Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2430.pdf
Скачиваний:
63
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
8.61 Mб
Скачать

9.7.1. Внутреннее ориентирование снимков

Внутреннее ориентирование цифровых изображений (снимков) выполняется с целью установления соответствия между координатными

системами растра oPxPyP и снимка oxy (рис. 9.12).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Математическая

 

 

 

модель

внутреннего

op

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xp

 

 

 

ориентирования

 

цифрового

изображения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аналогична применяемой при аналитическом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

построении сетей фототриангуляции и пред-

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полагает определение параметров ортого-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нального, аффинного или проективного пре-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

образования по избыточному числу измере-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9.12. Координатные

 

 

 

ний методом наименьших квадратов.

 

 

 

 

системы снимка oxy

 

 

 

 

 

 

 

 

Так,

наиболее часто применяемые аф-

 

 

 

 

и растра opxpyp

 

 

 

 

 

финные преобразования основаны на исполь-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зовании следующих формул связи исходных xPyP и преобразованных

x,y координат:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

=

 

a

0

 

+

a

 

a

 

 

 

xp

 

=

a

0

 

+ P

xp

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

b0

 

 

b1

 

b2

 

yp

 

 

b0

 

 

 

 

 

 

yp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ai и bi (i=0,1,2) – коэффициенты аффинного преобразования,

определяемые из решения системы уравнений поправок, составлен-

ных по результатам измерения координат оптических меток снимка.

 

 

 

 

 

Л нейные коорд наты xP ,yP точек снимка в системе oPxPyP свя-

заны с геометр ческ

 

 

разрешением растра и номерами столбцов iX

 

 

 

строк iY

 

 

 

 

зав

 

с

мостями:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бx = i ,

 

 

i

X

= x

p

/ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

X

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yp

= iY

 

 

 

 

 

iY

= yp

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

простымиДля обратного преобразования координат точек из системы oxy

в систему растра oPxPyP используются формулы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

xp

 

=

 

A

A

 

 

 

x a

0

 

= P1

 

 

x a

0

 

,

 

(9.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

B

B

 

 

 

y b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где P и P-1 – прямая и обратная матрицы аффинного преобразования.

25

Последовательность внутреннего ориентирования в современных цифровых фотограмметрических системах сводится к следующему.

Оператор выполняет идентификацию первых двух координатных меток (крестов), для чего наводит на них измерительную марку и выполняет регистрацию координат в системе oPxPyP. После этого программа выполняет расчет положения последующих координатных меток (крестов) и подводит к ним измерительную марку, а оператор выполняет необходимые уточнения и регистрацию координат точки. По завершении измерений всех меток программа запрашивает метод преобразований, выполняет расчет параметров и выводит расхождения между эталонными и вычисленными координатами меток (крестов). В случае несоответствия полученных расхождений требуемым нормативными документами (8–10 мкм) оператор может повторить все выполненные измерения или их часть.

Внутреннее ориентирование остальных снимков выполняется в

автоматическом режиме, для чего оператор определяет прямоугольную

 

 

 

И

область метки, область ее поиска, допустимый коэффициент кор-

реляции и величину расхождения эталонных и вычисленных координат.

Снимки, для которых автоматическое внутреннее ориентирова-

ние завершилось неудовлетворительно, обрабатываются оператором

вручную.

 

 

Д

 

 

 

 

9.7.2. Вы ор точек и построение

 

фотограмметрических моделей

Последующая фотограмметрическаяАобработка снимков включает:

• перенос на

зо ражения опорных точек с известными коор-

д натами X, Y, Z в с стеме местности;

 

• ввод элементов внешнего ориентирования снимков XS, YS, ZS,

 

б

 

, , (при нал ч

);

 

связующих

 

С

 

 

 

• выбор связующ х точек в зоне поперечного перекрытия, не-

обходимых для связи смежных маршрутов;

• выбор точек в зоне тройного продольного пере-

крытия, используемых для связи смежных моделей маршрута;

• выбор точек для подписи на карте высот, урезов вод и др. в соответствии с требованиями действующих нормативных документов;

26

• выбор дополнительных точек в шести стандартных зонах для повышения точности взаимного ориентирования и соединения смежных моделей.

Все точки, положение которых не может быть произвольным (опорные, связующие, урезы вод и др.), наносят только на один снимок; перенос их на другие снимки того же или смежного маршрута

Настройка параметров коррелятораДявляется однимИиз важных элементов фотограмметрической обработки. При этом определяют размер корреляционной матрицы (образа), возможность его автоматической подстройки при малом числе контуров, а также геометрической коррекции положения искомой точки в случае рельефной местности. Контроль работы коррелятора в стереорежиме является обязательным элементом фотограмметрической обработки любых снимков, поскольку качество отождествления точек определяет качество выполнения всех последующих операций.

выполняют либо в стереорежиме, либо с помощью коррелятора.

Точки, положение которых на снимке не является жестким (например, дополнительные точки в стандартных зонах для определения элементов взаимного ориентирования или в зонах тройного продольного перекрытия для связи смежных моделей), могут быть нанесены на снимки автоматически, по заданному размеру стандартной зоны и

числу точек в ней.

Номера стол цов iX и строк iY пикселей растра с намеченными точками прео разуются в линейные координаты в системе oPxрyP, а за-

искажений С• искажений сканера интерполяцией поправок по данным поля

тем по формулам параметрам аффинного преобразования – в систе-

 

 

А

му коорд нат плоскости пр кладной рамки аэрокамеры oxy (рис. 9.12)

справляются поправками, учитывающими влияние:

• кр в зны Земли

атмосферной рефракции;

• д сторс

 

ва съемочной камеры путем интерполяции

 

объект

соответствующ х вел ч н по точкам ее определения или при-

менен ем соответствующего полинома;

его или по полиномам.

После выбора точек выполняют взаимное ориентирование снимков строгим способом с применением метода наименьших квадратов. Критерием качества отождествления точек на смежных снимках является среднее квадратическое значение остаточного поперечного параллакса, величина которого не может превышать 10 мкм. Более значительные расхождения свидетельствуют о наличии ошибок,

27

прежде всего, в отождествлении точек. Их устранение требует проверки качества отождествления и измерения точек в стереорежиме. Менее вероятны ошибки внутреннего ориентирования изображений и паспортных данных съемочной камеры (фокусного расстояния, коор-

динат главной точки и др.).

И

 

Для повышения точности взаимного ориентирования и надежно-

сти определения неизвестных в каждой стандартной зоне намечают по

две-четыре точки (желательно контурных, надежность измерения которых несколько выше); часть таких точек должна располагаться в зонах тройного продольного и поперечного перекрытий. Важным условием достижения оптимальной точности взаимного ориентирования является одинаковое число точек в стандартных зонах.

Перечисленные операции завершаются построением одиночной модели и подориентированием ее к предыдущей или к последующей. Полученные при этом разности координат связующих точек смежных моделей маршрута позволяют судить о качестве их измерения и отождествления. Величины таких расхождений не должны превышать

Построение фототриангуляционнойАсети в пределах маршрута или блока выполняется в автоматическом режиме с использованием рассмотренных ранее методов. Задача оператора на этом этапе фотограмметр ческой о ра отки сводится к выбору метода уравнивания (незав с мые ли полузав симые модели, уравнивание маршрутов, подблоков, связок проект рующих лучей и т.п.), а также определению

15 мкм в плане и 15(f/b) мкм по высоте.

 

9.7.3. Построение и уравнивание

фототриангуляционной сети

 

Д

Ссети• для опорных точек, по которым выполнено внешнее ориентирование, – 0,2 мм в масштабе создаваемого плана в плановом положении и 0,15 сечения рельефа по высоте;

кр тер

ев для подготавл ваемого программой отчета.

 

б

Кр тер ем качества построения и уравнивания фотограмметри-

ческой

служат вел ч ны расхождений исходных и найденных по

результатам уравнивания координат, которые не должны превышать:

• для контрольных опорных точек – не более 0,3 мм в масштабе создаваемого плана и 0,1–0,25 м по высоте при сечении рельефа

0,5–1,0 м;

28

связующих точек смежных маршрутов – не более 0,5 мм в масштабе создаваемого плана (карты).

Надежность уравнивания фотограмметрического блока повышается, если число использованных опорных точек в 1,5-2 раза превы-

шает минимально необходимое.

И

 

При этом наиболее достоверную оценку получают по контроль-

ным опорным точкам, координаты которых использовались при уравнивании. Важно, чтобы эти точки располагались в наиболее слабых местах фототриангуляционной сети, примерно посередине между опорными точками, по которым выполнялось уравнивание.

Другие виды фотограмметрическойДобработки цифровых изображений связаны с получением той или иной выходной продукции – фотоплана (ортофотоплана), оригинала рельефа, векторной цифровой модели местности, фотокарт и т.д. Некоторые из них, непосредственно связанные с фотограмметрической обработкой данных, рас-

Окончательное уравнивание фототриангуляционных сетей часто выполняют с помощью специализированных программ типа ORIMA, в которых реализованы более строгие алгоритмы обработки, а также имеются широкие графические и статистические возможности диаг-

ностики ошибок. Поэтому обработка аэроснимков средствами цифровых фотограмметрических систем зачастую ограничивается измерением координат и параллаксов точек, исключением грубых ошибок и экспортом результатов измерений снимков в эти специализированные программы.

Стребуетихопределения координат и высот большого числа точек измерения координат, параллаксов и последующего вычисления пространственных координат. Именно такое решение используется при обработке фотоснимков с помощью аналоговых и аналитических стереофотограмметрических приборов.

смотрены н же.

А

 

9.8. Ц фровая модель рельефа и ее построение

Для преобразован я снимка в план, изготовления ортофотопла-

б

на, создан я ор г нала топографической карты, решения других за-

дач необход мы сведен я о рельефе местности, получение которых

Автоматизация технологических процессов, ставшая реальной с применением аналитических методов обработки цифровых изображений, требует применения более общего подхода к решению назван-

29

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]