9.3 Принцип формирования изображения с помощью оптико-механической сканерной съемочной системы. Системы координат сканера.

Рис.9

Изображение строки в оптико-механическом сканере формируется за счет вращения зеркала, а строки – за счет перемещения носителя съемочной системы. Таким образом, каждый пиксель изображения имеет свои элементы внешнего ориентирования.

Ө – угол поля зрения сканера.

Началом системы координат сканера является точка S – точка пересечения оси вращения зеркала и главной оптической оси объектива. Ось x совпадает с осью вращения зеркала. Ось z совпадает с биссектрисой угла поля зрения съемочной системы. Ось y дополняет систему до правой.

Рис.10

Система координат сканерного изображения задается также как и для оптико-электронного сканера, т.е. ось y_с совпадает c одной из строк изображения, начало системы координат о находится в середине строки, а ось x_с – дополняет систему до правой.

По измеренным координатам точки изображения x_с y_с можно получить время формирования изображения данного пикселя, а следовательно и элементы внешнего ориентирования сканера в этот момент.

Направление на точку местности М (рис.10) в системе координат сканера определяет единичный вектор r, координаты которого можно определить следующим образом:

(18)

- размер кадра в пикселях вдоль оси y.

y_m – координата точки m в системе координат изображения.

Все дальнейшие рассуждения и определение координат точек местности по сканерным изображениям будут одинаковыми для оптико-механического и оптико-электронного сканеров.

9.4 Методы получения стереопар сканерных изображений

Существует два основных метода получения стереопар сканерных изображений: со смежных орбит и с одной орбиты (в аэросъемке маршрут эквивалентен орбите).

1. Смежные орбиты:

Рис.4

Недостаток: нельзя точно выбрать базис, одну и ту же территорию снимают в разное время (различные освещенность, тени и т.д.);

2. Одна орбита :

Одна камера наклоняется сначала на угол α₁ а затем – на угол α₂

орбита

B

S_m

S_k

α₂

B

S_j

α₂

S_i

α₁

α₁

Область

перекрытия

Рис.5

Задавая различные углы наклона камеры можно выбрать длину базиса B.

3) Одна орбита Три камеры с наклоном оптических осей относительно друг друга на угол α. При этом одна камера смотрит в надир

Рис.6

В результате имеем 3 стереопары.

У каждой камеры должно быть свое фокусное расстояние с тем, чтобы масштабы изображений были одинаковыми.

(3)

очевидно, что ,

, тогда для сохранения масштаба должно быть

Аналогично для камеры которая направлена вперед

4) Одна камера с тремя линейками

Для получения стереоскопических сканерных изображений в фокальной плоскости объектива сканерной съемочной системы располагают не одну а 3 или более линейки ПЗС, формирующих изображение одного и того же участка местности под разными углами (рис.7).

Рис.7 Схема одновременного сканирования с помощью 3 линеек ПЗС

x_н x_п являются постоянными величинами для камеры и определяются в результате ее калибровки.