальные исследования влияния шторно-щелевого затвора камеры на точность формирования изображения и как следствие на точность фотограмметрических построений, выполняемых по классическим законам центрального проектирования.

- выполнить экспериментальные исследования разработанной технологии мониторинга береговой полосы на примере мониторинга участка тихоокеанского побережья Мексики.

Достоверность научных результатов подтверждается итогами обсуждения выступлений диссертанта с докладами об основных результатах диссертационных исследований на научно технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых в МИИГАиК и результатами экспериментальных данных, полученных с помощью цифровых фотокамер со шторно-щелевым затвором, установленных на легкомоторном самолёте и БПЛА.

Объект и предмет исследования. Объектом настоящих исследования являются фотограмметрические технологии изучения изменений береговой полосы, основанные на применении аэросъемки с легкомоторных пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов.

Предметом диссертационного исследования являются камеры со штор-но-щелевым затвором, применяемые для съемки прибрежной полосы.

Научная новизна работы.

1. Предложена и обоснована технология мониторинга состояния прибрежной полосы по материалам аэрофотосъемки, имеющая более высокую точность и меньшие финансовые и временные затраты, чем применяемые в Мексике для выполнения этих работ другие методы и технологии.

2. Обоснованы условия, при которых возможно применение камер со шторно-щелевым затвором для выполнения аэрофотосъемки для целей изу-

чения береговой линии, используя при этом стандартное программное обеспечение для обработки кадровых снимков.

Теоретическая значимость. Разработанные в диссертации рекомендации по применению камер со шторно-щелевым затвором имеют теоретическое и практическое значение для всех специалистов, занимающихся съемкой с БПЛА для решения различных задач.

Практическая значимость работы. Разработанная технология может быть рекомендована для использования в качестве основного метода мониторинга состояния прибрежных зонах в подразделениях Национального института статистики и географии Мексики (INEGI), Министерства по окружающей среде и природным ресурсам (SEMARNAT), в том числе Федеральной морской и земной зоне (ZOFEMAT), занимающихся исследованием состояния морских и океанических побережий Мексики.

Апробация результатов. Основные результаты диссертационного исследования изложены в трех статьях, опубликованных в журнале «Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка» (МИИГАиК), рекомендованном ВАК РФ в перечне рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертации.

Кроме того, результаты диссертационных исследований докладывались на трех научно-технических конференциях в МИИГАиК.

1. Разработка и исследование фотограмметрических технологий мониторинга береговой линии по материалам аэрофотосъемки. Доклад на 67-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, 9-10 апреля 2012 г.

2. Экспериментальные исследования фотограмметрического метода, мониторинга состояния прибрежной полосы морского побережья по материалам аэрофотосъемки. Доклад на 68-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, 9-10 апреля 2013 г.

3. Исследование влияния шторно-щелевого затвора камеры на точность

фотограмметрической обработки. Доклад на 71-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, 5 - 6 апреля 2016 г.

Методы исследований. В исследовании использованы методы цифровой аэрофотосъемки и цифровой фотограмметрической обработки аэрофотоснимков. Методы и технологии, разработанные в диссертации, основаны на применении аэрофотосъемки на низких высотах полета; это оперативный фотограмметрический метод для мониторинга состояния прибрежной полосы, основанный на использовании материалов аэрофотосъемки, получаемых любительскими цифровыми съемочными камерами, установленными на легкомоторном самолете.

Методы и технологии, разработанные в диссертации, основаны на производстве аэрофотосъемки на малых высотах полета.

С заданным интервалом времени, определяемом в основном скоростью изменений состояния объектов береговой полосы, выполняется комплекс работ, включающий: выполнение аэрофотосъемки; планово-высотную подготовку аэрофотоснимков; построение сети пространственной фототриангуляции; построение цифровой модели рельефа поверхности прибрежной полосы; построение береговой линии по цифровой модели рельефа поверхности береговой линии и данным гидрографических таблиц. Отработка технологии выполнялась на реальных объектах.

