Способы изготовления фотосхем

Различают два способа монтажа фотосхем:

1. по соответствен­ным точкам

2. по начальным направлениям.

1. Способ монтажа фотосхем по соответствен­ным точкам

Может быть реализован в двух вариантах:

1) ин­дивидуальной

2) совместной обрезки снимков.

Достоинство рассмотренного способа — высокая производительность и простота технологии. Однако влияние рельефа местности и угла наклона снимка на смещение точек, используемых
при монтаже, может существенно искривить направление фото­
схемы даже при идеальной прямолинейности съемочного марш­
рута.

55) 2. Способ монтажа по начальным направлениям сложнее по технологии и менее произ­водителен, но он позволяет сохранить то направление маршрута, которое было при съемке, например прямолинейное.

Технология монтажа этого способа следующая. На всех сним­ках накалывают рабочие центры — четкие точки изображения, на­дежно опознаваемые на смежных снимках. Они должны распола­гаться не далее чем 0,05 от главной точки снимков. Опознают и накалывают выбранные рабочие центры на смежных снимках. На­правления на снимке, исходящие из собственного рабочего центра на рабочие центры, перенесенные со смежных снимков, называют начальными.

Масштаб фотосхемы и ее метрические свойства

Фотосхемы характеризуются средним масштабом. Определить его можно, сопоставив два соответственных бази­са, измеренных на фотосхеме и карте. Масштаб карты при этом должен быть не мельче масштаба фотосхемы. Базисы располагают по диагоналям фотосхемы.

При отсутствии подходящей карты средний масштаб фотосхе­мы может быть определен по опознанным на фотосхеме пунктам государственной геодезической опоры или по высотам съемки ис­пользованных при изготовлении фотосхемы снимков. Средний масштаб вычисляют по формуле

,

где — средняя высота съемки для использованных при монтаже снимков.

Метрические свойства фотосхемы в пределах вмонтирован­ных в нее рабочих площадей снимков остаются теми же, что и для отдельных снимков.

Стереофотосхемы

При выполнении некоторых видов дешифровочных работ возникает необходимость в стереоскопи­ческом изучении рельефа на территории значительной протяжен­ности. Средне-масштабные и крупномасштабные плановые космичес­кие снимки получают с помощью длиннофокусных съемочных си­стем с узким углом поля изображения. Рельеф будет восприниматься сглаженным, за пределами порога стереоскопического восприятия останутся элементы микро- и даже мезорельефа.

Задача расширения обзорности может быть решена путем создания стерео-фотосхем.

Стереофотосхема — пара фотосхем, одна из которых смонти­рована из левых, а другая из правых половин комплекта перекры­вающихся снимков.

Принцип их изготовления заключается в следующем. Каждый снимок, кроме крайних в маршруте, используют дважды при последовательном стереоскопическом наблюдении: в одной паре как левый, в другой — как правый. Если из каждо­го снимка выделить его левую (л) и правую (п) части путем инди­видуального пореза по линиям, проходящим через пары соответ­ственных точек перекрывающихся снимков, и наклеить эти части на отдельные основы, полу­чим пару фотосхем. Наблюдая их под стереоскопом, получим стереомодель маршрута. Некоторые части снимков после пореза окажутся лишними.

Пары точек, определяющие направление порезов, должны иметь примерно одинаковые высоты. Вследствие невыполнения этого условия, образуются так называемые провалы — видимые относительные вертикальные смещения или перекосы смежных стереомоделей.

56) Трансформированием называется преобразование центральной проекции, котораяпредставляют собой аэронегатив (аэроснимок), полученный при наклонном положении оптического луча, в другую центральную проекцию, соответствующую его отвесному положению, с одновременным приведением его к заданному масштабу.

Трансформирование выполняют путем «обратного проектирования» изображения с наклонной картинкой плоскости на предметную, соответствующую ортогональной проекции.

В процессе трансформирования полностью исключаются все виды перспективных искажений аэроснимка, вызванных влиянием угла наклона, и разномасштабность смежных снимков, являются следствием изменения высоты фотографирования. Названные искажения подчиняются определенным законам, потому их учет не вызывает затруднений.

