Способ определения яркости объектов Советский патент 1993 года по МПК G01C11/00 

Изобретение относится к области фотометрии, в частности - к разделу дешифрирования изображений.

Известен способ определения яркости природных объектов по материалам фотосъемки, включающей измерение оптических плоскостей фотоизображений природных объектов, и измерение актинометром интенсивности прямой солнечной радиации, по величине которой определяют прозрачность атмосферы и яркость атмосферной дымки, а по полученным результатам находят яркость природного объекта. Точность определения яркости природного объекта составляет 10-12%. Недостатком данного способа является невысокая точность, сложность обеспечения синхронности измерений и фотосъемки,

Известен способ определения яркости природного объекта по материалам фотосъемки, включающий фотосъемку природных объектов и эталонных участков с заданными коэффициентами отражения, измерение оптической плотности фотоизображений природных объектов и эталонных участков, по которым определяют прозрачность атмосферы и яркость атмосферной дымки, и с их учетом находят яркость природных объектов. Недостатком данного способа является невысокая точность определения яркости природных объектов, средняя квадратическая ошибка, составляющая 11-46%.

Цель изобретения - повышение точности измерения яркости природных объектов за счет более достоверного определения прозрачности атмосферы в момент фотосъемки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения яркости природных объектов, заключающемся в том, что одновременно с природными объектами проводят фотосъемку эталонных участков с различной отражательной способностью наземной поверхности, измерят их оптическую плотность на полученVIСО

о

00

ел

ON

ных фотоизображениях, по которым определяют яркость и прозрачность атмосферы, а с учетом их значения и оптической плотности изобретения природного объекта находят его яркость, в нем прозрачность атмосферы определяют по разности температур дополнительных эталонных участков, которую получают по результатам дополнительной съемки в тепловом диапазоне, выполняемой одновременно с фотосъемкой.

.Предлагаемый способ реализуется следующим образомТ ;

По -трассе полета .аэрбкосмического носителя съемочной аппаратуры над исследуемыми природными объектами в пределах ее поля зрения создают на земной поверхности фотометрические эталонные участки с заданными различными коэффициентами отражения например, полотнища из светлой и темной материи. Кроме этого, создают, по крайней мере, два дополнительных эталонных участка из материалов с высокой излучательной способностью в тепловом диапазоне, например, в диапазоне 8-13 мкм, и с различными коэффициентами поглощения солнечной радиации, например, из светлого бетона и черной резины.Размер эталонных участков должен быть соизмерим с разрешающей способностью съемочной аппаратуры на местности - превышать ее в 1,5-2 раза. Дополнительные эталонные участки предназначены для определения прозрачности атмосферы в фотографическом диапазоне, по материалам их съемки в тепловом диапазоне.

Разность температур дополнительных эталонных участков, освещенных Солнцем, зависит от прозрачности атмосферы солнечному излучению, т.е. она тем больше, чем вше прозрачность атмосферы, в том числе, в спектральном диапазоне фотосъемки.

Перед проведением аэрокосмической съемки выполняют калибровку дополнительных эталонных участков, т.е. определяют зависимость разности их температур (At) от коэффициента прозрачности атмосферы с учетом высоты Солнца (ho) и температуры воздуха (tB).

Сущность калибровки состоит в том, что экспериментально с помощью наземных измерений определяют переводной коэффициент - п, позволяющий по разности температур дополнительных эталонных участков - At определять интенсивность падающей на них солнечной радиации по формуле:

Е Дг.п.

0

5

0

5

0

5

0

5

Прозрачность атмосферы при этом определяют, например, путем измерения прямой солнечной радиации актинометром, а разность температур эталонных участков - тепловизором, т.е. дистанционно и в диапазоне спектра, соответствующего диапазону тепловой съемки с аэрокосмического носителя.

Значения переводного коэффициента определяют с учетом высоты Солнца (h0) и температуры окружающего воздуха (tB) посредством определения соответствующих поправочных коэффициентов - Кн0 и KtB.

Таким образом переводной множитель равен:

n nv Kh0 KtB (2) где ги -составляющая переводного коэффициента для некоторых заданных условий, например, для Ь0 30° и tB 20°С.

Температуру воздуха контролируют термометром метеорологическим, а высоту Солнца рассчитывают по солнечному времени.

Далее выполняют аэрокосмическую фотосъемку и тепловую съемку жесткости с исследуемыми природными объектами и эталонными участками, а по материалам тепловой съемки определяют перепад температур дополнительных эталонных участков и с использованием формул (1) и (2) находят интенсивность падавшей на них солнечной радиации (Е). Из общего потока солнечной радиации - (Е) определяют долю прямой солнечной радиации (Е ) по формуле

Е - (Е - Ep)sec h0 ,(3) где Ер Е.С - рассеянная солнечная радиация;

С-доля рассеянной радиации в общем потоке солнечной радиации.

Ее значение зависит от h0 и определяется по специальным таблицам процентного содержания рассеяния радиации в общем потоке.

Значение коэффициента прозрачности атмосферы находят по формуле Бугера

(4)

р ( El-jl/m

50

55

где Е0-интенсивность солнечной радиации на верхней границе атмосферы (солнечная постоянная); 1

m

- оптическая масса атмос

sin h0 феры в направлении на Солнце.

Затем измеряют оптические плотности изображения фотометрических участков и с использованием характеристической кривой применяемого при фотосъемке фотоматериала и эксплуатационных параметров съемочной аппаратуры находят соответствующие им освещенности оптического изображения. Затем, используя их и значение прозрачности атмосферы, полученное по материалам тепловой съемки находят яркость воздушной линии, а по результатам измерений оптической плотности изображения природных объектов находит их яркости по известной формуле с использованием значений прозрачности атмосферы и яркости дымки.

Преимуществом заявленного способа является повышение точности определения

0

яркости ПО, и, как следствие, повышение достоверности определения физических характеристик за счет точного определения прозрачности атмосферы при устранении влияния ошибок фотографического способа. Это повышает круг решаемых по материалам фотосъемки практических задач народнохозяйственного комплекса, таких как определения состояния сельскохозяйственных и лесных угодий, почв, водоемов, дорог и т.п. по их отражательным характеристикам.

Изобретение относится к способам дистанционного измерения яркости природных объектов и позволяет определять их физические характеристики,состояние с повышенной точностью. Сущность изобретения: одновременно с фотосъемкой объектов производят съемку эталонных участков с различными коэффициентами поглощения солнечной радиации в тепловом диапазоне спектра электромагнитного излучения. Определяют температуру поверхности эталонных участков в момент съемки и с учетом разности температур, по предварительно установленной зависимости, определяют прозрачность атмосферы, значение которой учитывают при измерении оптических плотностей фотографических изображений объектов. Ё

Формула изобретения Способ определения яркости объектов, включающий фотосъемку объектов и эталонных участков, измерение оптических плотностей их фотографического изображения, определение прозрачности атмосферы и обработку результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве эталонных выбирают участки с различными коэффициентами насыщения солнечной радиации, перед фотосъемкой определяют зависимость разности температур поверхности эталонных участков от прозрачности атмосферы, одновременно с фотосъемкой производят съемку эталонных участков в тепловом диапазоне спектра электромагнитного излучения с последующим определением температуры их поверхности в момент съемки, а прозрачность атмосферы определяют с учетом разности температур поверхностей эталонных участков.