В качестве программного обеспечения использовались: пакет программ цифровой обработки изображений PHOTOMOD 4 и PHOTOMOD 5 фирмы ЯЛСШ^.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность своим руководителям: профессору Александру Павловичу Михайлову и профессору Александру Георгиевичу Чибуничеву за внимание и помощь в работе.

Автор также признателен Национальному Совету наук и технологий Мексики (CONACYT), Ректору Московского Государственного Университе-

та Геодезии и Картографии (МИИГАиК), Ректору Автономного Университета Синалоа (U.A.S.), Секретарю Правительства Штата Синалоа и его семье (Lic. Gerardo Vargas Landeros y Familia Vargas Landeros), Г-ну Херардо Эрнандесу Сальвадору за помощь в строительстве металлического бокса для фотокамеры, и своей семье за поддержку.

Также автор благодарит руководство МИИГАиК и коллектив кафедры Фотограмметрии за моральную поддержку и практическую помощь, благоприятствовавшие работе над диссертацией.

РАЗДЕЛ 1 - АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МОРСКИХ И ОКЕАНИЧЕСКИХ ПОБЕРЕЖИЙ

1.1. Прибрежная полоса

Прибрежная полоса - это зона контакта между поверхностью суши и крупной акваторией (морем или океаном). Эта зона признана одним из наиболее важных объектов, подлежащих картированию и мониторингу [1, 3,4].

Морские и океанические побережья являются активными геодинамическими зонами. Их географическое положение на границе суши и моря обеспечивает высокий потенциал преобразований рельефа, с которыми тесно связаны изменения природных территориальных комплексов, особенности хозяйственной деятельности человека и условия его проживания.

Береговая линия может мигрировать в достаточно широких пределах в зависимости от параметров волн, приливов и уклонов поверхности дна [6, 51]. Изменения ширины прибрежной полосы во время приливов и отливов могут достигать значений в несколько километров, что зависит от ее географического положения и рельефа. Также могут наблюдаться изменения прибрежной полосы в течение более длительных периодов, вызванных эрозионными процессами, изменением уровня мирового океана и другими природными факторами. Обычно это медленный процесс, но иногда происходят быстрые и существенные изменения состояния прибрежной полосы, вызванные воздействием на нее таких явлений, как ураганы, цунами и оползни.

Морские и океанические побережья Мексики обладают богатейшими природными ресурсами. Здесь размещены важные коммуникации, ведется крупное промышленное и гражданское строительство населенных пунктов, расположено значительное количество объектов федерального и муниципального значения, туристические центры, сельскохозяйственные объекты и предприятия промышленного разведения морепродуктов. Кроме того, в прибрежной зоне расположены мангровые леса и другие экосистемы.

Для предотвращения негативных экономических и социальных послед-

ствий, вызываемых разрушениями хозяйственных и природных объектов, расположенных в прибрежной полосе, необходимо проводить мониторинг ее состояния с использованием метода измерения, позволяющего получить с необходимой точностью и достоверностью информацию о текущих изменениях и составить перспективный прогноз [53]. Периодичность проведения мониторинга зависит от степени и характера изменения прибрежной полосы [2].

Исследование состояния береговой полосы особенно важно для таких предприятий, как порты, курорты, зоны отдыха, сельскохозяйственные объекты и предприятия промышленного разведения морепродуктов, так как они обычно расположены на участках береговой полосы, имеющей небольшие уклоны, не превышающие 5-7°.

Отступление береговой полосы в сторону берега для предприятий разведения морепродуктов может нарушить их функционирование и привести к тяжелым экономическим последствиям. В курортных зонах, как увеличение, так и уменьшение береговой полосы приводит к негативным последствиям, связанным с изменением инфраструктуры, так как здесь расположено значительное количество объектов хозяйственной деятельности, таких как, порты, туристические центры, сельскохозяйственные и рыбоперерабатывающие предприятия.

Для выявления изменений состояния береговой полосы необходимо проводить мониторинг, который заключается в определении положения береговой линии и рельефа поверхности прибрежной полосы. Считается, что при проведении такого мониторинга достаточно определять положение береговой линии со средней квадратической ошибкой не более 0,5 м.

