Фотограмметрическая технология построения цифровой модели рельефа

Фотограмметрические методы цифрового моделирования рельефа основаны на использовании полиномов, нерегулярной сети треуголь­ников TIN и регулярной сети DEM. Причем, непосредственно по аэро­снимкам модель рельефа строится на сети треугольников, а для ор-тотрансформирования, проведения горизонталей и некоторых других операций она преобразуется в регулярную модель DEM. Обяза­тельным условием создания ЦМР является наличие элементов взаим­ного и внешнего ориентирования снимков, полученных в процессе построения и уравнивания фототриангуляционной сети.

Некоторое представление о размере сторон (ребер) нерегулярной сети треугольников TIN и шаге регулярной сети DEM могут дать сле­дующие данные, имеющиеся в специальной литературе: для пра­вильного отображения рельефа на плане масштаба 1:2000 путем ли­нейной интерполяции между точками с известными высотами необхо­димо, чтобы среднее расстояния между ними были не менее [11]:

20 м - для плоскоравнинной местности со слабой расчлененностью;

10 м -для волнообразной поверхности с гладкими формами;

5 м - для сильно расчлененной местности с большим числом овра­гов и промоин.

Современные цифровые фотограмметрические системы реализуют несколько стратегий моделирования рельефа, каждая из которых ис­пользуется в границах выбранной пользователем локальной зоны. В большинстве случаев модель создается на основе триангуляции Дело­не, но, в зависимости от конкретных условий и характера местности, могут применяться и другие, в частности:

• «гладкая» модель, построенная с использованием полиноми­альной функции вида (14.14);

• «адаптивная» или «регулярная» модели TIN, построенные по точкам в узлах сетки с заданным шагом с некоторыми дополни­тельными условиями;

• модель, построенная по векторным объектам, полученным путем оцифровки по стереоизображению структурных линий: тальвегов* водоразделов, береговых линий, бровок оврагов и иных элемен-»' тов, точки которых определены в плане и по высоте. i

Полученная перечисленными способами цифровая модель рельефа может.быть дополнена структурными линиями, что существенно повы­сит ее детальность, точность и надежность. Линии водоразделов, бровки оврагов, береговые линии, тальвеги и другие структурные линии, «встроенные» в триангуляцию Делоне в качестве ребер треугольников, приблизят аппроксимирующую поверхность к реальной, что несомнен­но скажется на качестве последующего ортотрансформирования.

С точки зрения фотограмметрии наибольший интерес представля­ет адаптивная, регулярная модели рельефа и модель по векторным! объектам, построение которых требует автоматического отождествлен ния точек с помощью коррелятора. Технология построения таких мо­делей может включать, например, следующие основные операции:

Определение границ области моделирования (глобальной области).

2. Определение границ подобластей моделирования, различаю­щихся характером рельефа местности и возможностями приме­нения того или иного метода построения ЦМР (§ 102.1).

3. Построение регулярной сети со сторонами, параллельными осям* X и У координатной системы местности и с шагом, зависящими от характера рельефа местности.

4. Присвоение всем узлам регулярной сетки высот, равных отметке средней плоскости снимка, и вычисление их координат х_п, у_л на левом снимке стереопары по формулам (3.16) связи координат) точек наклонного снимка и местности.,

5. Идентификация узлов регулярной сети на правом снимке с по­мощью коррелятора (§ 100), определение их координат х_п, у_п к вычисление пространственных координат X, У, Z точек па формулам (9.3) прямой фотограмметрической засечки.

6. Построение сети неперекрывающихся треугольников с верши­нами в узлах регулярной сетки (модели TIN) на основе алгоритма Делоне с ограничениями (§ 102.2).

По терминологии, принятой в ЦФС Photomod. 288

Операции 3-6 выполняются в автоматическом режиме, без участия оператора.

Если в пределах области моделирования выбрано несколько ло­кальных зон, объединяющих участки с различными формами рельефа, то для последующей их увязки в границах глобальной области и объе­динения в единую модель рельефа обрабатываемой территории они должны перекрываться между собой, или, по крайней мере, между ними не должно быть разрывов.

Положение узлов регулярной сетки и совпадающих с ними вершин сети треугольников намечается автоматически, без учета характера местности. В связи с этим узлы TIN могут оказаться на крышах до­мов, на крутых склонах, на водной поверхности и т. д., что предопре­деляет необходимость корректировки построенной сети треугольни­ков путем изменения положения ее вершин в процессе стереоскопиче­ских наблюдений эпиполярных изображений.

Один из способов построения таких изображения заключается в трансформировании фрагментов левого и правого цифровых изобра­жений, соответствующих зонам их продольного перекрытия, на плос­кость SXY базисной координатной системы. Для этой цели использу­ют формулы (3.21) связи координат точек наклонного и горизонталь­ного снимков, а направляющие косинусы находят по формулам (3.8) с заменой углов а, со, х элементами взаимного ориентирования a'i, м ⁼ 0, x'i при трансформировании левого изображения и элемента­ми a'₂, со'₂, %'i при трансформировании правого изображения. Эпипо-лярн'ые изображения характеризуются отсутствием поперечных парал­лаксов наблюдаемых точек, что создает несомненные удобства для из­мерения стереомодели и повышает надежность работы коррелятора.

Современные средства построения ЦМР по цифровым изображе­ниям обладают достаточно мощными технологическими средствами ее визуального и статистического контроля. Средствами такого кон­троля являются:

• преобразование элементов сети треугольников в пространст­венные объекты с последующим их вращением и визуальной оценкой локальных «выбросов»;

• расчет уклонов и анализ их экстремальных значений;

• статистический анализ экстремальных значений высот точек;

• оценка точности моделирования по уклонениям высот конт­рольных точек от аппроксимирующей поверхности.

В качестве контрольных точек используются опорные, связующие и другие точки, включенные в сеть фототриангуляции. С этой целью вычисляются их отметки по построенной модели поверхнрети и срав-

10 *ак. 344

ниваются с отметками, полученными из построения фотограммет­рической сети или на основе полевых данных. Такие расхождения не должны приводить к смещениям точек, обусловленным влиянием рельефа местности, на величину, превышающую 0,3 мм в масштабе создаваемого плана.

Построение цифровой модели завершается увязкой локальных мо­делей TIN по их граница^ и формированием общей модели в границах обработки, созданием регулярной модели DEM, интерполированием горизонталей с заданным шагом и редактированием их положения по эпиполярным изображениям.

⇐ Предыдущая52535455565758596061Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: