Глава 17. Материалы фотограмметрической обработки в специальных исследованиях и геоинформационных системах

Виды фотограмметрической продукции и их характеристика

В практике специальных исследований и решении различных за­дач с успехом применяются материалы аэрофотосъемки и их фо­тограмметрической обработки. К их числу относятся аэроснимки, фо­тосхемы, фотопланы, ортофотопланы и топографические карты (пла­ны). В силу ряда рассмотренных ранее причин физического и гео­метрического характера применение этих материалов имеет некоторые особенности, связанные с технологией формирования изображения.

Аэроснимок представляет собой двумерное фотографическое (аналоговое) или цифровое изображение земной поверхности, полу­ченное с воздушного летательного аппарата. Причем, не имеет значе­ния, получен ли этот снимок с космического аппарата, самолета, вер­толета, воздушного шара или со стрелы подъемного крана. Современ­ные средства получения фотографического изображения допускают его 10-кратное увеличение, а цифровая форма изображения может быть получена как непосредственно в процессе съемки цифровой ка­мерой, так и путем сканирования фотоснимка. Возможности увеличе­ния цифрового изображения определяются величиной его геометриче­ского разрешения - пиксела.

Положение точек аэроснимка, полученного по законам централь­ного проектирования, имеют искажения физического характера, учи­тываемые при выполнении высокоточных работ, и геометрического характера, обусловленные влиянием угла наклона снимка 5_а (перспек­тивные искажения) и рельефа местности 8^. Исследование этих сме­щений выполнено ранее (§§ 27, 28), а их максимальные значения на снимке подсчитываются по формулам (3.37) и (3.40):

*_а=^р, 5_A=|L. (.7.1)

Перспективные искажения 8_а подчиняются определенным законо­мерностям и могут быть устранены при трансформировании снимков. Если при аэросъемке применяются средства стабилизации оптической

Оси камеры, то величины углов наклона аэроснимков не превышают 20-30 минут, а искажения положения точек составляют порядка 60//... 88// для снимков формата 18x18 см и 132//... 200//для снимков формата 30x30 см.

Влияние рельефа местности 8^ не подчиняется каким-либо зако­номерностям, поскольку определяется величинами превышений точек местности над средней плоскостью снимка. Его устраненяют путем фототрансформирования снимка по зонам, дифференциального или ортогонального трансформирования.

Следствием влияния рельефа является и изменение масштаба изо­бражения m_t, так как

где Но, h_t - высота фотографирования над средней плоскостью и пре­вышение над ней.

Фотосхема представляет собой фотографическое изображение местности, полученное в результате соединения нескольких нетранс-формированиых аэроснимков в одну картину. Поскольку искажения точек фотосхемы не отличаются от искажений составляющих ее сним­ков, то единственным (и весьма важным) ее достоинством является достаточно большой обзор исследуемой территории.

Фотоплан представляет собой одномасштабное фотографиче­ское изображение местности, изготовленное в избранной системе ко­ординат и с точностью, предъявляемой к топографическим планам (картам).. Применение фотоплана при географических, иных исследо­ваниях или в качестве топографической основы ГИС не имеет особен­ностей в сравнении с топографическими картами, поскольку при его изготовлении влияние угла наклона снимков 5_а устранено полностью, а влияние рельефа местности уменьшено до допустимых пределов: величины остаточного искажения 8^ не превышают 0,4 мм. Важным преимуществом фотоплана в сравнении с топографическим планом является наличие на нем фотографического изображения, имеющего более высокую информационную емкость. Столь же очевидным не­достатком фотоплана является отсутствие на нем информации о рельефе. Основная форма представления фотоплана - аналоговая (на жесткой основе).

Ортофотоплан отличается от фотоплана только способом его формирования. Если он получен путем дифференциального транс­формирования, то возможна единственная форма представления -аналоговая; если ортофотоплан есть результат цифрового трансфор­мирования, то он может быть представлен как в аналоговом, так и в

цифровом виде. В первом случае его применению в качестве топогра­фической основы ГИС предшествует сканирование, привязка и транс­формирование растрового изображения, а возможности увеличения определяются его геометрическим разрешением.

Точностные характеристики ортофотоплана - те же, что и фото­плана: ортофотопланы полностью свободны от перспективных иска­жений 5_а, а остаточное влияние рельефа местности 5д не превышает 0,3-0,4 мм в масштабе плана.

Современные технологии изготовления цифровых ортофотопланов предполагают возможность получения их с заданным размером эле­мента геометрического разрешения. Если целью цифрового ортотранс-формирования является получение результатов в аналоговом виде, то установленный нормативными документами размер элемента геомет­рического разрешения составляет 70 мкм, что допускает не более чем 2-кратное увеличение.

Таким образом, точностные характеристики фотопланов и ортофо­топланов полностью соответствуют точностным характеристикам то­пографических карт того же масштаба, и потому сосредоточим свое внимание на возможностях и особенностях использования для этой цели только нетрансформированных аэроснимков.

§ 120. Решение задач по ^трансформированному снимку

Эффективное использование материалов аэрофотосъемки воз­можно только при использовании закономерностей построения изо­бражения на основе центрального проектирования, и в частности -возможностей учета искажений, вызванных влиянием угла наклона, рельефа местности, получения по снимку некоторых характеристик и т. д.

Определение среднего масштаба снимка можно выполнить просто и точно при условии практического применения рассмотренных ранее (§ 27, 28) закономерностей линейных смещений точек. Для этого воспользуемся определением масштаба как отноше­ния длины отрезка на изображении к его длине на местности, причем длину отрезка на изображении желательно иметь неискаженной.

Как следует из формулы (3.37), величина перспективного искаже­ния, например, точки т (рис. 17.1) зависит от ее удаления г_с от точки нулевых искажений с, угла ф между отрезком тс (km) и главной вер­тикалью ivo, угла наклона снимка а_с и фокусного расстояния f. По­этому если концы отрезков аЪ и km симметричны относительно точки

*k
|v /b	* m

vo

Рис. 17.1.К определению масштаба снимка

нулевых искажений, то coscp_a= -cos%ac = be, со8ф_Л = -coscp_m, he = те и при любом поло­жении главной вертикали Ivq искажения 5_а положения концов отрезков аЪ (или пт) рав­ны по величине и противоположны по знаку. Следовательно, измеренные на наклонном снимке длины отрезков аЪ и km соответст­вуют их длинам на горизонтальном снимке, а найденный по ним масштаб соответствует масштабу горизонтального снимка. При

снимка. При определении масштаба планового снимка точку нулевых искажений без потери точности можно заменить главной ввиду их близости (при а_с= 30' и / = 200 мм расстояние между ними менее 1 мм).

Изложенное определяет и методику расчета масштаба: нужно вы­брать на снимке две пары точек (а, Ъ и k, m\ расположенных симмет­рично относительно центра, опознать их на карте и измерить длины отрезков между ними на снимке и на карте масштаба 1:М_К. Масштаб изображения каждого отрезка будет вычисляться по формуле

ср

_ 'сн

М«

(17.3)

⇐ Предыдущая64656667686970717273Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: