- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Глава 1. ОСНОВЫ АЭРО- и КОСМИЧЕСКОЙ ФОТОСЪЕМКИ
- •1.3. Фотографический объектив и его характеристики
- •1.4. Светочувствительные слои и их основные показатели
- •1.6. Основные технические требования к топографической аэрофотосъемке
- •1.7. Специальное традиционное аэросъемочное оборудование
- •1.8. Аэрофотосъемочные работы
- •1.10. Космическая съёмка
- •Глава 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОТОГРАММЕТРИИ
- •2.1. Понятие о центральной проекции
- •2.2. Элементы центральной проекции
- •2.3. Перспектива точки и прямой предметной плоскости
- •2.4. Теорема Шаля. Эпюры
- •2.5. Перспектива отвесной прямой
- •2.6. Перспектива сетки квадратов
- •Глава 3. ТЕОРИЯ ОДИНОЧНОГО СНИМКА
- •3.2. Системы координат объекта. Элементы внешнего ориентирования снимка
- •3.3. Формулы связи координат соответственных точек снимка и местности
- •3.9. Искажение изображения площади
- •3.10. Физические источники искажения изображения
- •4.5. Определение элементов взаимного ориентирования
- •4.6. Построение фотограмметрической модели
- •4.9.Точность определения координат точек объекта по стереопаре снимков
- •Глава 5. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ФОТОТРИАНГУЛЯЦИЯ
- •5.1. Назначение и классификация методов пространственной фототриангуляции
- •5.4. Построение и уравнивание маршрутной и блочной сети фототриангуляции по методу связок с самокалибровкой
- •5.5. Технология построения сетей фототриангуляции
- •5.6. Линеаризация условных уравнений
- •5.7. Решение линеаризованных уравнений с оценкой точности
- •5.8. Требования к опорным точкам
- •Глава 6. СПОСОБЫ НАБЛЮДЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ СТЕРЕОМОДЕЛИ
- •6.1. Глаз – оптическая и физиологическая система
- •6.3. Стереоскопическое зрение
- •6.5. Способы измерения снимков и стереомодели
- •6.6. Стереокомпараторы
- •6.7. Точность измерений
- •Глава 7. ТРАДИЦИОННОЕ ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ СНИМКОВ
- •7.1. Понятие о трансформировании
- •7.2. Понятие о традиционном фотомеханическом трансформировании
- •7.3. Фототрансформаторы
- •7.4. Трансформирование снимков на фототрансформаторе
- •7.5. Учет рельефа при фототрансформировании
- •7.6. Понятие о фотопланах и фотосхемах
- •7.7. Изготовление фотосхем
- •Глава 8. ДЕШИФРИРОВАНИЕ СНИМКОВ
- •8.2. Дешифровочные признаки
- •8.3. Содержание дешифрирования
- •8.5. Особенности дешифрирования космических цифровых изображений
- •8.5.2. Особенности дешифрирования цифровых изображений
где Q – высота зоны; li – длина отрезка при трансформировании зоны i; Hi – высота фотографирования над средней плоскостью зоны i.
Фототрансформирование по зонам – очень трудоемкий процесс, и поэтому он применяется при числе зон, не превышающем трех. При необходимости использования большего числа зон применяют другие методы трансформирования (ортотрансформирования).
