Особенности сварочных полуавтоматов

Сварочный полуавтомат представляет собой установку с полуавтоматической подачей сварной проволоки в зону сварки. Что касается конструкционного исполнения, то двумя главными составляющими являются сварочный выпрямитель и кассеты с намотанной на ней проволокой.

Как видно на фото сварочного полуавтомата, он производится в двух модификациях: с отдельной или со встроенной кассетой.

В чём особенность работы полуавтоматических аппаратов? Между обрабатываемыми заготовками и подаваемой непрерывно проволокой образуется дуга.

Основной металл и металл проволоки начинают плавиться и смешиваться друг с другом, образуя ванночку. По мере перемещения электрода она затвердевает, образовывая сварочный шов.

Для предотвращения коррозионных процессов в зону сварки подаётся инертный газ.

Классификация агрегатов полуавтоматической сварки

На сегодняшний день существуют следующие типы сварочных полуавтоматов:

• Бытовые. Рассчитаны на напряжение 220 В. Предназначены для непродолжительной работы.
• Профессиональные. Подключаются только к сети на 380 В. Обеспечивают значительную продолжительность беспрерывной сварки.
• Промышленные. Позволяют сваривать металл толщиной до 5 см. Обладают высокой мощностью.

В зависимости от технологии изготовления источника питания, полуавтоматы бывают:

• трансформаторные;
• выпрямительные;
• инверторные.

Критерии выбора

Специалисты советуют выбирать полуавтоматическое устройство для проведения сварочных работ, ориентируясь на следующие критерии:

• Тип установки по предназначению.
• Вид используемого источника питания.
• Время включения прибора.
• Мощность.
• Диапазон регулировки тока.
• Функционал.
• Производитель.
• Эргономика.
• Доступность запасных частей и расходников.

Оптимальное значение времени включения для аппаратов бытового класса – 20%, для профессионального оборудования – 60% и выше.

Мощность сварочного полуавтомата играет определяющую роль. Низкомощные установки имеют низкую стоимость, но позволяют работать исключительно с тонколистовым металлом.

Оптимально, если устройство будет оснащено такими опциями, как плавный розжиг дуги, мягкий запуск, защита от короткого замыкания и т. п.

Рейтинг лучших производителей

Сварочные полуавтоматы сегодня производят довольно много компаний, как российских, так и зарубежных. Наиболее популярными производителями считаются:

AURORA (Россия). Фирма занимает одну из лидирующих позиций на рынке сварочного оборудования. Сварочные полуавтоматы AURORA отличает близкое к идеальному соотношение цены и качества. Производитель даёт двухлетнюю гарантию на всю свою сварочную технику и обеспечивает достойный уровень пост гарантийного обслуживания.

FUBAG (Германия). Сварочные аппараты FUBAG известны во всём мире своим высоким качеством. МЧС России используют установки именно этого бренда.

WESTER (Китай). Полуавтоматические устройства для сварки WESTER имеют следующие достоинства – качественная сборка, долговечность, функциональность, стильный дизайн корпуса, повышенная надёжность.

Интерскол (Россия). Сварочному оборудованию этой марки свойственна приемлемая стоимость и довольно высокая степень надёжности.

Ресанта (Россия). Это ещё одна отечественная компания, занимающаяся выпуском полуавтоматических агрегатов для сварки. Продукцию этого бренда можно встретить в любом строительном магазине.

К выбору сварочного полуавтомата следует подходить ответственно. Данный процесс не терпит спешки и суеты. Вы должны внимательно осмотреть все предложенные варианты, сравнить их технические характеристики и соотнести их с теми задачами, которые вы планируете решать при помощи сварочной установки.

Такие действия уберегут вас от разочарований в будущем. Нелишним будет и проконсультироваться со специалистом.

Фото лучших сварочных полуавтоматов

Также рекомендуем просмотреть:

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉

Классификация и основные принципы работы токарных автоматов и полуавтоматов

Автоматы — это такие станки, где все вспомогательные и основные операции автоматизированы, включая установку, подачу, закрепление заготовки, а также освобождение и выдачу обработанного изделия. Функции оператора при обслуживании автомата сводятся к таким процессам: периодическая загрузка, выборочный контроль и наблюдение за общей работой станка (может включаться и его подналадка).

Отличие автоматов и полуавтоматов

Различие между автоматами и полуавтоматами заключается в том, что на полуавтомате оператор выполняет такие действия:

1. установка и закрепление заготовки;
2. пуск оборудования;
3. освобождение и снятие готового изделия.

Прутковые токарные автоматы предназначены для их эксплуатации в серийном и массовом производствах. Объясняется это тем, что устройство таких автоматов предполагает использование достаточно сложных инструментальных наладок, которые занимают много времени для подготовки. Их рентабельность достигается только тогда, когда обработать нужно большую партию деталей.