Смещения точек снимка, вызванное влиянием рельефа местности, соответствуют изменениям его форм, поэтому их учет является одной из наиболее трудных задач фотограмметрии, строгое решение которой связанно с разложением изображения на отдельные точки (зоны) и раздельным их трансформированием по известным высотам. Для учета влияния рельефа местности применяют несколько методов или технологических приемов, различающихся размерами таких зон и обеспечивающих устранение искажений с требуемой точностью.

Рассматриваемые преобразования требуют наличия данных, позволяющих прямо или косвенно найти элементы внешнего ориентирования снимков. Поэтому методы трансформирования делятся на две основных, принципиально и технически различных групп – трансформирование по опорным точкам и по элементам ориентирования.

Для трансформирования аналоговых аэроснимков применяют несколько способов, различающихся используемыми техническими средствами: аналитический, фотомеханический, оптико-графический, дифференциальный и др.

Аналитический способ трансформирования основан на использовании зависимости между координатами соответственных точек аэроснимков и местности.

Фотомеханический способ трансформирования основан на использовании специальных приборов - трансформаторов. Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива) на экран соответствует горизонтальному снимку, и фиксируют изображения на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги. Этот способ до недавнего времени был основан.

Оптико-графический способ трансформирования предполагает применение специальных малоформатных приборов - проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками. В настоящие время способ находит ограниченное применение при обновлении топографических или иных карт неспециализированных предприятий.

Дифференциальный способ трансформирования (ортотрансформирование) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки являются ортофотоснимки (ортофотопланы).

Термин «дифференциальное трансформирование» (иногда - «щелевое трансформирование») в фотограмметрической литературе применяется в случаях, когда ортоснимок создается с помощью прибора универсального типа, путем сканирования одного из снимков стереопары вдоль оси Y с постоянным изменением высот проектирования согласно профилю местности и проектирования изображения на фотографический слой через щель ромбической или трапециевидной формы.

В настоящее время широко используется цифровое трансформирование, или ортотрансформирование снимков, базирующееся на использование персональных ЭВМ и заключающееся в трансформировании каждого пикселя исходного изображения в соответствии с ее высотой, определяемой по цифровой модели рельефа, и формул связи координат точек аэроснимка и местности. Методы фотограмметрической обработки цифровых изображений, в том числе цифровое трансформирование снимков.
.Аналитическое трансформирование

Аналитическое трансформирование основано на использовании зависимостей между координатами соответственных точек аэроснимка и местности. Положив в ней = 0, = -
H и обозначив Q
=
H
/( f
), получим формулы проективного преобразования:

, (1.0)

где
, (1.1)
– направляющие косинусы, связывающие направления координатных осей систем аэроснимка и местности.

Формулы (1.0) содержат восемь неизвестных. Одна опорная точка с известными геодезическими координатами позволяет составить два управления поправок, полученных путем приведения (1.0) к линейному виду одним из известных способов. При наличии пяти и более опорных точек для отыскания неизвестных применяют метод наименьших квадратов, которые затем используют для вычисления по формулам (1.0) трансформированных координат X и Y любого числа точек.

Рассмотренная схема используется в аналитическом фототрансформаторе проф. А. Н.Лобанова и д. т. н. И. Г. Журкина.

Способ предполагает равенство высот фотографирования Н для всех определяемых точек, что делает их пригодным в случаях, когда колебание рельефа местности не превышает высоты зоны

57) Ортофототрансформирование это преобразование изображений местности, полученных в фотографическом, цифровом или ином виде в ортогональную проекцию.