Учитывая, что на побережьях Мексики в той или иной степени наблюдаются приливы и отливы, определение положения береговой полосы в определенный момент времени можно осуществить, только имея информацию о рельефе прибрежной зоны [3,7]. Очевидно, что точность определения положения береговой линии будет зависеть от точности определения рельефа ее поверхности.

Рассчитаем допустимое значение средней квадратической ошибки определения высот точек цифровой модели рельефа в зависимости от углов наклона поверхности прибрежной полосы. Допустимое значение средней квадратической ошибки тН определения высот точек поверхности береговой полосы по цифровой модели поверхности, при которой обеспечивается заданная точность определения линии уреза воды т^, зависит от угла наклона поверхности береговой полосы а и может быть вычислено по формуле:

тн = т tgа. (11)

В таблице. 1.1. приведены допустимые значения средних квадратиче-ских ошибок определения высот точек поверхности береговой полосы в зависимости от значений углов наклона поверхности, при заданном значении т3 = 0,5 м.

Таблица 1.1 - Допустимые значения средних квадратических ошибок определения высот точек поверхности прибрежной полосы

Угол наклона а, тн, м

3° 0,02

4° 0,03

5° 0,04

6° 0,05

7° 0,06

Как следует из данных таблицы, цифровые модели поверхности прибрежной полосы должны быть построены с очень высокой точностью, что предъявляет достаточно жесткие требования к выбору метода съемки рельефа поверхности прибрежной полосы.

1.2. Методы мониторинга состояния прибрежной полосы морских и

океанических побережий

Для оценки состояния прибрежной полосы океанских побережий обычно используют картографический, геодезический и фотограмметрический методы.

1.2.1. Картографический метод

Картографический метод основан на изучении карт прибрежных районов, созданных в различные периоды. Точность получения информации о прибрежной полосе в этом методе зависит от масштаба используемой топографической карты, а актуальность информации - от времени создания карты. Поэтому картографический метод применяется для получения только первичной информации о состоянии прибрежной полосы.

Точность полученных по картам данных зависит от масштаба используемой карты, а актуальность данных от времени создания карты. Учитывая, что в Мексике основной картой является карта масштаба 1: 50 000 и в редких случаях на район побережья составляются карты масштаба 1: 10 000 точность получаемой информации о состоянии прибрежной полосы является не очень высокой. Так как, обновление карт в Мексике производится, в лучшем случае, через 7-10 лет картографический метод нельзя применить для мониторинга состояния прибрежной полосы [8,9,11].

При этом требование к точности карты (степени соответствия местоположения объектов на карте их местоположению в действительности) состоит в том, что изображенные на ней объекты должны сохранять точность своего местоположения, геометрического подобия и размеров в соответствии с масштабом карты и ее назначением [14].

1.2.2. Геодезический метод

Геодезический метод заключается в топографической съемке прибрежной полосы. При съемке береговой полосы применяют традиционные для топографической съемки технологии. Геодезический метод обладает высокой точностью, однако из-за большой трудоемкости и высокой стоимости этот метод целесообразно использовать только для мониторинга небольших по площади участков побережья [19, 18].

Сущность спутниковой технологии съёмки береговой линии и рельефа состоит в использовании глобальной навигационной спутниковой системы и системы вычислительной обработки (ЭВМ и программного обеспечения) для получения координат и высот точек местности (пунктов съёмочного обоснования и съёмочных пикетов). При тахеометрической съемке одновременно определяют плановое и высотное положение точек местности, что позволяет сразу получать топографический план местности. Тахеометрическая съемка выполняется электронными тахеометрами с накопителями информации.

При этом геодезический метод позволяет получить высокую точность измерения - до 3 см и, следовательно, мониторинг состояния прибрежной полосы также будет обладать высокой точностью. Однако большая трудоемкость этого способа и его достаточно высокая стоимость делает целесообразным его использование только для мониторинга небольших по площади участков побережья

1.2.3. Фотограмметрический метод

Фотограмметрический метод предполагает использование данных дистанционного зондирования с помощью съемочной аппаратуры воздушного или космического базирования, включающего в себя проведение аэрофотосъемки и последующую фотограмметрическую обработку полученных снимков, а также воздушную лазерно-локационную съемку [10-12, 15].

Применение спутниковой радарной РСА-интерферометрии для мониторинга состояния прибрежной полосы. Спутниковая радарная РСА-интерферометрия или InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) - это метод обработки данных радиолокации с синтезированной апертурой (РСА).

Данный метод весьма эффективен при решении задач мониторинга динамики поверхности Земли за период между повторными радиолокационными съемками, выполненными со спутника. РСА-интерферометрия широко применяется при мониторинге деформаций различного происхождения. Типы спутников и их пространственное разрешение даны в таблице. 1.2.

Интерферометрическая обработка предполагает наличие пары РСА-снимков одного участка земной поверхности [27, 62], полученных с двух близких, локально параллельных орбит спутника.

Таблица 1.2 - Типы спутников и их пространственное разрешение

Название спутников Пространственное разрешение, м

Radarsat-1 7-100

ENVISAT до 20

COSMO-SkyMed 1-4 до 1

RISAT-1 3-15

SpotLight до 2

Для мониторинга состояния прибрежной полосы использование метода не представляется возможным, так как точность построения ЦМР по высоте составляет 1-3 м для поверхности без растительности.

Применение воздушных лазерных сканеров для мониторинга состояния прибрежной полосы. Для мониторинга прибрежной зоны могут использоваться воздушные лазерные сканеры - лидары (Light Detection and Ranging), устанавливаемые на летательных аппаратах и обеспечивающие прямое измерение точек земной поверхности с высокой точностью.

Воздушное лазерное сканирование проводится обычно с высот 5001500 м. В качестве воздушного носителя съемочной аппаратуры при выполнении лазерного сканирования в большинстве случаев используется вертолет, реже самолет. Для определения в полете элементов внешнего ориентирования лазерного сканера в состав съемочного комплекса входят ГНСС-приемник и инерциальная система IMU (Inertial Measurement Unit).

Для повышения точности измерений координат используют базовые GPS-станции, которые дают информацию для вычисления дифференциальных поправок, учитывающих погрешности распространения сигналов спутников. Как правило, совместно со сканирующей системой на носитель устанавливается цифровая фотоаппаратура, позволяющая производить аэрофотосъемку одновременно с лазерным сканированием.

Дальность действия воздушных сканеров - от нескольких сотен до нескольких тысяч метров. Точность фиксации отражений по высоте 10-15 см, в плане - 1/1500 высоты полета, что обусловлено существенной дивергенцией лазерного луча. Таким образом, при съемке местности с высоты 500 м, плановая точность будет не хуже 25 см [16 - 22, 56].

Плотность отражений обычно составляет от единиц до сотен точек на 1 м2 [57] и зависит от частоты генерируемых импульсов и высоты полета. Возможность фиксации нескольких откликов от каждого импульса позволяет получать лазерные отражения от поверхности земли, скрытой растительностью, т.е. восстанавливать рельеф местности там, где это невозможно сделать с помощью традиционной аэрофотосъемки.

Использование лазерно-локационных методов съемки предполагает получение геопространственных данных двух основных видов: собственно данных лазерно-локационной съемки (другое название «облако точек») и цифровых аэрофотоснимков. Принцип функционирования современного лазерного локатора показан на рисунок. 1.1.

Рисунок 1.1 - Принцип функционирования современного лазерного локатора

Использование воздушного лазерного сканера (рисунок. 1.2) для съемки поверхности земли является наиболее передовой и самой продуктивной технологией получения данных. При этом этот метод не обеспечивает получение высокоточных пространственных данных для мониторинга прибрежной полосы в отношении точности определения высот точек цифровой модели рельефа в зависимости от углов наклона поверхности (таблице. 1.3).

