1. . Элементы стереопары фотоснимков

С т е р е о п а р о й ф о т о с н и м к о в называются два фотоснимка, содержащих изображение одной и той же мест- ности, но полученных с разных точек фотографирования. Для изучения свойств стереопары следует знать её элемен- ты – основные точки, линии и плоскости, характеризующие её.

К основным элементам стереопары (рис.1) относятся:

• S₁, S₂ – точки фотографирования – точки, в которых нахо- дились центры проекции в моменты фотографирования;

• В (S₁S₂) – базис фотографирования – расстояние между точ- ками фотографирования;

• S₁о₁, S₂о₂ – главные лучи – лучи, перпендикулярные плос- костям фотоснимков Р₁ и Р₂ соответственно;

S₁n₁, S₂n₂ –надирные лучи – отвесные лучи; S₁k₁, S₂k₂ - базисные лучи – лучи, совпадающие с базисом фотографирования; о₁,о₂ - главные точки фостоснимков – точки пересечения главных лучей с плоскостями фотоснимков; n₁,n₂ - точки надира фотоснимков - точки пересечения надирных лучес плоскостями фотоснимков; k₁,k₂ - базисные точки - пересечения базисных лучей с плос- костями фотоснимков; а₁,а₂ – соответственные(одноименные) точки – изображения одной и той же точки местности на стереопаре фотоснимков; S₁а₁,S₂а₂ - соответственные(одноименные) лучи – проектирующие лучи, проходящие через соответственые точки;углы наклона фотоснимков ε₁ и ε₂ вдоль главной вертикали.

W – базисная плоскость – плоскость, содержащая базис фотографирования; Среди всех базисных плоскостей выделим: 1. Базисную плоскость,которая содержит главный луч фотоснимка, – это главная базисная плоскость. Очевидно,что стереопара имеет 2 главные базисные плоскости. 2. Базисную плоскость, содержащую надирные лучи, - это надирная базисная плоскость (у-стереопары одна надирная базисная плоскость, так как надирные лучи отвесные, следовательно параллельные друг другу).

Из всех базисных линий фотоснимков выделим главные базисные линии k₁о₁ , k₂ о₂ и надирные базисные линии k₁ n₁, k₂ n₂.

Кроме того, обратим внимание на тот факт, что однои- менные точки будут лежать на базисных линиях, которые называются одноименными базисными линиями (k₁а₁ , k₂ а₂). Это положение играет важную роль в авто- матизации фотограмметрических измерений.

Используя свойство одноименных базисных линий, представляется возможным намного сократить объем одновременно обрабатываемой информации. Так, для автоматической идентификации точек стереопары фотоснимков достаточно выполнить анализ информации принадлежащей двум одноименным базисным линиям. В противном случае пришлось бы анализировать информацию всей площ

2. Принцип построения модели местности

В основе построения модели местности лежит геометрическая обратимость фотографического процесса. Сущность его заключаеся в следующем.Представим себе, что на рис.2 изображены моменты фото- графирования стереопары. От точек местности А…В…С идут световые световые лучи. Все они пересекаются в центрах проекций S₁ и S₂. На светочувствительном слое они образуют изображения а₁…в₁…с₁ и а₂…в₂…с₂ (в данном случае позитивное изображение.). Поместим фотоснимки в проектирующие камеры, а затем расположим их в пространстве точно так, как в моменты фотографирования. После этого включим свет.

Лучи пойдут от изображений точек на фотоснимках к самой местности (обратимость процесса). В этом суть процесса проектирования. Каждая пара одноименных проекти- рующих лучей образует треугольник за- сечки на базисе, как на основании за- сечки. Пересекутся пары проектирующих лучей в точках А…В…С местности.Более того, если местность убрать, то лучи все равно пересекутся в тех местах, где были точки местности.

Следовательно, совокупность точек пересечения одноименных проектирующих лучей образует поверхность, которая абсолютно точно (в геометрическом смысле, а не в физическом) повторяет поверхность местности.

Поверхность, образованную совокупностью точек пересечений одноименных проектирующих лучей, принято называть геометрической моделью местности. В дальнейшем будем употреблять термин «модель местности», подразумевая под ним геометрическую модель.

Вполне очевидно, что модель местности в масштабе 1:1 построить нельзя. На практике ее масштаб всегда будет мельче.

Получить такую модель можно, если, например, центр проекции S₂ переместить в точку S₂^' так, чтобы все проектирующие лучи второй связки оставались парал- лельными сами себе. В этом случае:

во-первых, углы между базисными плоскостями не изменятся;

во-вторых, все пары одноименных проектирующих лучей также будут пересекаться и образуют модель местности.

Расстояние между точками S₂ и S_2' назовем базисом проектирования и обозначим b_п. Так как углы между базисными плоскостями не изменились, а треугольники засечек подобны треугольникам засечек, существовавшими ранее (при базисе проектирования, равном базису фотог- рафирования), то масштаб модели будет равен:

Полученная модель будет подобна (в геометрическом смысле) самой местности. Следовательно, зная масштаб модели местности, представляется возможным выполнять по ней измерения, которые необходимо было бы производить на самой местности.

Таким образом, для построения модели необходимо, чтобы одноименные проектирующие лучи пересекались. Они же, как известно пересекаются только тогда, когда каждая пара одноименных проектирующих лучей находится в одной базисной плоскости.

Из вышесказанного следует, что принцип построения модели состоит в том, что фотоснимки необходимо расположить относительно друг друга так, чтобы одноименные проектирующие лучи пересекались.

Используя, кстати, свойство геометрической обрати- мости фотографического процесса, можно показать, что одиночный фотоснимок позволяет не только трансфор- мировать изображение фотоснимка. Другими словами, по одиночному фотоснимку можно построить геометри- ческую модель не только абсолютно плоской местности модель.