Классификация

Токарные автоматы и полуавтоматы классифицируют следующим образом:

1. по режиму холостых и рабочих ходов;
2. по количеству и расположению шпинделей;
3. по роду заготовок;
4. по назначению.

По назначению

1. Универсальные. Они предназначаются для выполнения токарных и прочих операций над разнообразными элементами.
2. Специализированные. Используются для выполнения некоторых операций над определёнными элементами.

Полуавтомат предназначается для изготовления элементов только из штучных заготовок. В основном, в патроне (полуавтоматы патронные), в центре — реже.

В автоматах прутковых пруток вводится в полый шпиндель, а в дальнейшем для каждой изготовляемой детали подаётся и зажимается автоматически.

В автоматах магазинных заготовки загружаются в бункер или магазин, а уже оттуда подаются автоматически к зажимному приспособлению станка.

По расположению шпинделей

1. Устройства с вертикальным шпинделем.
2. Устройство с горизонтальным шпинделем.

По количеству шпинделей

1. Одношпиндельные. Могут одновременно обрабатывать только один элемент.
2. Многошпиндельные. Могут обрабатывать несколько элементов одновременно. Количество элементов равняется числу шпинделей или на один меньше.

Одношпиндельные автоматы

Автоматы одношпиндельные имеют разновидности. Наиболее распространены автоматы одношпиндельные прутковые. К ним относят:

1. токарно-револьверные автоматы;
2. продольного точения;
3. фасонно-отрезные.

Фасонно-отрезные

Предназначены фасонно-отрезные автоматы для изготовления деталей коротких с малым диаметром, которые имеют простую форму. Материал закрепляется в шпинделе, который вращается при помощи цангового патрона. У станка имеется 2 или 4 суппорта, которые перемещаются только в поперечном направлении и несут отрезные и фасонные резцы. Чтобы получить деталь необходимой длины, в станке есть подвижный упор, который автоматически устанавливается после окончания цикла по оси шпинделя. Подаётся материал при помощи механизма подачи до соприкосновения с упором.

Основным движением таких станков является вращение шпинделя и движене подачи — перемещения суппортов поперечных. У некоторых моделей фасонно-отрезных оборудований имеется продольный суппорт, который перемещается вдоль оси шпинделя и позволяет сверлить отверстия.

Продольного точения

Это оборудование предназначено для изготовления в большом количестве элементов из бунта или прутка малого диаметра, но длинных. Используется такое оборудование на предприятиях точной индустрии (приборостроение, часовое производство и прочие). Высокие требования к чистоте поверхности и точности деталей обусловили ряд конструктивных особенностей таких автоматов. Во вращающемся шпинделе закрепляется заготовка при помощи цангового патрона. По направляющим станины перемещается шпиндельная бабка, сообщая движение подачи заготовке относительно неподвижного резца, который закреплён в суппорте.

Суппорт резцу установочные перемещения при переходе на обработку ступени иного диаметра и движение поперечной подачи при фасонном обтачивании и отрезке. В станке есть суппорт сбалансированного типа и два или три вертикальных суппорта. Суппорт сбалансированного типа несёт два резца и совершает вокруг оси, которая закреплена в кронштейне, качательное движение. Чтобы увеличить жёсткость системы, пруток (заготовка) перемещается в люнетной втулке. Нарезание резьбы, развёртывание, зенкерование, сверление могут осуществляться с помощью специальных приспособлений, которые устанавливаются напротив обрабатываемой заготовки.

Часто шпиндели этих приспособлений имеют независимый привод для поступательного и вращательного движений.

Токарно-револьверные

Эти приспособления представляют собой токарно-револьверные станки, которые предназначаются для производства деталей сложной формы. Эти автоматы в основном рассчитаны на выполнение работ из прутка, но некоторые модели могут выполнять и обработку штучных изделий. Пруток закрепляется во вращательном шпинделе.

Револьверная головка совершает автоматические перемещения, которые связаны с подачей продольной, включая автоматические повороты для замены инструментов. Поперечная подача осуществляется двумя или тремя суппортами. Принцип работы и конструкция такого оборудования изучается в лабораторных условиях.

Многошпиндельные автоматы

Это оборудование подразделяется на два вида:

1. параллельного действия;
2. последовательного действия.

Распределительный вал является характерной деталью в токарных полуавтоматах и автоматах. На нём монтируются кулачки различной формы и конструкции (в зависимости от назначения). Они управляют всеми вспомогательными и рабочими движениями станков через систему механических и иных связей.

Наиболее употребительными исполнениями кулачков являются такие:

1. барабанные. Они предназначены для управления вспомогательными и рабочими движениями станков. Он представляет собой цилиндр, который снабжён накладными кулачками или фасонными выфрезерованными канавками;
2. дисковые. Нужны для приведения рабочих органов полуавтоматов и автоматов в движение — суппортов и револьверных головок.

Диски с торцевыми накладными кулачками используются только для включения движений вспомогательных (поворотов револьверной головки, зажима и движения прутка и других). Диски имеют раздельную шкалу. Чаще всего она разделяется на сотые доли оборотов. Эта шкала необходима для установки кулачков в нужном месте.

Многошпиндельные горизонтальные

Они нужны для обработки элементов из калиброванных прутков шестигранного, квадратного и круглого профилей, а также из труб при массовом и крупносерийном производстве различных отраслей машиностроения.

Основными технологическими операциями, которые выполняются на этом оборудовании, являются:

1. фасонное обтачивание;
2. накатывание резьбы;
3. отрезка;
4. нарезание резьбы;
5. развёртывание;
6. сверление;
7. обтачивание.

Все нужные движения в оборудовании происходят автоматически при помощи кулачков, которые располагаются на распределительном валу. При одном его обороте происходит полный комплекс движений механизмов устройства, который необходим для производства одного обрабатываемого элемента. Такой комплекс определяет цикл обработки, а время цикла — это период, за который производится один оборот распределительного вала.

В многошпиндельном горизонтальном прутковом устройстве шпиндели располагаются в шпиндельном блоке по окружности. Поперечные суппорты находятся с торца шпиндельного блока, а продольный суппорт может перемещаться на центральной гильзе. Шпиндели устройства получают через зубчатые колёса вращение от центрального вала. После того как готовое изделие отрезается, шпиндельный блок разворачивается на угол, который соответствует количеству шпинделей.

Через направляющие трубы вводится прутковый материал в отверстия шпинделей и закрепляются в цанговых патронах устройства. На каждой позиции последовательно осуществляется обработка каждого элемента. Все заготовки находятся в обработке одновременно. На последней позиции производят отрезку готового изделия. Поперечные суппорты обслуживают каждую позицию. Суппорт продольный может обслуживать все позиции. Могут на нём находиться державки с независимым друг от друга и от продольного суппорта приводом продольной подачи.

А ещё на нём могут размещаться инструментальные шпиндели для сверлильного инструмента с независимой скоростью вращения от рабочих шпинделей. Бесступенчато осуществляется регулирование величины ходов поперечных и продольного суппортов.

Токарные многошпиндельные полуавтоматы изготавливают аналогично многошпиндельным автоматам в вертикальном и горизонтальном положениях. Отличаются такие полуавтоматы тем, что на них штучные заготовки обрабатываются в патронах, а загрузка заготовок производится при помощи загрузочного устройства или вручную. У полуавтомата многошпиндельного имеется гидропривод, который нужен для зажима в патронах заготовок. В полуавтоматах шести- и восьмишпиндельных поперечных суппортов установлено только пять, а на загрузочных позициях суппорты отсутствуют.

В позициях загрузочных установлены приспособления для выключения и включения вращения шпинделя и зажима в патроне заготовки. В полуавтоматах нет механизма зажима прутка и его подачи.

Многошпиндельные вертикальные полуавтоматы необходимы для обработки в патронах, а реже — в центрах, элементов сравнительно небольшого размера в крупносерийном производстве. Вертикальные многошпиндельные полуавтоматы по принципу работы могут подразделяться на такие типы:

1. параллельного действия;
2. последовательного действия.

В шестишпиндельном полуавтомате с последовательным действием на основании установлена колонна, около которой стол с шестью шпинделями периодически поворачивается. Пять шпинделей одновременно обслуживают пять суппортов с режущим инструментом. Готовую деталь снимают в загрузочной позиции, а вместо неё ставят новую. Шпиндели получают вращение после поворота стола на шестую часть оборота, а готовую деталь вновь снимают на исходной позиции и устанавливают новую.

Время цикла работы подобных полуавтоматов состоит из времени, которое требуется для выполнения холостых ходов и обработки самой трудоёмкой позиции (установка новой заготовки, фиксация детали и стола, поворот).

В полуавтоматах параллельного действия установлена вертикальная неподвижная колонна на основании. Около неё вращается непрерывно стол, несущий шпиндели и шестигранная гильза с шестью суппортами, которая представляет собой карусель — единое целое. Суппорты при повороте гильзы перемещаются по направляющим, установленным вертикально, от неподвижного барабана, с которым их связывают тяги. На каждом шпинделе, который проходит загрузочную зону, за один оборот завершается обработка детали. Здесь выключается автоматически вращение шпинделя, деталь освобождается от зажима, суппорт уходит в верхнее положение, готовая деталь снимается, а новая вставляется.

УСТРОЙСТВО И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ПОЛУАВТОМАТОВ

При механизированной сварке сварочная головка чаще всего раз­делена на две части — подающий механизм и держатель (при сварке в защитных газах — сварочная горелка), соединенные между собой гиб­ким шлангом. Поэтому такие аппараты иногда называют шланговыми. Полуавтоматы позволяют сочетать преимущества автоматической свар­ки с универсальностью и маневренностью ручной. Типовая схема полу­автомата показана на рисунке 11.1.

В их состав входят узлы: держатель 1, гибкий шланг 2, механизм подачи сварочной проволоки 3, кассета со сварочной проволокой 4 и аппаратный шкаф или шкаф управления 5.

Наиболее ответственным элементом полуавтоматов является меха­низм подачи проволоки.

Его назначение и компоновка примерно те же, что и у сварочных головок автоматов для дуговой сварки. Обычно она состоит из электро­двигателя, редуктора и системы подающих и прижимных роликов. Ме­ханизм обеспечивает подачу электродной проволоки по гибкому шлангу в зону сварки. Приводом могут использоваться двигатели переменного или постоянного тока. Скорости подачи в первом случае изменяют сту­пенчато-сменными шестернями, во втором — плавное регулирование за счет изменения частоты вращения двигателя.

Конструктивное оформление механизма подачи во многом зависит от назначения полуавтомата. В полуавтоматах для сварки проволокой большого диаметра механизм подачи размещен на передвижной тележ­ке и располагается в отдельном корпусе. В полуавтоматах с проволокой малого диаметра он установлен в переносном футляре и расположен непосредственно на корпусе держателя.

Наибольшее распространение получили полуавтоматы толкающего типа. Подающий механизм подает проволоку путем проталкивания ее че­рез гибкий шланг к горелке. Устойчивая подача в этом случае возможна при достаточной жесткости электродной проволоки.

В полуавтоматах тянущего типа механизм подачи или его подаю­щие ролики размещены в горелке. В этом случае проволока протягива­ется через шланг. Такая система обеспечивает устойчивую подачу мягкой и тонкой проволоки. Имеются полуавтоматы с двумя синхронно рабо­тающими механизмами подачи, осуществляющими одновременно про­талкивание и протягивание проволоки через шланг (тянуще-толкающий тип).

Гибкий шланг в полуавтоматах предназначен для подачи электрод­ной проволоки, сварочного тока, защитного газа, а иногда и охлаждаю­щей воды к горелке. С этой целью применяют шланговый провод специ­альной конструкции (рис. 11.2).

Внутри провода для направления проволоки расположена спираль 1, изолированная от токоведущей части 2 бензостойкой изоляцией.

Вместе с токоподводящей частью помещены изолированные про­водники 3 цепей управления. Провод заключен в хлопчатобумажную оплетку 4 и покрыт резиновой изоляцией 5. Применяются и составные шланги, состоящие из нескольких трубок и проводов для подачи тока, газа и воды, собранных в общий жгут.

Сварочные горелки предназначены для подвода к месту сварки электродной проволоки, сварочного тока и защитного газа или флюса, а также для ручного перемещения и манипулирования им в процессе сварки. При этом сварщик удерживает держатель в руке и перемещает его вдоль шва. Быстро изнашивающимися частями держателя (при свар­ке в защитных газах — горелками) являются токоподводящий наконечник и газовое сопло, изготовляемые из меди. При сварке под флюсом на дер­жателе устанавливается бункер для флюса (рис. 11.3).

Токарные автоматы и полуавтоматы: назначение и принцип работы

Токарные автоматы и полуавтоматы, в основном используются для точения деталей сложной формы из прутка и штучных заготовок в условиях крупносерийного и массового производства. Автоматом называется станок, в котором автоматизированы все основные и вспомогательные движения, необходимые для выполнения технологического цикла обработки заготовки, а также загрузка заготовки и выгрузка обработанной детали. Обслуживание автомата сводится к периодической подаче материала-заготовки или прутка — и контролю обработанных деталей.

Полуавтоматом называются токарные станки, в которых автоматизированы все основные и вспомогательные движения, составляющие цикл обработки одной заготовки. По окончании цикла полуавтомат останавливается, для повторения цикла необходимо снять готовую деталь, поставить и закрепить новую заготовку и вновь запустить станок.

Токарные автоматы и полуавтоматы предназначены для изготовления деталей сложной конфигурации путем обработки заготовки несколькими инструментами. Наряду с токарными автоматами и полуавтоматами, получившими наибольшее распространение в машиностроении, существуют автоматы и полуавтоматы фрезерные, шлифовальные, сверлильные и прочие.

Автоматизация цикла работы современных станков осуществляется на основе использования средств механики, гидравлики, электротехники и электроники, пневматики или на комбинированной базе.

Станки с механической базой автоматизации производительны и надежны в эксплуатации. Однако на переналадку таких автоматов затрачивается много времени. Поэтому автоматы с механической базой автоматизации используют, как правило, в условиях массового производства, а полуавтоматы — в условиях серийного и крупносерийного производства. Станки, автоматизированные другими способами, допускают быструю переналадку и поэтому применяются чаще всего в серийном производстве.

Особое место занимают станки с ЧПУ, это оборудование с числовым цифровым программным управлением циклом. Такие станки могут быть эффективно использованы для изготовления деталей мелких и средних серий.

Токарные автоматы и полуавтоматы подразделяют по различным признакам:

• назначению — на универсальные и специализированные;
• виду заготовки — на прутковые и патронные;
• количеству шпинделей — на одно- и многошпиндельные;
• расположению шпинделей — на горизонтальные и вертикальные.

Выпуск станков токарной группы составляет большую часть общего выпуска станков. Диапазон их типоразмеров чрезвычайно широк: от настольных до тяжелых (массой до 1300 т).

Научно-технические достижения в станкостроении, технологии машиностроения, теории резания металлов, радиоэлектронике, электротехнике, а также в области создания систем автоматического управления создали условия для производства нового класса станков по уровню автоматизации — высокопроизводительных металлорежущих станков, оснащенных системой числового программного управления.

Токарные автоматы и полуавтоматы относятся к высокопроизводительным станкам, которые широко применяют в условиях крупносерийного массового производства. Эти станки следует рассматривать как станки с программным управлением на механической основе. Главным органом управления таких станков является распределительный вал, на котором расположены кулачки, управляющие отдельными механизмами станка, обеспечивающие надежную синхронизацию всех движений цикла работы станка. В данном случае кулачки (копиры) являются носителями программы работы автомата или полуавтомата. Поэтому такие станки часто называют кулачковыми автоматами. Необходимо квалифицированно использовать это сложное технологическое оборудование механических цехов машиностроительных заводов, чтобы обеспечить максимальный съем деталей со станка при минимальной затрате времени, при высокой точности изготовляемых деталей.

4.1. Учебник 1 — подключаемый модуль полуавтоматической классификации 6.4.0.2 документация

Ниже приводится базовое руководство по классификации земного покрова с использованием подключаемого модуля полуавтоматической классификации (SCP). Предполагается, что у вас есть базовые знания QGIS.

Это базовое руководство по использованию SCP для классификации мультиспектральных изображений. Перед этим руководством рекомендуется прочитать Краткое введение в дистанционное зондирование.

Целью классификации является определение следующих классов земного покрова:

1. Вода;
2. Застроенный;
3. Растительность;
4. Голая почва.

Область изучения этого учебного курса — Гринбелт (Мэриленд, США), где находится Центр космических полетов имени Годдарда НАСА (учреждение, которое будет руководить разработкой будущего полетного сегмента Landsat 9).

После видео этого урока.

4.1.1.1. Скачать данные

Мы собираемся загрузить изображение со спутников Landsat (данные доступны из Геологической службы США) и использовать следующие диапазоны:

1. Синий;

2. Зеленый;

3. Красный;

4. ближний инфракрасный;

5. Коротковолновый инфракрасный 1;

6. Коротковолновый инфракрасный 2.

Запустите QGIS и SCP. Откройте вкладку «Загрузить продукты», нажав кнопку на главной странице или в меню SCP,

Мы ищем конкретное изображение, полученное 16 апреля 2017 г., поскольку оно не содержит облаков. В параметрах поиска введите координаты точки:

• UL: -77/39

• LR: -76,9 / 38,9

  СОВЕТ : Как правило, можно определить координаты области, нажав кнопку, затем щелкните левой кнопкой мыши на карте для точки UL и щелкните правой кнопкой мыши на карте для точки LR.

Выберите L8 OLI / TIRS из Продуктов и установите:

• Дата с: 2017-04-16
• к: 2017-04-16

Искать продукты

Теперь нажмите кнопку «Найти», и через несколько секунд изображение появится в списке продуктов. Щелкните элемент в таблице, чтобы отобразить предварительный просмотр, который полезен для оценки качества изображения и облачности.

Результат поиска

Теперь нажмите кнопку, чтобы загрузить предварительный просмотр на карту.

Предварительный просмотр изображения

Мы также можем выбрать диапазоны для загрузки в соответствии с нашей целью. В частности, выберите вкладку Параметры загрузки и отметьте только диапазоны Landsat (которые будут использоваться в этом руководстве): 2, 3, 4, 5, 6, 7 и вспомогательные данные.

Варианты загрузки

Для целей этого руководства снимите флажок с опции Preprocess images (обычно вы должны оставлять это отмеченным), потому что мы собираемся предварительно обработать изображение в Convert Data to Surface Reflectance.Чтобы начать загрузку изображения, нажмите кнопку RUN и выберите каталог, в котором будут сохранены полосы. В зависимости от скорости вашего интернет-соединения загрузка может длиться несколько минут. Ход загрузки отображается в строке.

СОВЕТ : Параметр «Только если предварительный просмотр в слоях» позволяет загружать только изображения в таблице результатов, которые загружаются в качестве предварительного просмотра на карту. Если этот флажок не установлен, загружаются все продукты в списке.

После загрузки все бэнды автоматически загружаются в карту.

Загрузка диапазонов Landsat

4.1.1.2. Обрезать данные

Для ограничения области исследования (и сокращения времени обработки) мы можем обрезать изображение.

Во-первых, нам нужно определить набор полос, содержащий обрезанные полосы. Откройте вкладку Band set, нажав кнопку в меню SCP или в доке SCP.

Нажмите кнопку, чтобы обновить список слоев, и выберите полосы: 2, 3, 4, 5, 6 и 7; затем щелкните, чтобы добавить выбранные растры в набор полос 1.

Набор лент для клипсования

В разделе «Предварительная обработка» откройте вкладку «Обрезать несколько растров». Мы собираемся вырезать набор диапазонов 1, который содержит диапазоны Landsat.

Нажмите кнопку и выберите область, такую ​​как следующее изображение (щелкните левой кнопкой мыши на карте для точки UL и щелкните правой кнопкой мыши на карте для точки LR) или введите следующие значения:

• UL: 330015/4324995
• LR: 349995/4309995

Область зажима

Нажмите кнопку RUN и выберите каталог, в котором сохраняются обрезанные полосы.Новые файлы будут созданы с префиксом имени файла, определенным в Префиксе имени вывода. Когда процесс завершен, обрезанные растры загружаются и отображаются.

Клипса

4.1. Учебник 1 — Документация подключаемого модуля полуавтоматической классификации 5.3.6.1

Это базовое руководство по использованию SCP для классификации мультиспектрального изображения. Перед этим руководством рекомендуется прочитать Краткое введение в дистанционное зондирование.

Целью классификации является определение следующих классов земного покрова:

После видео этого учебного пособия.

4.1.1.1. Данные

Скачать образ из этого архива (данные доступны с сайта U.Геологическая служба) и распаковать скачанный файл.

Загруженный файл на самом деле представляет собой спутниковое изображение Landsat (с панорамированием), включая следующие полосы:

1. Синий;
2. зеленый;
3. красный;
4. ближний инфракрасный;
5. Коротковолновый инфракрасный 1;
6. Коротковолновый инфракрасный 2.

В этом руководстве мы представляем, что этот набор данных является универсальным многоспектральным растром, чтобы сосредоточиться на процессе классификации (в следующем руководстве мы собираемся использовать изображение, полосы которого являются отдельными растрами).

4.1.1.2. Установите входное изображение в SCP

Запустите QGIS. На входе SCP нажмите кнопку Входного изображения, чтобы выбрать файл sample_image.tif . После выбора sample_image.tif устанавливается как входное изображение, изображение отображается на карте, а полосы загружаются в набор полос.

Мы можем отобразить цветную композицию полос: ближний инфракрасный, красный и зеленый: на рабочей панели инструментов щелкните список RGB = и выберите элемент 4-3-2 (соответствует номерам полос в наборе диапазонов) .Вы можете видеть, что цвета изображения на карте меняются в соответствии с выбранными полосами, а растительность выделяется красным цветом (если выбран элемент 3-2-1 , будут отображаться естественные цвета).

Цветовой композит RGB = 4-3-2

4.1.1.3. Создайте входной файл обучения

Теперь нам нужно создать ввод для обучения, чтобы собрать области обучения (ROI) и вычислить их спектральную сигнатуру (которая используется при классификации).

В доке SCP нажмите кнопку и задайте имя (например,г. training.scp ), чтобы создать ввод для обучения. Путь к файлу отображается в обучающем вводе. К слоям QGIS добавляется вектор с тем же именем, что и у обучающего входа (во избежание потери данных вам не следует редактировать этот слой с помощью функций QGIS).

Определение обучающего ввода в SCP

4.1.1.4. Создайте ROI

Мы собираемся создать ROI, определяющие классы и макроклассы. Каждая область интереса определяет класс земного покрова с помощью идентификатора класса.Коды идентификатора класса, используемые в этом руководстве, показаны в следующей таблице (сейчас мы назначаем тот же код идентификатору класса и идентификатору макрокласса).

Макроклассы

Области интереса могут быть созданы путем рисования многоугольника вручную или с помощью алгоритма автоматического увеличения области.

Увеличьте масштаб карты над темной областью (это озеро) в правом нижнем углу изображения. Чтобы вручную создать ROI внутри темной области, нажмите кнопку на Рабочей панели инструментов (вы можете игнорировать сообщение об отсутствии единицы измерения длины волны). Щелкните левой кнопкой мыши на карте, чтобы определить вершины области интереса, и щелкните правой кнопкой мыши, чтобы определить последнюю вершину, замыкающую многоугольник. Оранжевый полупрозрачный многоугольник отображается поверх изображения, который является временным многоугольником (т.е. он не сохраняется во входных данных для обучения).

СОВЕТ : Вы можете рисовать временные многоугольники (предыдущий будет переопределен), пока форма не покроет намеченную область.

Временная рентабельность инвестиций, созданная вручную

Если форма временного многоугольника хорошая, мы можем сохранить его во входных данных Training.

Откройте панель «Классификация», чтобы определить классы и макроклассы. В создании ROI установите MC ID = 1 и MC Info = Water ; также установите C ID = 1 и C Info = Lake .Теперь щелкните, чтобы сохранить ROI во вводе обучения.

Через несколько секунд ROI появится в списке ROI Signature, и будет рассчитана спектральная сигнатура (так как был установлен флажок Calculate sig.).

Рентабельность инвестиций, сохраненная во вводе обучения

Как видите, C ID при создании ROI автоматически увеличивается на 1. Сохраненная область интереса отображается на карте в виде темного многоугольника, а временная область интереса удаляется. Кроме того, в списке подписи области интереса вы можете заметить, что типом является B, что означает, что спектральная подпись области интереса была рассчитана и сохранена во входных данных для обучения.

Теперь мы собираемся создать вторую ROI для построенного класса, используя алгоритм автоматического увеличения области. Увеличьте масштаб карты над синей областью в верхнем левом углу изображения.

На Рабочей панели инструментов установите значение Расст. На 0,08. Нажмите кнопку на Рабочей панели инструментов и щелкните синюю область карты. Через некоторое время поверх изображения появится оранжевый полупрозрачный многоугольник.

СОВЕТ : Значение расстояния должно быть установлено в соответствии с диапазоном значений пикселей; как правило, увеличение этого значения увеличивает рентабельность инвестиций.

Временная рентабельность инвестиций, созданная с помощью алгоритма автоматического увеличения области

В создании ROI установите MC ID = 2 и MC Info =

4.2. Учебное пособие 2 — Документация подключаемого модуля полуавтоматической классификации 5.3.6.1

В этом учебном пособии описываются основные этапы классификации изображений, полученных спутником Sentinel-2. Кроме того, проиллюстрированы некоторые инструменты SCP.

Следуя видео из этого руководства.

4.2.1.1. Загрузка данных

Мы собираемся загрузить изображение Sentinel-2, предоставленное Copernicus Scientific Data Hub. В частности, мы собираемся использовать следующие диапазоны Sentinel-2 (подробнее см. Sentinel-2 Satellite):

• Band 2 — синий;

• Band 3 — зеленый;

• Band 4 — красный;

• Band 5 — Red Edge растительности;

• Band 6 — Vegetation Red Edge;

• Band 7 — растительный красный край;

• Band 8 — NIR;

• Band 8A — Vegetation Red Edge;

• Band 11 — SWIR;

• Band 12 — SWIR;

  СОВЕТ : Если у вас медленное интернет-соединение, вы можете загрузить подмножество изображения (около 50 МБ) по этой ссылке (© Copernicus Sentinel data, 2016), которая является результатом шагов Загрузка данных и вырезка данных.

Начать новый проект QGIS. Откройте вкладку «Загрузить изображения», нажав кнопку в меню SCP, или в инструментах SCP, или в доке SCP. Выберите вкладку Sentinel-2 download. Мы ищем конкретное изображение, полученное 6 мая 2016 г.

В Login Sentinels введите имя пользователя и пароль для доступа к данным (требуется бесплатная регистрация).

Введите в область поиска:

• UL X (Lon): 12

• UL Y (широта): 42

• LR X (Долг.): 13

• LR Y (широта): 41

  СОВЕТ : Как правило, можно определить координаты области, нажав кнопку и нарисовав прямоугольник на карте.

В поиске установлено:

• Дата с: 2016-05-06
• к: 2016-05-06

Search Sentinel-2 изображений

Теперь нажмите кнопку «Найти», и через несколько секунд изображение появится в списке изображений .

Совет : загрузите этот zip-файл, содержащий шейп-файл гранул Sentinel-2 для определения зоны; загрузите этот шейп-файл в QGIS, выберите гранулы в области поиска и откройте таблицу атрибутов, чтобы увидеть имя зоны.

Sentinel-2 результат поиска

В таблице результатов щелкните элемент T32TQM в поле Зона, который является Гранулом S2A_OPER_MSI_L1C_TL_SGS__20160506T153005_A004552_T32TQM , и нажмите кнопку. Предварительный просмотр будет загружен и отображен на карте, что полезно для оценки качества изображения и облачности.

СОВЕТ : Также можно отобразить обзор изображения (который состоит из нескольких гранул) с помощью кнопки.