7.6. Понятие о фотопланах и фотосхемах
При работе на значительных территориях, покрываемых несколькими маршрутами, использование отдельных аэроснимков влечет ряд неудобств, таких, как недостаточная обозреваемость изучаемой территории, невозможность измерения площадей и линий, части которых расположены на разных аэроснимках и т. п. Это заставляет соединять отдельные аэроснимки в единое целое, удаляя их перекры-
вающиеся |
части. |
При |
этом объединять можно как |
трансфор- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
мированные снимки, свободные от влияния угла наклона и рельефа |
||||||||
местности, так и контактные отпечатки, содержащие все названные |
||||||||
искажения. В первом случае в результате монтажа будет получена |
||||||||
доброкачественная топографическая основа (фотоплан), а во втором – |
||||||||
фотосхема. |
|
|
|
|
Д |
|
||
|
Фотосхемой |
называется фотографическое изображение местно- |
||||||
сти, полученное в результате монтажа рабочих площадей контактных |
||||||||
или увеличенных нетрансформированных снимков. |
|
|||||||
|
Фотосхемы можно классифицировать по нескольким признакам. |
|||||||
|
В |
|
|
|
А |
фотосхемы делятся на |
||
|
|
|
от ч сла маршрутов |
|||||
одномаршрутные, |
создаваемые из снимков одного маршрута, и |
|||||||
многомаршрутные, создаваемые из снимков нескольких маршрутов. |
||||||||
|
В |
|
|
от |
|
монтажа |
различают фотосхемы, |
|
|
|
|
способа |
|
|
|
||
зготовленные по способу совместной обрезки (только одномаршрут- |
||||||||
ные) нд |
|
дуальной обрезки (одномаршрутные или многомаршрут- |
||||||
ные). |
В |
|
|
от вида исходных материалов |
фотосхемы |
|||
|
|
|
||||||
|
зависимости |
|
|
|
|
|||
С |
|
|
|
|
|
|
делят на контактные, создаваемые из рабочих площадей контактных снимков, масштаб которых равен масштабу снимков, и приведенные, создаваемые из предварительно увеличенных или уменьшенных до одного масштаба снимков.
В зависимости от наличия и использования опор ных пунктов различают фотосхемы свободные, создаваемые без исполь-
171
зования данных о геодезической системе координат изображенной на них местности, и каркасные, монтируемые на основе редкой сети опорных точек.
Фотосхемы готовят путем наклейки на основу вырезанных тем или иным способом рабочих площадей снимков, как правило, в границах землепользований или трапеций масштабов 1:10000 – 1:50000. В качестве основы фотосхем используют картон или тонкую фанеру. Область использования фотосхем достаточно широка – от дешифрирования аэроснимков до предварительных изысканий, приближенных количественных оценок и соответствующих измерений в интересах различных отраслей народного хозяйства – землеустройства, лесоустройства, градоустройства, геологии и т. п.
Фотопланом называют одномасштабное фотографическое изображение местности, изготовленное из рабочих частей трансформированных снимков в избранной системе координат и с требуемой точ-
топографические и специальные.
ностью. |
|
И |
|
|
|
В зависимости от целевого назначения фотопланы делятся на |
||
|
А |
|
Топографические фотопланы составляют в общегосударствен- |
|
соблюде |
|
ной разграфке с |
нием требований действующих инструкций и |
наставлений по топографической съемкеД. |
|
Специальные фотопланы составляют, как правило, в произволь- |
|
ной разграфке и с со |
нием тре ований по точности, оформле- |
нию иит. п., регламентируемых ведомственными инструкциями.
Существенным преимуществом фотоплана по сравнению с топограф ческ м планом является высокая информационная емкость и наглядность. В то же время фотографическое изображение контуров
отл чается от условного |
х зображения на карте, а отсутствие на фо- |
|
С |
к |
лометровой сетки не позволяет определять |
топлане гор зонталей |
||
по нему коорд наты |
высоты точек. В связи с этим на фотоплане |
часто показывают соответствующими условными знаками некоторые объекты (населенные пункты, основные дороги и др.), наносят координатную сетку проводят горизонтали. Такой документ, сочетающий в себе преимущества фотоплана и топографической карты, на-
зывают фотокартой.
172
7.7. Изготовление фотосхем
Вне зависимости от вида фотосхемы и способа ее монтажа к линии пореза смежных снимков предъявляется ряд требований, в частности:
• линия пореза должна проходить по однотонным участкам изображения обоих снимков, по возможности минуя населенные пункты, не далее 1–2 см от средней линии перекрытия;
• линия пореза не должна проходить через мелкие контуры во
избежание их выреза; |
|
|
||
• линейные |
|
контуры |
|
|
должны |
пересекаться |
линией |
|
|
пореза под углами, близкими к |
|
|||
90° (не менее 30° и не более |
|
|||
150°). |
|
|
|
Рис. 7.7. Изготовление фотосхемы |
Способ |
индивидуальной |
|||
|
|
|
|
способом индивидуальной обрезки |
обрезки |
применяют только для |
И |
||
|
||||
изготовления одномаршрутных фотосхем. Его сущность заключается в |
выборе на снимках пары идентичных хорошоДчитаемых точек вблизи средней линии перекрытия, расположенных по обе стороны от оси маршрута (рис. 7.7) и их наколке тонкой иглой. Желательно, чтобы эти точки имели возможно ольшие превышения относительно средней плос-
кости, что позволит из ежать вырезов контуров при порезе снимков |
||||
вдоль намеченной линии. Линия, соединяющая выбранные точки, долж- |
||||
на отвечать приведенным выше тре ованиям к линии пореза. |
||||
|
|
|
А |
|
К наколотым точкам прикладывают тонкую металлическую ли- |
||||
нейку |
острым скальпелем разрезают снимки по линиям ab, a′b′, cd, |
|||
c′d′ т. д. ( |
см. р с. 7.7). |
|
снимков (на рис. 7.7 они заштри- |
|
хованы) |
вдоль каждой л н и сохраняют для контроля изготовленной |
|||
фотосхемы. |
Обрезки |
|
||
|
|
|
||
Вырезанные центральные части снимков наклеивают на основу. |
||||
При этом |
точки вдоль линии пореза, как правило, не будут сов- |
Спадатьобщие, поскольку масштаб смежных снимков не одинаков. Поэтому при наклейке рабочей площади каждого последующего снимка ее укладывают таким образом, чтобы совпали элементы ситуации в центральной части снимка.
При совместной обрезке снимков предварительно выполняют их монтаж по об щим контурам. Совмещение контуров выполняют способом мелькания, путем наложения одного снимка на другой пере-
173
крывающимися частями и быстрого и многократного преподнимания верхнего аэроснимка с одновременным его перемещением с целью максимального совмещения общих контуров в средней части перекрытия. Для контроля совмещения на верхнем снимке накалывают не-
сколько точек, отгибают его и оценивают качество монтажа. При наличии систематических расхождений верхний снимок смещают в нужном направлении. В таком положении снимки закрепляют грузиками и выполняют порез с таким расчетом, чтобы оба снимка оказались прорезанными, а приведенные ранее требования к линии пореза были выполнены. Обрезки снимков подписывают и сохраняют для оценки точности.
Монтаж многомаршрутных фотосхемДвыполняютИспособом мельканий и начинают со среднего маршрута. Затем подориентируют к нему снимки верхних и нижних смежных маршрутов, добиваясь максимального совмещения контуров, размещенных в зоне как про - дольного, так и поперечного перекрытия. Каждый снимок после его укладки закрепляют грузиками.
Аналогично выполняют монтаж и обрезку следующих снимков и т. д. После обрезки всех снимков их наклеивают на основу, точно
совмещая линии порезов смежных снимков.
грузиками смежные маршрутыА, а затем – по средней линии поперечного перекрытия. Полученные при этом обрезки подписывают и с о- храняют для оценки качества фотосхемы.
Обрезку снимков начинают после полного монтажа всех снимков и выполняют по маршрутам. Вначале обрезают снимки маршрутов по средним линиям продольных перекрытий, отгибая и прижимая
Вырезанные ра оч е площади снимков наклеивают на основу, начиная со среднего аэросн мка среднего маршрута.
Пр веденные фотосхемы составляют в том же порядке, что и |
||
|
б |
|
многомаршрутные фотосхемы, но монтажу снимков предшествует их |
||
увел чен е целью пр ведения к заданному масштабу. Коэффициент |
||
увеличения каждого снимка Ki определяют как отношение знамена- |
||
теля масштаба |
mi к знаменателю заданного масштаба M. |
|
снимка |
показаниям |
|
Масштаб |
снимка можно определить по |
|
С |
|
|
GPS-приёмника или радиовысотомера, используя формулу 1/mi=f/Hi . При отсутствии бортовых показаний масштаб снимков определяют по топографической карте путем сравнения длин соответствующих отрезков, измеренных на снимке lсн и на карте lк.
174
C учетом масштаба карты 1:Mк масштаб снимка
1 |
|
lсн |
|
|
|
= |
|
|
|||
m |
|
|
|||
l |
M |
|
. |
||
i |
|
к |
|
к i |
Заданный масштаб фотосхемы 1:M чаще всего выбирают соот-
ветствующим стандартным значениям, принятым для топо-
будет снижаться по мере увеличения колебания рельефаИместности. Оформление фотосхемы включает подпись ее масштаба, но-
графических карт: 1:5000, 1:10 000, 1:25 000 и т. д.
Следует иметь в виду, что фотосхемы, составленные из плановых снимков равнинной местности (особенно приведенные фотосхемы), характеризуются постоянством масштаба и малыми иска-
жениями. Так, при среднем угле наклона гиростабилизированных
снимков равнинной местности порядка 10′ подсчитанное по формуле
(3.39) максимальное искажение δα на краю рабочей площади при f = 150 мм не превышает 0,2 мм в масштабе снимка, что вполне со-
поставимо с точностью фотоплана. Точность таких фотосхем, однако,
менклатуры трапеции или наименования землепользования, а также названий населенных пунктов, наименования организации, фамилии исполнителя и даты изготовления.
7.8. Изготовление фотопланов по традиционнойДтехнологии
Далее выполняютбподготовку к монтажу фотоплана: подбирают трансформ рованные сн мки, проверяют их фотографическое и метрическое качество, опознают трансформационные точки и пробивают
Работы по изготовлению фотоплана начинают с подготовки ос-
новы, в качестве которой используют листы алюминия или авиаци- |
|
и |
А |
онной фанеры толщ ной 1–2 мм. Основу оклеивают чертежной бумагой, на которую наносят координатную сетку и опорные пункты, углы
рамки трапец |
трансформационные точки (см. рис. 7.4). |
С |
|
пуансоном отверст я в в де кружков диаметром 1,0 мм. Центры этих отверстий должны точно совпадать с соответствующими точками и основы.
Для проверки правильности трансформирования аэроснимок с пробитыми отверстиями укладывается на основу так, чтобы центры отверстий уклонялись от соответствующих точек основы не более чем на 0,5 мм (для равнинных и всхолмленных районов). Если снимки трансформированы по зонам, то проверку выполняют с помощью опорного планшетика (см. рис. 7.6) путем совмещения центров пробитых на
175
снимке отверстий с точками соответствующей зоны. При недопустимых расхождениях снимки бракуют и трансформируют заново.
Техника монтажа фотопланов в случае фототрансформирования снимков на одну плоскость и по зонам (на несколько плоскостей) различна и заключается в следующем.
полнено на одну плоскость, то монтаж фотоплана выполняют в такой последовательности.
Если местность равнинная и фототрансформированиеИвы-
На основу последовательно, начиная с северо-западного угла,
укладывают трансформированные снимки первого маршрута, ориентируют их, совмещая центры пробитых пуансоном отверстий с точками основы, и прижимают грузиками. При укладке очередного снимка проверяют, как и при монтаже фотосхем, сходимость контуров способом мельканий и делают наколы четких контурных точек. При уклонении точки нижнего (предыдущего) снимка от следа накола более чем на 0,5 мм укладываемый снимок разворачивают, одновременно контролируя совмещение точек основы с центрами пробитых пуансоном отверстий. Уложив снимок, выполняют порез обоих снимков, как и при монтаже фотосхемы по способу совместной обрезки.
После этого снимки первого маршрутаДзакрепляют грузиками и приступают к укладке и порезу снимков смежного маршрута в том же порядке. При этом контроль сходимости контуров выполняют в зонах как продольного, так и поперечного перекрытий. После этого выполняют порез снимков смежных маршрутов по средней линии попереч-
ного перекрыт . |
|
А |
|
По окончани |
|
||
монтажа фотоплана аэроснимки обрезают вдоль |
|||
рамок трапец |
, сохраняя фотоизо ражение за рамками в пределах по- |
||
лосы ш р ной 1 см, а по границам обработки – 2 см. Эти обрезки с |
|||
нанесенными на |
х л н ями координатной сетки сохраняют для |
||
|
б |
||
контроля фотоплана. |
|
||
Если сн |
мки трансформированы по зонам, то прежде всего |
||
на каждом из них исправляют положение трансформационных точек |
|||
путем |
их положение поправок, подсчитанных по формуле |
||
введения |
|
||
С |
|
|
|
(7.3). При этом положительные поправки откладываются по направлению к центру, а отрицательные – от центра. В полученных точках пробивают пуансоном отверстия диаметром 1,0 мм.
176
Если все отпечатки, полученные с одного аэронегатива при трансформировании его на разные зоны, наложить на основу, то центры пробитых пуансоном отверстий должны совпадать с точками основы.
При монтаже фотоплана вначале по трансформационным точкам укладывают на основу отпечаток первой зоны, а затем – второй зоны и контролируют сходимость контуров вдоль границы зон. Если она удовлетворительна, то выполняют порез снимков по границе первой и второй зон и приклеивают к основе снимок первой зоны. Затем укладывают снимок третьей зоны с контролем сходимости по
ниям порезов (границам зон), вызываемых остаточнымИвлиянием рельефа местности. Их величины на краях рабочих площадей снимков могут доходить до 1 мм, что отражается на точности измерений по фотопланам.
трансформационным точкам и контурам вдоль границы второй и третьей зон, выполняют порез второго иДтретьего снимков и т. д.
Особенностью фотопланов, полученных в результате трансформирования по зонам, является вероятность вырезов и дублетов по ли-
светонепроницаемую умагуА(«ру ашку») с нанесенным на нее трансформационными точками, положение которых исправлено для каждой зоны (см. рис. 7.6). На эту же «рубашку» с топографической карты соответствующего масштаба переносят горизонтали, огран ч -вающ е зоны трансформирования.
Оптический монтаж фотоплана применяют в случаях, когда
ре. Фотобумагу наклеивают на жесткую основу, сверху приклеивают
число зон трансформирорубашкивания более пяти, и выполняют его в процессе фототрансформирования непосредственно на фототрансформато-
вырезанныеичасти «рубашки» и производят экспонирование. После этого вырезанные части рубашки, прикрывающие первую зону, возвращают на место, и все операции повторяют для очередной (второй, третьей т. д.) зоны.
Совмест в зо ражен я трансформационных точек с их поло- Сжен ем в первой зоне, закрывают объектив светофильтром, выпол-
няют порез « » по границам первой зоны, отклеивают
Закончив фототрансформирование всех зон обрабатываемого снимка, в фотолаборатории снимают с основы «рубашку» и выполняют фотографическую обработку, результатом которой является готовый фотоплан.
177
|
|
Контрольные вопросы и задания |
|||
1. |
На какие две технически различные группы делятся методы |
||||
трансформирования? |
|
|
|
||
2. |
Какие искажения, которые присущи реальным снимкам, ис- |
||||
ключаются в процессе трансформирования? |
И |
||||
3. |
Чем принципиально отличается аналитический способ |
||||
трансформирования от других? |
|
|
|||
4. |
В чём сущность фотомеханического способа трансформиро- |
||||
вания? |
|
|
|
|
|
5. |
Каким образом реализуется дифференциальный способ |
||||
трансформирования? |
|
Д |
|||
|
|
|
|||
6. |
Что лежит в основе цифрового трансформирования снимков? |
||||
7. |
Перечислите последовательность операций при трансформи- |
||||
ровании по установочным данным. |
|
|
|||
8. |
|
|
А |
|
|
В чём заключается сущность трансформирования по опор- |
|||||
ным точкам? |
|
|
|
|
|
9. |
Каким образом учитывается рельеф при фототрансформиро- |
||||
вании? |
|
|
|
|
|
10. |
Какие факторы определяют необходимость изготовления фо- |
||||
тосхем? |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. |
По каким признакам классифицируются фотосхемы? |
||||
12. |
Что определяет понятие «фотоплан»? |
|
|||
13. |
В чём сходство |
в чём отличие изготовления фотопланов по |
|||
технологии |
от современной цифровой? |
||||
традиционной |
|
||||
С |
|
|
|
|
178