 |
Сущность ортотрансформирования сводится к следующему.
|
|
|
|
Пусть известны элементы внешнего ориентирования аэроснимка Xs, Ys, Z$, сх, со, х, имеется цифровая модель рельефа DEM со сторонами, параллельными осям координат, и требуется выполнить трансформирование исходного снимка путем преобразования каждого пиксела с учетом его положения по высоте.
Прежде всего, строится матрица ортоизображения на всю обрабатываемую территорию, ограниченную минимальными и максимальными координатами углов рамок создаваемых топографических карт (планов); стороны матрицы должны быть параллельны осям X и У координатной системы местности (рис. 14.23-14.25).
В соответствии с требованиями инструкции по фотограмметрическим работам, размер элементарного участка трансформирования (геометрическое разрешение матрицы ортоизображения Ар) на,местности, как правило, выбирается равным величине:
Ар = Ахт,
где А - геометрическое разрешение исходного цифрового снимка; т -знаменатель масштаба снимка.
Если цифровой фотоплан готовится в виде твердой копии, то размер элементарного участка на местности не должен быть больше
Ар=0,07хМ,
где 0,07 (мм) - графическое разрешение, соответствующее фотографической разрешающей способности изображения 7 л/мм.
При изготовлении ортофотоплана масштаба 1:2000 по цифровым снимкам масштаба 1:10000, полученным путем сканирования аэронегативов с геометрическим разрешением Л = 10 мкм, размер элементарного участка трансформирования в общем случае будет равен 0,010 х 10000 = 0,10 м, а при изготовлении фотоплана в графической форме 0,07 х 2000 = 0,14 м.
Задача решается путем «обратного» трансформирования, в рассмотренном ранее (§ 97) порядке, и включает следующие операции (рис. 14.23):
• вычисление координат X, Y центра формируемого пиксела ор-тоизображения А в системе координат местности OXY;
|
|
|
• определение отметки Z центра пиксела ортоизображения А по его плановым координатам и цифровой модели рельефа DEM;
|
| Рис. 14.23. Схема «обратного» ортотрансформиро-вания рабочей площади |
• вычисление по формулам (3.16) координат х, у изображения а определяемой точки А на снимке по ее координатам на местности X, Y, Z и элементам внешнего ориентирования Xs, Ys, Zs, а, со, х;
• расчет физических координат хр, ур в системе opixiy (формулы 14.12) по ее координатам х, у в системе оху и параметрам внутреннего ориентирования аэроснимка (§ 101.1);
• определение по формулам (14.8) растровых координат ix, Чуточки по ее физическим координатам хр, ур\
• идентификация пиксела с точкой а исходного снимка и расчет яркости р пиксела ортоизображения с точкой А методом билинейной или бикубической интерполяции (§,97).
Однако ортоизображение должно формироваться в границах рабочей площади
|
снимка, образованной средними линиями его продольного и поперечного перекрытий (§ 45). Поэтому реализации рассмотренной схемы вычислений должно предшествовать нанесение на трансформируемый снимок границ рабочей площади (будущих «линий пореза») в виде полилинии и определение положения ее вершин на ортоизображении (точки 1, 2, 3, 4, рис. 14.23). Положение «линии пореза» может быть намечено автоматически или выбрано в соответствии с требованиями, предъявляемым к линии пореза фотосхем (§ 44) и фотопланов (§ 45), изготавливаемых методом совместной обрезки.
| Рис. 14.24. Схема орто- трансформирования границы рабочей площади снимка |
Для определения на ортоизображении границ рабочей площади нужно решить задачу, обратную рассмотренной выше: найти пространственные координаты X, У, Z точки по координатам ее изображения на аэроснимке х, у, элементам внешнего ориентирования снимка и цифровой модели рельефа. Решается она следующим образом.
|
|
|
На рис. 14.24 показана точка местности А, ее изображение на снимке а, профиль цифровой модели рельефа в плоскости, проходящей через точку надира и проектирующий луч SaA, и матрица ортои-зображения.
| ахх + а2у - a3f с\х + сгУ - CJ Ьхх + Ьгу - &3/ с,* + с2у - c3f |
Допустим, что искомая точка А лежит на средней плоскости снимка Е. Примем Za=Ze и найдем ее координаты X, У, Z по формулам (3.15), представив их в виде:
| (14.15) |
XA=XS+(ZA-ZS)
| YA=YS |
+ (ZA-ZS)
В результате получим точку А'о с координатами Х'А, Y'A, лежащую в пересечении проектирующего луча SaA'o с плоскостью Е (рис. 14.24). Однако плановые координатам Х'А, Y'A соответствует точка цифровой модели А', лежащей в плоскости Е' с отметкой Z'a#Ze, не принадлежащая проектирующему лучу SaA
Для установления проективного соответствия между точками S, а и А' нужно вновь воспользоваться формулами (14.15), подставляя в них элементы внешнего ориентирования аэроснимка, координаты х, у точки а на снимке и уточненную отметку искомой точки Z'A. В результате будет найдена новая точка А "о с координатами Х"А, Y"a, которым соответствует точка цифровой модели А" с отметкой Z'\, не лежащая на проектирующем луче SaA Это потребует выполнения второго, третьего и т. д. приближений, пока изменение отметки точки в двух последовательных приближениях не будет пренебрегаемо малым. Теперь пикселу ортоизображения с координатами центра ХА и YA можно присвоить яркость пиксела исходного аэроснимка, содержащего точку а.
Рассмотренная схема используется для расчета плановых координат вершин полилинии («линии пореза»), определяющей границу рабочей площади трансформируемого снимка, намеченной в соответствии с требованиями ней (§§ 44, 45). Полученные в последнем приближении координаты Хди YA определяют положение центра трансформируемого пиксела в системе координат местности, в соответствии с которыми на ортоизображении (рис. 14.25) формируются границы рабочей площади обрабатываемого снимка. И только после этого выполняется «обратное» трансформирование - заполнение матрицы ортоизображения значениями яркостей соответствующих им пикселов исходного снимка в соответствии с рассмотренной выше схемой, представленной на рис. 14.23.
|
|
|
Таким образом, ортоизображение формируется в результате несложных вычислений с использованием зависимостей (3.16) и (14.15) и последующих геометрических и фотометрических преобразований, сущность которых рассмотрена в § 97.
На основе изложенного можно наметить такую последовательность выполнения операций по изготовлению ортофотоплана.
| **х Рис. 14.25. Ортотрансформирование снимка начинают с границы рабочей площади |
| 11 йЩ-кЦ-ШЩ-!^ 11 |
| п гЯ и 1 1 W 11 НИ Ш8«fflffi |
| \\Ш\\ШШш |
| г пТП ггЩ-т ГГПТ гт |
| 1-------------------------------.—ъ. |
|
|
|
