Podstawy fotogrametrii i teledetekcji dla leśników

Fotogrametria i teledetekcja to sztuka, nauka i technologia pozyskiwania wiarygodnych informacji, za pomocą zdalnych systemów obrazujących, o Ziemi, jej środowisku oraz innych obiektach fizycznych i procesach, poprzez nagrywanie, pomiary, analizę i wizualizację. Metodami fotogrametrii określa się kształt, wielkość i położenie obiektów. Zadaniem teledetekcji jest rozpoznawanie obiektów i zjawisk oraz ocena ich stanu.

Na podstawie obrazów można określać ilościowe (pomiar) i jakościowe (interpretacja) cechy różnych obiektów. Obrazy umożliwiają wykonanie map, określenie kształtu, wymiarów i objętości brył i budowli, a także ustalenie torów ciał będących w ruchu. W procesie interpretacji można na obrazach wykryć i rozpoznać różne obiekty oraz określić ich wzajemne zależności i związki. Fotogrametria i teledetekcja wzajemnie się uzupełniają. Niezbędne przy fotointerpretacji charakterystyki ilościowe obiektów uzyskuje się na podstawie pomiarów fotogrametrycznych, a z kolei odczytanie treści obrazów potrzebne jest w fotogrametrii do rozpoznania elementów terenu.

Spis treści

1. Wstęp ... 5

2. Ogólne podstawy fotogrametrii ... 10

        2.1.   Rzut środkowy ... 10

        2.2.   Zdjęcia lotnicze ... 12

        2.3.   Własności geometryczne zdjęcia lotniczego ... 13

        2.4.   Skala zdjęcia lotniczego ... 15

        2.5.   Elementy orientacji zdjęcia lotniczego ... 21

3. Wykonywanie zdjęć fotogrametrycznych ... 23

        3.1.   Zdjęcia analogowe ... 23

                 3.1.1.   Analogowe kamery fotogrametryczne ... 23

                 3.1.2.   Światłoczułe materiały fotograficzne ... 27

        3.2.   Obrazy cyfrowe ... 32

        3.3.   Bezzałogowe statki powietrzne w fotogrametrii leśnej ... 44

        3.4.   Podstawowe wiadomości o projektowaniu nalotów fotogrametrycznych ... 52

        3.5.   Fotogrametria naziemna ... 58

                 3.5.1.   Wykonywanie naziemnych zdjęć stereoskopowych ... 58

                 3.5.2.   Zdjęcia hemisferyczne ... 62

4. Przetwarzanie zdjęć lotniczych ... 64

        4.1.   Przyczyny powodujące konieczność przetwarzania zdjęć ... 64

        4.2.   Graficzne przetwarzanie pojedynczych zdjęć ... 67

        4.3.   Ortofotomapa ... 71

        4.4.   Opracowywanie zdjęć stereoskopowych ... 78

                 4.4.1.   Ogólne zasady stereoskopowego widzenia ... 78

                 4.4.2.   Właściwości pary stereoskopowej zdjęć lotniczych ... 81

                 4.4.3.   Stereoskop ... 83

                 4.4.4.   Cyfrowe stacje fotogrametryczne, stereodigitalizacja ... 87

5. Zdjęcia lotnicze w leśnictwie ... 92

        5.1.   Czynniki przyrodnicze i techniczne wpływające na odwzorowanie lasów na zdjęciach lotniczych ... 92

                 5.1.1. Charakterystyki spektralne roślinności ... 93

                 5.1.2.   Specyfika geometrycznego odwzorowania drzew i lasu na zdjęciach lotniczych 99

                 5.1.3.   Wybór rodzaju zdjęć i terminu ich wykonania ... 102

        5.2.   Zastosowanie zdjęć lotniczych w inwentaryzacji lasu ... 106

                 5.2.1.   Ogólne cechy rozpoznawcze ... 106

                 5.2.2.   Cechy rozpoznawcze drzewostanów ... 107

                 5.2.3.   Określanie elementów taksacyjnych ... 109

                 5.2.4.   Ustalanie granic wyłączeń drzewostanowych ... 131

        5.3.   Zdjęcia lotnicze w analizie uszkodzeń roślinności ... 134

                 5.3.1.   Rodzaje uszkodzeń i ich źródła ... 134

                 5.3.2.   Wykorzystanie fotogrametrii i teledetekcji do oceny stanu zdrowotnego lasu 136

6. Skanowanie laserowe ... 154

        6.1.   Podstawy ... 154

        6.2.   Skanowanie lotnicze ... 155

        6.3.   Skanowanie naziemne ... 163

7. Podstawowe wiadomości o satelitarnych systemach teledetekcyjnych ... 167

8. Dokładność opracowań fotogrametrycznych ... 174