Рисунок 1.2 - Воздушная лазерная сканирующая система ALS-50-II (Leica

Geosystems, Швейцария)

Таблица 1.3 - Точность системы ALS-50-II (Leica)

После пост-обработки, в зависимости от

наклонной дальности для угла сканиро-

вания 45°:

Точность определения плано- 0.13 при Н=500 м

вых координат (ср. кв. по- 0.15 при Н=1000 м

грешность, м) 0.18 при Н=1500 м

0.22 при Н=2000 м

0.30 при Н=3000 м

Приведенный анализ показывает, что воздушные лазерные сканеры не удовлетворяют требованиям по точности измерения. Кроме того, применение данного метода имеет высокую стоимость.

Применение спутниковых изображений для мониторинга состояния прибрежной полосы. С помощью космических аэроснимков возможно получение информации как о рельефе, так и о положении береговой полосы, но для получения информации о рельефе обязательно нужно использовать пару снимков [25,26,28 - 31,64].

К сожалению, использовать космические снимки высокого разрешения для мониторинга состояния прибрежной полосы не представляется возможным [54, 55]. На сегодняшний день можно получить стереопары космических снимков с разрешением не хуже 0,5 м со спутников WorldView-1, GeoEye-1, запущенных в 2007 и 2008 гг. соответственно, а также Ikonos (1999 г.) и QuickBird (2001 г). Этот метод не обеспечивает высокой детализации и приемлемой четкости изображения заданного участка местности. Как правило, вид со спутника обеспечивает разрешение съемки в лучшем случае 50-60 см на пиксель.

Применение аэрофотограмметрических изображений для мониторинга состояния прибрежной полосы. Использование материалов аэрофотосъемки для проведения мониторинга прибрежной полосы позволяет получить высокую точность построения цифровой модели береговой зоны [5,40,44,46] и определить по стереопарам аэрофотоснимков положение береговой линии и рельеф прибрежной полосы. При обработке аэрофотоснимков можно получить точность до сантиметров, для этого необходимо выбрать оптимальную аппаратуру и специально оборудованный легкомоторный самолет, мотодельтаплан или беспилотный летательный аппарат.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Монтиэль Андраде Эдгар Рубен, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Li R., Ma R. and Di K. 2002. Digital Tide-Coordinated Shoreline. Marine Geodesy, 25(1), pp. 27-36.

2. Li R., Liu J., and Felus Y. 2001. Spatial modelling and analysis for shoreline change detection and coastal erosion monitoring. Marine Geodesy, 24(1), pp. 1-12.

3. Леонтьев О.К. Основы учения о развитии морских берегов. М., 1962.

4. http://geo.1september.ru/article.php?ID=200403103

5. Маккавеев Н.И. Процессы осадкообразования в прибрежной зоне моря. М., 1967.

6. Аполлов Б.А. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М., 1955, Учение о реках. М., 1963.

7. http://dic.academic.ru/dic.шf//enc_geo/6965/приливы

8. А.П.Михайлов, Эдгар Рубен Монтель Андраде. «Фотограмметрический метод мониторинга состояния морских и океанских побережий по материалам аэрофотосъемки», Известия ВУЗов «Геодезия и аэрофотосъемка», № 3, 2013 г., стр. 28-30.

9. Интернет сайт фирмы http : //www.dataplus .ru/ARCREV/Number_3 6/13_monitor.html.

10. Пособие по ЦФС «Фотомод» в электронном виде.

11. Браун Л.А. История географических карт. — Москва: Центрполиграф, 2006. — 479 с. — ISBN 5-9524-2339-6 [История ГИС от древности до ХХ века].

12. А.П.Михайлов «Фотограмметрическаяи обработка стереопар снимков, полученных съемочными камерами со шторно-щелевыми затворами», Известия ВУЗов «Геодезия и аэрофотосъемка», № 2, 1990 г., стр. 79-83.

13. А.П.Михайлов, Эдгар Рубен Монтель Андраде. «О применении цифровых фотокамер со шторно-щелевым затвором для выполнения аэрофотосъемки с легкомоторных и беспилотных летательных аппаратов», Известия ВУЗов «Геодезия и аэрофотосъемка», № 4, 2013 г., стр. 30 -32.

14. Берлянт А.М. Картографический метод исследования, в сборнике // Итоги науки. Картография 1967—1969.- В кн. 4., 1970.

