2.3 Знімальні роботи
Після вибору фотостанцій проектують базиси фотографування, керуючись такими основними вимогами:
напрям базису повинен бути приблизно паралельним до загальної протяжності об’єкту знімання;
нахил базису не повинен перевищувати 10˚;
довжина базису В залежить від віддалі Y до об’єкту і її можна розрахувати за формулою:
,
(2)
тут mp - середня квадратична похибка виміряного поперечного паралаксу, mY - середня квадратична помилка визначення координати Y, f - фокусна віддаль фототеодоліту.
Вважаючи, що відносна похибка mY : Y не повинна перевищувати 1:1000, при mp = 0.01мм, f =200мм отримаємо B = Y:20 . Якщо Ymax - максимальна віддаленість, тоді B - мінімальне значення базису фотографування. Плануючи опрацювання знімків на цифрових приладах, треба обмежувати Ymax, бо такі прилади мають обмежені переміщення та розміри, і в тому числі на пересування каретки вздовж осі Y приладу. Ближня границя Ymin знімання теж має обмеження: якщо точка об’єкта розташована занадто близько від фотостанції, то неможливо буде побачити стереоефект. Тому приймається, що Ymin = 4B.
Таким чином, величина базису повинна лежати в межах від 1/20 до 1/4 віддаленості. В багатьох практичних застосуваннях вибирають довжину базиса, як B = Y/10. Наприклад, при середній віддаленості до об’єкта Y = 20 м базис рівний 2м.
Фотографування місцевості виконують по напрямку освітленості і зранку – на захід, ввечері – на схід, опівдні – в яку завгодно сторону. Не рекомендують фотографувати при змінній хмарності, так як при зміні освітленості місцевості важко вибрати витримку, що понижує якість негативу. В такому випадку краще фотографувати тільки в ту сторону де немає тіней від хмар. Якщо небо рівномірно затягнули хмари то знімання виконують в любому напрямку.
Розділ 3. Опрацювання цифрових знімків на ЦФС «Дельта».
3.1 Підготовчі роботи
Опрацювання знімків виконується на цифровій фотограмметричній станції за допомогою програмного забезпечення, яке включає в себе пакети програм “Models” та “Digilas”. Зовнішнє орієнтування здійснюється за допомогою програмного середовища “ Models”,а безпосереднє складання фронтального плану будівлі – у середовищі “ Digilas “.
Цифрова фотограмметрична станція (ЦФС) в сучасному представленні - це система технічних та програмних засобів, яка дозволяє отримувати кінцеву фотограмметричну або картографічну продукцію.
Базовим технічним засобом є потужний персональний комп’ютер (іноді два), на якому ведеться обробка цифрових знімків. До комп’ютера ставляться високі вимоги стосовно оперативної та дискової пам’яті, швидкодії, розміру графічного екрана. До комп’ютера додається оптична система (стереоскоп) або поляризаційні окуляри-фільтри для можливого стереоскопічного розглядання та вимірювання стереопари, візуалізованої на екрані комп’ютера. Для переміщення зображень використовують сервоприводи зі штурвалами або пристрій типу "миша" (стандартний технічний засіб комп’ютера).
Програмне забезпечення є серцевиною технології цифрової фотограмметрії. Чим розгалуженішим і потужнішим воно є, тим більші технологічні можливості має станція. Вважається, що типова фотограмметрична станція дозволяє реалізувати такі процеси:
створення топографічних карт та планів;
побудова мереж фототріангуляції;
побудова цифрових моделей рельєфу;
створення цифрових ортофотопланів чи карт.
Характерною рисою ЦФС є постійне поліпшення як технічних параметрів (за рахунок використання потужніших комп’ютерів), так і програмного забезпечення (за рахунок нарощування нових технологічних можливостей).
Програмне забезпечення „Models”
Програмне забезпечення цифрової фотограмметричної станції "Дельта" - це пакет програм, призначений для реалізації проектів робіт із створення і обробки цифрових карт. Початковим матеріалом для створення цифрових карт служать растрові зображення, отримані скануванням аерознімків, космічних знімків, планів і карт на паперових носіях, а також результати наземного знімання.
Програмне забезпечення „Digitals”
Пакет призначений для створення цифрової картографічної продукції, яка повністю відповідає правилам оформлення топографічних карт і планів.
Пакет є Windows-додатком, який реалізує різні режими роботи (збір, редагування, робота з базою даних) простим перемиканням інструментальних панелей.
За допомогою програми Models і меню Камера вводимо параметри цифрової камери Canon E450D (див.рис. 1)
Рис. 1 Діалогове вікно параметрів камери
Наступним кроком є створення каталогу координат опорних точок та введення їх в програму Models
Цей розділ призначений для створення і управління списком опорних точок. Можна створити список опорних точок відразу для цілого блоку зображень. Потім слід вибрати ті точки, які будуть використані для орієнтування конкретного знімка або стереопари.
У правій частині вікна розташована таблиця з ідентифікаторами і координатами опорних точок, поряд з якою розташовані декілька кнопок для управління таблицею (див. рис. 2). Ці кнопки дозволяють додавати точки в таблицю, видаляти, модифікувати їх і т.п.
У лівій частині вікна розташована графічна схема розташування опорних точок в якій ми можемо виконувати деякі операції, як наприклад, позначка точок, безпосередньо на схемі.
У верхній частині вікна розташоване основне меню, яке містить команди роботи з окремими точками і з файлами опорних точок. Деякі з цих команд дублюються командами контекстного меню. Деякі команди мають також відповідні їм кнопки на панелі інструментів, яка розташована під основним меню.
Рис.2 Діалогове вікно каталогу координат
Каталог опорних точок представлений у додатку №2.
Розділ взаємного орієнтування стереопари знімків призначений для обчислення елементів взаємного орієнтування знімків. Програма використовує виміряні по растрових зображеннях координати характерних точок лівого і правого знімків. Програма дозволяє використовувати різні схеми вимірювань координат точок: стандартну схему з 6-ти точок, розширену схему з 12-ти точок і довільну схему, складену користувачем.
Схема розташування точок визначає зони, в які програма послідовно переміщатиме марки для реєстрації чергової точки.
Вибрати схему розташування точок можна у вікні початкових установок. Стандартна схема складається з 6 точок, розташованих в шести стандартних зонах знімків. Це мінімальна схема для взаємного орієнтування.
Розширена - з 12 точок, розташованих в шести стандартних зонах знімків. Ця схема дозволяє одержати надійніші і стійкіші результати взаємного орієнтування, ніж при мінімальній схемі.
Щоб увійти до розділу взаємного орієнтування потрібно натиснути на кнопку Model на основній панелі інструментів програми, а потім вибрати в меню, що з'явилося, пункт Взаимное ориентирование. Після цього на екрані з'явиться вікно початкових установок, в якому можна вказати, які зображення і як вимагається орієнтувати.
Результати взаємного орієнтування записуються у файл цифрової моделі. Таблиця результатів орієнтування, яка починає відображатися після реєстрації координат шести точок складається з 4-х колонок:
1) У першій графі відображається порядковий номер зареєстрованої точки.
2) У другій графі відображається поперечний паралакс (у мкм) для кожної зареєстрованої точки і середнє квадратичне відхилення поперечного паралакса.
3) У третій графі відображається вага (внесок) кожної точки в середньому квадратичному відхиленні паралакса.
4) У четвертій графі відображається стан точки - включена вона в розрахунок результатів орієнтування чи ні.
Розділ зовнішнього орієнтування цифрової моделі призначена для обчислення елементів зовнішнього орієнтування цифрової моделі. Для розрахунків програма використовує координати опорних точок занесені у файл цифрової моделі і виміряні на растровому зображенні координати цих точок. При обробці аеро- або космічних фотознімків використовуються також дані описи камери.
Щоб увійти до розділу абослютного орієнтування потрібно натиснути на кнопку Model на основній панелі інструментів програми, а потім вибрати в меню, що з'явилося. Після цього на екрані з'явиться вікно початкових установок, в якому можна вказати, які зображення і як вимагається орієнтувати.
Потім з'являється вікно Внешнее ориетирование, де і виконується власне процес орієнтування з реєстрацією точок.
Результати зовнішнього орієнтування записуються у файл цифрової моделі. У нижній частині вікна взаємного орієнтування знаходяться закладки, на яких результати орієнтування зображаються в наступній формі:
На закладці знаходиться таблиця результатів орієнтування. Ця таблиця складається з наступних колонок:
1) У першій колонці відображається ідентифікатор зареєстрованої точки.
2) У другій колонці відображається відхилення виміряної координати X від вказаної в описі. У круглих дужках указується вага (внесок) відхилення X точки в середньому квадратичному відхиленні.
3) У третій колонці відображається відхилення виміряної координати Y від вказаної в описі. У круглих дужках вказується вага (внесок) відхилення Y точки в середньому квадратичному відхиленні.
4) У четвертій колонці відображається відхилення виміряної координати Z від вказаної в описі. У круглих дужках вказується вага (внесок) відхилення Z точки в середньому квадратичному відхиленні.
5) У останньому рядку таблиці вказуються середні квадратичні відхилення виміряних координат опорних точок від вказаних в описі.
Таблиця дозволяє повторити реєстрацію поміченої точки, включити/виключити її з розрахунків відповідно.