Раздел 2 и 3. Основные сведения из теории перспективы.

Теория одиночного аэрофотоснимка

Темы данных разделов рекомендуется изучить по /1/ §§ 10-15, 23-27, /2/ §§ 7,8.

В процессе изучения данного раздела программы, студент должен освоить законы построения изображения по аэрофотоснимке и должен хорошо знать – какие искажения изображения возникают на аэрофотоснимке под влиянием рельефа местности и угла наклона аэрофотоснимка. Без этих знаний невозможно понять геометрический смысл и сущность фотограмметрических процессов при создании карты аэрофотограмметрическим методом.

Аэрофотоснимок представляет собой центральную проекцию и следовательно, надо знать основные элементы центральной проекции ( плоскости, линии, точки ) и уметь показать их на чертеже. Кроме того, надо уметь решать задачи на построение перспективных изображений. Прямые, расположенные параллельно друг другу в пространстве, будут изображаться в картинной плоскости, а, следовательно, и на наклонном аэрофотоснимке, сходящимися в одной точке – точке схода этих прямых,. Чтобы найти точку схода для любой прямой, надо из центра проектирования S провести проектирующий луч, параллельный данной прямой, до пересечения с плоскостью, в которой строится изображение. Точкой схода для отвесных прямых будет точка надира.

ав и кd – перспективное

изображение отвесных

отрезков АВ и КД.

п – точка надира, т.е.

точка схода отвесных

прямых.

На аэрофотоснимке имеются точки и линии, обладающие важными свойствами. Показать их можно, сделав чертеж в плоскости главного вертикала.

Положение точек о, с,

V J S n, J на аэрофотоснимке можно

 найти по расстояниям, которые

выражаются формулами:

оn=k · tg ; оJ = ctg ;

ос = k · tg ; SJ =

ЛНС О С N  V

So =k; SN = H

Элементы внутреннего и внешнего ориентирования одиночного аэрофотоснимка, а также элементы взаимного ориентирования пары соседних перекрывающихся аэрофотоснимков достаточно подробно изложены в учебнике /1/, § 18, § 46.

В фотограмметрии под искажениями понимают изменения в положении точек, возникающие на аэрофотоснимках из-за их наклона и рельефа местности.

Если снимок горизонтальный и местность плоская, то изображение на снимке будет подобно местности.

На наклонном аэрофотоснимке рельефной местности искажаются масштаб, горизонтальные углы местности (угловые искажения) и смещаются точки (линейные искажения).

Смещение точки (искажения) из-за угла наклона о аэрофотоснимка выражается формулой

Cмещение точки из-за рельефа местности на горизонтальном аэрофотоснимке

выражается формулой

Необходимо знать, как пользоваться этими формулами, как учитывать искажение точек, т.е. приводить результаты измерений к горизонтальному случаю съемки и вводить поправки в положение точки за счет влияния рельефа

Масштаб наклонного аэрофотоснимка – величина не постоянная, и меняется он в разных направлениях по разному формулой выражается

м асштаб наклонного аэрофотоснимка по произвольной горизонтали, если за начало координат принята главная точка аэрофотоснимка “О”, и формулой

если началом координат является точка нулевых искажений “c”. Горизонталью называется линия на наклонном аэрофотоснимке, вдоль которой масштаб не меняется Эти линии на наклонном аэрофотоснимке располагается перепендикулярно к линии главного вертикала “VV”.

V

h

h h

h

h h

h

h

V

Анализируя формулы, полученные для наклонного аэрофотоснимка, можно прийти к выводу , что на аэрофотоснимке есть точки и линии, которые обладают определенными свойствами: главная точка аэрофотоснимка, точка надира, точка нулевых искажений, линия главного вертикала, линия неискаженного масштаба.

Свойства точки нулевых искажений с и точки надира n используются во многих фотограмметрических процессах.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Что называется центральной проекцией и ортогональной проекцией? В чем их отличие?

2. Когда центральная и ортогональная проекции совпадают?

3. Перечислить все основные элементы центральной проекции и показать их на чертеже.

4. Какие математические зависимости связывают основные элементы центральной проекции?

5. Перечислить основные правила построения переспективных изображений отрезков прямых.

6. Где расположены точки схода для прямых лежащих в картинной плоскости, в предметной плоскости?

7. Какие величины называются элементами внутреннего ориентирования, для чего их надо знать?

8. Какие величины называются элементами внешнего ориентирования аэрофотоснимка? Дать определение каждого элемента и объяснить их построение на чертеже.

9. Какие величины называются элементами взаимного ориентирования пары соседних аэрофотоснимков?

10. Какие существуют искажения на аэрофотоснимке, что является причиной искажений?

11. Чему равен масштаб наклонного аэрофотоснимка по горизонталям, проходящим через главную точку снимка, точку нулевых искажений, точку надира и главную точку схода?

12. Как смещаются на аэрофотоснимке изображения точек под влиянием рельефа местности?

13. Как смещаются на аэрофотоснимке изображения точек под влиянием угла наклона аэрофотоснимка?

14. Какая существует связь между углом на местности и его изображением на наклонном аэрофотоснимке.

15. Перечислить и доказать свойства точки надира и точки нулевых искажений.

16. Что называется фотосхемой? Где она используется?