15. Медведев Е.М. О будущем цифровой аэрофототопографии в России // Геопрофи. - 2006. - № 1. - С. 10-12. Медведев Е. М. О будущем цифровой аэрофототопографии в России // Геопрофи. - 2006. - № 2. - С. 16-18.

16. Данилин И.М., Медведев Е.М., Мельников С.Р. Лазерная локация Земли и леса. Красноярск: Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 2005. -С.1-182.

17. Медведев Е.М., Мельников С.Р., Середович В.А. Состояние и перспективы развития воздушного и наземного лазерного сканирования в России / Сборник материалов Международного научного конгресса «ГЕОСИБИРЬ 2006». Т. 1. - Ч. 1. - Новосибирск: СГГА. - 2006. - С. 19-28.

18. Маслов А.В., Гордеев А.В., Батраков Ю.Г. Геодезия.- М.: Недра, 1993.

19. Ащеулов В.А. Применение спутниковых навигационных систем в геодезии: Уч. пособие. - Новосибирск: НИИГАиК, 1993. - 82 с.

20. Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальная спутниковая система определения местоположения и ее применение в геодезии. - М.: Картоцентр. - Геодезиздат, 1999. - 272 с.

21. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования 2001, 25-45 с.

22. Медведев Е.М., Данилин И.М., Мельников С.Р. Лазерная локация земли и леса: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Геолидар, Геокосмос; Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2007. -229 с.

23. Бобир Н.А., Лобанов А.Н., Федорук Г.Д. Фотограмметрия. - М.: Недра, 1974.-472 с.

24. Савиных В.П., Кучко А.С., Стеценко А.Ф. Аэрокосмическая фотосъемка. - М.: Картоцентр - Геодезиздат, 1997. - 378 с.

25. Иконика. Цифровая обработка видеоинформации. - М.: Наука, 1989.-284 с.

26. Лазарев А.К., Савиных В.П. Достижения отечественной космонавтики в изучении окружающей среды. - СПб, Гидрометеоиздат, 1996 - 192 с.

27. Simon Hennig, Wolfgang Koppe, Karlheinz Gutjahr, Roland Perko, and Hannes Raggam. Evaluation of radargrammetry dems based on terrasar-x staring spotlight imagery. In 35. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF), number 24, pages 1-8, Cologne, Germany, March 2015.

28. Савиных В.П. Визуально-инструментальные исследования Земли с пилотируемого космического комплекса - М.: Недра, 1991. - 109 с.

29. Тюфлин Ю.С Космическая фотограмметрия при изучении планет и спутников. - М.: Недра, 1986. - 247 с.

30. Урмаев М.С. Космическая фотограмметрия. - М.: Недра, 1989. - 279 с.

31. Цветков В.Я. Методы и системы обработки и представления видеоинформации. - М.:ГКНТ, ВНТИЦентр, 1991. - 114 с.

32. Интернет сайт фирмы, http://gisa.ru/51682.html?action=print

33. Михайлов А.П., Курков В.М. Повышение эффективности технологий создания цифровых топографических и кадастровых карт по материалам аэрофотосъемки // Сб. докладов международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК. — М.: МИИГАиК, 2004, с.20-21.

34. Интернет сайт фирмы, Www.cessna.com

35. Неумывакин Ю.К., Перский М.И. Геодезическое обеспечение землеустроительных и кадастровых работ. Справочное пособие.- М.: Картгео-центр - Геоиздат, 1996.

36. Li R., Liu J. and Felus Y., 2001. Spatial modelling and analysis for shoreline change.

37. М.Н. Коева, В.П. Петрова, Д.В. Жечев. Геопрофи электронный журнал по геодезии картографии и навигации. 2003. - 19 с.

38. http://www.racurs.ru

39. F. Leberl, J. Thurgood2, The Promise of Softcopy Photogrammetry Revisited, ISPRS 2004, Instanbul

40. Michael Grubera, Roland Perkob, Martin Ponticellia, The all digital photo-grammetric workflow: redundancy and robustness , ISPRS 2004, Instanbul

41. А.С. Назаров. Фотограмметрия,: М.: Тетра Системс, 2006. - 19 с.