Предварительный просмотр изображения

Щелкните вкладку Параметры загрузки и снимите флажки с диапазонов 1, 9 и 10. Кроме того, снимите отметку с опций Preprocess images (обычно это должно быть отмечено, но для целей этого урока мы собираемся предварительно обработать изображения на шаге Automatic Conversion to Surface Reflectance) и Loadbands в QGIS (потому что мы собираемся обрезать изображения ).

СОВЕТ : Параметр Только при предварительном просмотре в слоях позволяет загружать только изображения в таблице результатов, которые загружаются в качестве предварительного просмотра на карту.Удобно отметить эту опцию и удалить превью изображений в списке слоев QGIS, оставив только превью изображений, которые нужно загрузить.

Подборка диапазонов для скачивания

Чтобы начать загрузку изображения, нажмите кнопку и выберите каталог, в котором будут сохранены полосы (например, Desktop ). Загрузка может длиться несколько минут в зависимости от скорости вашего интернет-соединения (размер полосы частот от 30 до 90 МБ). Ход загрузки отображается в строке.

После загрузки все бэнды и файлы метаданных сохраняются в выходной каталог.

Загрузка Sentinel Band

4. Док-станция SCP — Документация плагина полуавтоматической классификации 5.3.6.1

Док-станция SCP позволяет определять входные данные, создавать ROI (области интереса) и спектральные сигнатуры, а также классифицировать входное изображение.

Входное изображение, подлежащее классификации, может быть многополосным растром или набором отдельных каналов, определенных в наборе диапазонов.

Обучающий вход, созданный с помощью SCP, хранит полигоны области интереса и спектральные сигнатуры, используемые для классификации земного покрова входного изображения.

ROI — это полигоны, используемые для определения спектральных характеристик классов земного покрова. SCP позволяет создавать временные многоугольники ROI с использованием алгоритма роста области или рисовать вручную. Используя алгоритм роста области, изображение сегментируется вокруг начального пикселя, включая спектрально однородные пиксели. Временные полигоны области интереса могут быть сохранены во входных данных для обучения вместе со спектральными сигнатурами области интереса. Стоит отметить, что классификация всегда основана на спектральных характеристиках.

В SCP классы земного покрова (и ROI) определяются с помощью системы классов (ID класса) и макроклассов (ID макроса) (см. Классы и макроклассы), которые используются в процессе классификации; каждый идентификатор макрокласса связан с информацией о макроклассе (например, с именем макрокласса), и каждый идентификатор класса связан с информацией о классе (например, с именем класса), но для процесса классификации используются только идентификатор макрокласса и идентификатор класса.

Входные данные для обучения состоят из векторной части (т.е.е. шейп-файл) и часть спектральной сигнатуры, которые являются независимыми. Таблица атрибутов вектора содержит четыре поля, как в следующей таблице.

Поля ввода обучения

Спектральные сигнатуры классов вычисляются из областей интереса и сохраняются во входных данных для обучения.Кроме того, спектральные сигнатуры можно импортировать из других источников (см. Импорт сигнатур).

Использование идентификатора макрокласса или идентификатора класса для классификаций определяется опцией «Использовать идентификатор MC или идентификатор C» в алгоритме классификации. Стоит отметить, что при использовании Macroclass ID все спектральные сигнатуры оцениваются отдельно, и каждый пиксель классифицируется с соответствующим MC ID (т.е. перед классификацией нет комбинации сигнатур).

Классификация может быть выполнена для всего изображения (вывод классификации) или его части, создав предварительный просмотр классификации.

Функции подробно описаны в следующих параграфах с использованием следующих условных обозначений:

= Дата ввода

= Введите текст

= Список

= Введите число

= Необязательно

= Конфигурация сохранена в активном проекте QGIS

= Конфигурация хранится в реестре QGIS

= Слайдер

= Таблица

Вход SCP

4.1.1. Входное изображение

Этот раздел позволяет выбрать изображение для классификации.Растровые файлы должны быть уже загружены в QGIS.

Входное изображение может быть многополосным растром или набором отдельных каналов, определенных в наборе каналов. Если выбран многополосный растр, каналы растра будут перечислены в наборе каналов.

4.1.2. Учебный ввод

Входные данные для обучения — это файл .scp , созданный в SCP (т.е. zip-файл, содержащий шейп-файл и файл xml), используемый для хранения областей интереса и спектральных сигнатур.

Предупреждение : Файлы списка подписей, сохраненные с предыдущими версиями SCP, несовместимы с SPC 5; однако вы можете импортировать шейп-файл области интереса с помощью инструмента Импорт шейп-файла.

ROI и спектральные сигнатуры отображаются в списке ROI Signature. Области интереса и спектральные подписи можно импортировать из других источников (см. Импорт подписей) и экспортировать (см. Экспорт подписей). Области интереса отображаются в QGIS в виде векторного файла (во избежание потери данных не следует редактировать этот слой с помощью функций QGIS).