Ортофототрансформирование производят по уравнениям коллинеарности

В этих уравнениях в правых частях находятся искомые плановые геодезические координаты каждого пикселя сканированного снимка, а в левых частях измеренные координаты того же пикселя в системе координат снимка. Эти пары координат связанны элементами внутреннего ориентирования снимка, его элементами внешнего ориентирования и высотной координатой точки местности. Технологическая схема получения ортофотоплана предусматривает получение всех связующих параметров следующим образом: элементы внутреннего ориентирования вводятся на соответствующем этапе развития фототриангуляции, элементы внешнего ориентирования определены в процессе фототриангуляции, высотную координату каждого пикселя получают из цифровой модели рельефа. Таким образом производят ортофототрансформирование каждого обрабатываемого снимка.

Ортотрансформированные рабочие площади всех снимков объединяют в единое изображение, на которое впоследствии наносят координатную сетку и нарезают на планшеты государственной разграфки. Точность геометрического объединения составляет 0,7 мм в масштабе создаваемого плана, согласно инструкции.

Ортофотоплан (для справки) объективно и практически в режиме реального времени предаёт облик местности и является основополагающим базовым материалом для создания и обновления карт и фотопланов.
Широкое применение ортофотопланы получили во время ведения военных действий и сейчас используются в топографических, геологических, а так же застроечных и мелиоративных работах. Кроме того фотопланы используются при формировании и обновлении цифровых карт и оперативной оценке состояния почв, зелёной растительности, обработки и качестве пашни, и конечно же в строительстве, особенно в коттеджной застройке.

Технология создания ортофотопланов состоит из следующих этапов:
- предварительная обработка аэроснимков с аэрофотокамеры Microsoft UltraCAM, а максимальное разрешение аэрофотоснимка достигает до 3 см на пиксель.;
- создание проекта;
- создание проекта планово-высотной подготовки (ПВП);
- создание ЦМР;
- внешнее ориентирование снимков на основе записи синхроимпульса срабатывания затвора аэрофотоаппарата;
- создание ортофотопланов.

ЦИФРОВЫЕ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА

Цифровая модель рельефа (ЦМР) — это цифровое представле­ние земной поверхности как непрерывного явления, описываю­щее ее с определенной точностью. Под ЦМР понимают множе­ство точек с известными геодезическими координатами (X^е, У, 2Т) и правило определения высоты любой другой точки, не вхо­дящей в это множество. Точки с известными геодезическими ко­ординатами в данном случае принято называть высотными пике­тами. Правило определения высоты называют правилом интерпо­ляции высот, или аналитической моделью рельефа (AMP).

Методы построения цифровых моделей рельефа различаются по схемам расположения высотных пикетов и по способам интер­поляции высот в промежутках между ними.

По схемам расположения высотных пикетов ЦМР делят на ре­гулярные, полурегулярные и структурные.

В регулярных моделях высотные пикеты расположены в узлах се­ток квадратов, прямоугольников или равносторонних треугольни­ков.Недостатком этих моделей является то, что наибо­лее значимые точки рельефа, находящиеся на линиях тальвегов и водоразделов, перегибах скатов, могут оказаться между узлами сетки и не отобразиться на ЦМР. В связи с этим важно выбрать оптимальный шаг сетки, так как с его увеличением возрастают по­грешности ЦМР, а с уменьшением — объем ЦМР, время и сред­ства на ее создание.

В полурегулярных моделях высотные пикеты распола­гают на поперечниках к заданным линиям. Пикеты могут нахо­диться на поперечниках либо на одинаковых расстояниях дру друга, либо на перегибах скатов. Полурегулярные ЦМР в основ­ном используют при проекти­ровании трасс линейных соору­жений (дорог, линий электро­передач, нефте- и газопроводов и т. п.).

Для наиболее правильного описания характера рельефа меньшим числом высотных пи-

кетов создают структурные ЦМР. В этих моделях поло­жение высотных пикетов определяется структурой рельефа —их выбирают в его характерных точках.

Координаты высотных пикетов, используемых для построения ЦМР, могут быть получены в результате полевых геодезических измерений, по топографическим картам, по результатам воздуш­ного и космического лазерного сканирования, путем стереофото-грамметрической обработки снимков.

Для определения отметок точек, находящихся между высотны­ми пикетами, применяют различные способы линейного и нели­нейного интерполирования.