42. Дуда П.И., Волков В.В., Фурса А.И. Определение координат точек по крупномасштабным снимкам, получаемым малогабаритными летательными аппаратами.//Маркшейдерское дело и геодезия: Межвузовский сборник научных трудов./СПГТИ.- СПб, 1997.- С.48 52 .

43. Интернет сайт фирмы, WWW.SIGMA.RU

44. Михайлов А.П., Курков В.М. Повышение эффективности технологий создания цифровых топографических и кадастровых карт по материалам аэрофотосъемки // Сб. докладов международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК. — М.: МИИГАиК, 2004, с.20-21.

45. Renato Pajarola. Large scale terrain visualization using the restricted quadtree triangulation. In Proceedings IEEE Visualization 98, pages 19-26,515, 1998.

46. Зайдель И.Н., Куренков Г.И. Электронно-оптические преобразователи. — М. 1970.

47. Михайлов А.П., Чибуничев А.Г., В.М. Курков, Eduardo J.Piatti Применение цифровых неметрических камер и лазерных сканеров для решения задач фотограмметрии. // Электронный ресурс http: /Avww.racurs .ru/?page=321.2006

48. http://www.gisa.ru/47297.html

49. F. Leberl, J.Thurgood, The Promise of Softcopy Photogrammetry Revisited, ISPRS 2004, Instanbul.

50. Леонтьев О.К., Никифоров Л.Г., Сафьянов Г.А. Геоморфология морских берегов. М., 1975.

51. Морская геоморфология: терминологический справочник. Береговая зона: процессы, понятия и определения / науч. ред. В.Л. Зенкович, Б.А.

Попов. М., 1980.

52. Каплин П.А., Леонтьев О.К., Лукьянова С.А., Никифоров Л.Г. Берега. М., 1991.

53. Хабидов А.Ш. Управление состоянием берегов водохранилищ. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009.

54. Шуйский Ю.Д. Процессы и скорости абразии на украинских берегах Черного и Азовского морей. В сб.: Изв. АН СССР, сер. географ., № 6, М, 1974, с. 107- 117.

55. Клюкин А.А. Экстремальные проявления экзогенных процессов в ХХ веке в Крыму. Геополитика и экогеодинамика регионов. - Симферополь: ТНУ. - 2005. Т.1 - Вып. 1. - С.27-38.

56. Arens, J.C.; Wright, C.W.; Sallenger, A.H.; Krabill, W.B., and Swift, R.N., 2002. Basis and methods of NASA airborne topographic mapper LIDAR surveys for coastal studies. Journal of Coastal Research, 18(1), 1-13.

57. Бородко А.В. Обработка материалов аэрофотосъемки при создании планов масштаба 1:500. // Геодезия и Картография. - 2002 - № 3 - С 11.

58. Владимирова М.Р. Разработка методики создания и обновления крупномасштабных кадастровых планов применительно к ЦФС «Апертура».// Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка, спец. вып. 2002, М., с.26-32

59. http://съемкасвоздуха.рф/blog/118-bespilotnye-letatelnye-apparaty.html

60. Лазутин В.А. Технологии мониторинга объектов и территорий газовой инфраструктуры с использованием малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. http://www.gascom.ru/upload/iblock/c70/c7099a94ae932f2a4171 d5c9c 15ce9 1d.pdf.

61. Скубиев С.И. Использование беспилотных летательных аппаратов для целей картографии / Тезисы X Юбилейной международной научно-технической конференции «От снимка к карте: цифровые фотограмметрические технологии». Гаета, Италия, 2010.

62. Hanssen R. F., Radar Interferometry - Data Interpretation and Error Analysis,

308 pp., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 2001.

63. Мышляев В.А., Кудинова Н.М. Исследование процесса автоматического получения цифровой модели рельефа. // Геодезия и картография. М., №5, 2001г.

64. Бородко А.В. Обработка материалов аэрофотосъемки при создании планов масштаба 1:500. // Геодезия и Картография. - 2002 - № 3 - С 11.