Вопрос 7. Методы и способы измерения фотоснимков

а) Методы измерений

Монокулярный метод

Базируется на монокулярном зрении – зрении одним глазом.

Острота монокулярного зрения 1-го рода – минимальный угол, под которым наблюдатель раздельно видит 2 точки (в среднем 45″).

Острота монокулярного зрения 2-го рода – минимальный угол, под которым наблюдатель раздельно видит 2 параллельные линии (в среднем 20″).

Недостаток монокулярного зрения - глубина пространства ощущается только по косвенным признакам

Стереоскопический метод основывается на свойствах бинокулярного зрения – зрения двумя глазами.

Бинокулярное зрение позволяет ощущать глубину пространства и объёмные формы объектов. Это явление называется естественным стереоэффектом. 

Стереоэффект может возникнуть и при рассматривании стереопары фото- снимков. В этом случае стереоэффект называется искусственным.

Бинокулярное зрение, при котором возникает стереоэффект, называется стереоскопическим зрением.

Условия получения искусственного стереоэффекта

• Фотоснимки должны составлять стереопару.

• Снимки следует рассматривать раздельно левым и правым глазом соответственно.

• Должно быть выполнено взаимное ориентирование (в первом приближении начальное направление должно быть параллельно глазному базису).

• Разномасштабность снимков не должна превышать 16 %.

• При данном значении угла конвергенции зрительных осей (15°) должна обеспечиваться соответствующая аккомодация глаз*.

Объёмное изображение, образуемое при рассматривании стереопары перспективных изображений (снимков), называется стереоскопической моделью. Это мнимая модель. Она образуется точками пересечений продолжений проектирующих лучей.

б) Способы измерений

Во всех фотограмметрических приборах, независимо от применяемого способа измерений, реализуется схема, показанная на рис. 3.

Сущность схемы измерений состоит в следующем:

Специальная метка (измерительная марка) наводится на точку. Путь, который проходит при этом марка до точки, фиксируется по шкалам «Х» и «У» прибора или по другим отсчётно – измерительным приспособлениям. Пусть измеряется точка а(х,'у'). Её координаты х,' у' будут равны: х' = v_х – М0_х; у'= v_у - М0_у.

Устройство, реализующее приведенную схему, называется координатомером.

При измерении фотоснимков может использоваться один или два координатометра. Если используется один координатометр, то прибор называется монокомпаратором, а способ измерений будет монокулярным.

Два координатометра используются в приборах, которые называются стереокомпараторами. В стереокомпараторах используется для измерений стереоскопический способ, в котором применяется мнимая марка. Мнимая марка образуется подобно стереоскопической модели при рассматривании двух действительных марок. Марки могут иметь различную форму и конфигурацию. В частности, они могут быть точечные, Т-образные, кольцеобразные т.д.

Стереоскопические способы измерений в зависимости от используемой модели и марок можно классифицировать следующим способом:

1. Мнимая модель - мнимая марка.

2. Действительная модель – мнимая марка.

3. Мнимая модель – действительная марка.

4. Действительная модель – действительная марка.

Особое место занимает измерение цифровых снимков. Для этого может применяться как монокулярный, так и стереоскопический методы. Основная особенность измерений кроется в самих цифровых снимках.

Сущность способа «мнимая модель - мнимая марка» (рис.4) состоит в следующем. Если стереоскопически рассматривать два снимка, на которые наложены две действительные марки (m₁ и m₂), то наблюдатель увидит мнимую модель и одну мнимую марку. Если совместить мнимую марку М с измеряемой точкой А мнимой модели (перемещая при этом действительные марки или снимки), то действительные марки (m₁ и m₂) совместятся с одноимёнными точками (а₁ и а₂ ).

Для измерения координат этих точек достаточно зафиксировать пройденные марками отрезки, относительно выбранной СК. Этот способ реализуется во всех стереокомпараторах.

Впервые способ мнимой марки был предложен немецким исследователем Штольце в 1892 г. В 1899 г. К. Пульфрих предложил и разработал стереокомпаратор, в котором была применена для измерений мнимая марка. Первая модель стереокомпаратора была создана в 1901 г.

Способ «действительная модель - мнимая марка» используется для измерения модели в некоторых аналоговых УФП, в частности, в стереопроекторе СПР-3М.

Модель в таких приборах строится с помощью специальных механических устройств – рычагов (рис.5). Для измерения координат точки А построен- ной модели, на фотоснимки накладываются (проектируются) действительные марки m1 и m2,которые перемещаются с по- мощью штурвалов «Х», «Y» и «Z».

В результате имеется возможность совместить марки m₁ и m₂ с одноимёнными точками фотоснимков а₁ и а₂, которые соответствуют точке А действительной модели.