Наверх
Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
Версия сайта для слабовидящих Англоязычная версия сайта

Определение спектральных характеристик взволнованной водной поверхности по цифровым фотографиям, полученным с БПЛА

В.А. Малинников, Д.В. Учаев, Дм.В. Учаев, А.С. Силевич

Страницы: 703–711

Аннотация. Рассмотрены результаты исследования спектров Фурье и мультифрактальных спектров взволнованной водной поверхности по ее цифровым фотографиям, полученным с борта беспилотного летательного аппарата (БПЛА) при выполнении плановой разновысотной фотографической съемки. Анализ данных проводился для шести высотных уровней фотографической съемки: 14, 24, 51, 95, 126 и 208 м. Результаты исследования показали, что существует сильная зависимость оценок спектральных характеристик волнения от условий внешнего освещения и высоты съемки, которая должна учитываться при проведении Фурье-анализа и мультифрактального анализа цифровых изображений взволнованной водной поверхности.

Ключевые слова: контрастность, морская поверхность, мультифрактальный спектр, размерность Реньи, спектр Фурье, contrast, Fourier spectrum, multifractal spectrum, Renyi dimension, sea surface

Determination of the spectral characteristics of the rough water surface on digital photographs from unmanned aerial vehicles

V.A. Malinnikov, D.V. Uchaev, Dm.V. Uchaev, A.S. Silevich

Pages: 703–711

Summary. The experience gained in the last decade using small-sized unmanned aerial vehicles (UAV) for water surface photography has shown that this method of survey has many advantages and exceeds the traditional method of survey via an aircraft due to the rapid deployment of equipment and operational preparation for the launch of UAVs. The paper presents results of a study of the Fourier spectra and multifractal spectra of a rough water surface using its digital photographs obtained from the UAV when performing planned differentheight photographic surveys. The survey of the rough water surface was carried out from a DJI Phantom 4 quadrocopter on the Ulyanovsk Reservoir. As a result of the survey, photographs were taken at 6 elevation levels of 14, 24, 51, 95, 126 and 208 m. For each image, two-dimensional Fourier spectra and multifractal spectra were calculated using a generalized local-global multifractal analysis. The following conclusions can be drawn from the results of this study. For images of a rough water surface, taken in the central area of the sun glitter, there is a clear trend of narrowing the multifractal spectrum followed by increasing survey height. For images taken in the peripheral area of the glitter this trend is hardly visible. It might be assumed that it happens due to the low contrast of images obtained from these heights. The practical significance of the work is in identification of a quantitative relationship between the survey height of a rough water surface and the width of the multifractal spectra calculated for the resulting digital images taken. Accounting for this dependence should allow obtaining objective information about the structure of water waves on the surface.

Скачать статью