пографические карты создаются в проекции Гаусса – Крюгера в государственных системах координат СК 42, СК 63 и СК 95.

Высоты узлов цифровой модели рельефа задают равными геодезическим высотам H этих узлов относительно поверхности

По значениям координат узлов x, y в государственной системе координат вычисляют значения геодезической широты В и долготы L узлов цифровой модели рельефа, а затем по величинам B, L и H – координаты узлов Xгц, Yгц и Zгц в геоцентрической системе координат.

В остальном процесс цифрового трансформирования аналогичен процессу создания цифрового ортофотоизображения. Необходимо отметить, что элементы внешнего ориентирования снимка в этом случае должны быть определены в геоцентрической системе координат.

Вместо геоцентрической системы координат можно использовать топоцентрическую систему координат Oтц Xтц Yтц Zтц. Начало топоцентрической системы координат обычно выбирают в середине обрабатываемого участка местности. Ось Xтц топоцентрической системы координат лежит в плоскости меридиана, проходящего через начало системы координат. Ось Zтц совпадает с нормалью к поверхности референц = эллипсоида в начале системы координат, а ось Yтц дополняет систему до правой. При использовании топоцентрической системы координат элементы внешнего ориентирования исходного снимка

ющ мся сходным сн мкам.

Цифровые фотопланы могут быть сформированы из трансфор-

мированных , созданных по каждому из перекрываю-

щихся снимков, или путём формирования фотоплана непосредственно в результате трансформирования всех перекрывающихся исходных снимков.

На рис. 9.26 представлен принцип формирования цифрового фотоплана по трансформированным изображениям, созданным по каждому из перекрывающихся снимков.

53

Для создания фотоплана используют цифровые трансформированные изображения снимков с одинаковым размером пикселей и имеющие координаты начал систем координат цифровых изображений O1 и O2, кратные размеру пикселя.

формированных изо ражений снимков проводят линию пореза в виде

щенные с л н ей пореза, приступают к формированию матрицы ц фрового фотоплана.

Коорд ната начала с стемы координат цифрового фотоплана СXOM пр н мается равной на меньшему значению координат XO1 и XO2 начал с стем коорд нат ц фровых трансформированных изображе-

н й сн мков, а YOM – на большему значению координат YO1 и YO2 . Форм рован е ц фрового фотоплана производят следующим

образом.

Каждая строка матрицы фотоплана формируется из строки трансформированного изображения снимка P1, включая граничный пиксель и строки изображения снимка P2, начиная с пикселя, следующего за граничным.

Описанным выше методом можно присоединить к созданному фотоплану другие перекрывающиеся изображения снимков.

54

Цифровые фотопланы могут быть созданы путем формирования матрицы цифрового фотоплана непосредственно по всем перекрывающимся цифровым снимкам.

На рис. 9.27, а, б показан процесс формирования цифрового фо-

ражениях снимков проводят линии пореза, которые представляют собой полилинии. По координатам узлов полилинии в системе координат цифрового снимкабопределяют координаты проекций узлов полилинии на цифровом фотоплане в системе координат объекта и формируют полилинии на цифровом фотоплане.

По этим полилиниям определяют граничные пиксели, которые

н ям сн мков.

формируюткоординатамграницы участков цифрового фотоплана, создание которых будет производиться по соответствующим цифровым изображе-

Форм рован е ц фрового фотоплана в пределах каждого из эт х участков про звод тся аналогично процессу формирования

Сц фрового ортофотосн мка.

Определен е коорд нат X, Y узлов полилинии в системе коор- д нат ц фрового фотоплана по значениям координат xc, yc их изображен й в с стеме коорд нат цифрового изображения снимка производится методом приближений следующим образом.

По xc, yc изображения узла вычисляются координаты x, y изображения узла в системе координат снимка.

В случае если при внутреннем ориентировании цифрового снимка использовались аффинные преобразования, эти вычисления производятся по формуле:

55

Затем вычисляются значения координат X, Y узла в системе ко-

высоты узла Z3.

Выч слен е продолжают до тех пор, пока разность значений координат X Y узла в приближениях не будут превышать установленного допуска.

Процесс определения координат X,Y узлов полилинии методом приближений представлен на рис. 9.28.

56

9.10.6. Оценка точности цифровых трансформированных фотоснимков и фотопланов

Созданные в результате цифрового трансформирования снимков цифровые изображения местности по точности должны соответствовать требованиям, предъявляемым к их точности нормативными документами Роскартографии, если фотопланы предназначены для создания кадастровых и топографических карт (планов), или технического задания на производство работ, если фотопланы создаются для

В качестве контрольных точек выбираются толькоИточки, расположенные непосредственно на земной поверхности, так как изображения объектов местности, возвышающихся над ней (крыши домов, мосты и т.п.), имеют на фотопланах искажения.

решения других задач.

Контроль фотопланов производитсяДтакже по расхождениям одноименных контуров, расположенных на линии пореза (граничной линии) смежных трансформированных фотоснимков.

Контроль созданных трансформированных фотоснимков и фотопланов проводят по расхождениям значений координат контрольных точек, измеренных непосредственно на цифровом плане, и координат этих точек, определенных в результате геодезических измерений или в

результате построения сети пространственной фототриангуляции.

здавались для создания топографическихАи кадастровых карт (планов), расхожден я в плане положения контрольных точек не должны превышать вел ч ны 0,5 мм в масшта е создаваемой карты (плана), а расхож-

При ц фровомбтрансформировании снимков с целью контроля точности определен элементов ориентирования исходных снимков точности построен я ц фровой модели рельефа местности перед

В случае если трансформированные фотоснимки и фотопланы со-

Априорнаяоценка точности производится по контрольным точкам путем сравнения значений их плановых координат, определенных

ден я одно менных контуров на граничной линии – величины 0,7 мм.

Св результате геодезических или фотограмметрических определений и значений координат расчетного положения изображения контрольной точки на трансформированном изображении.

выполнен ем процесса формирования цифровых трансформированных изображений производят априорную оценку их точности.

Определение плановых координат расчетного положения изображения контрольной точки производится по значениям координат

57

изображений контрольных точек на исходных снимках, значениям элементов внутреннего и внешнего ориентирования снимков, параметрам внутреннего ориентирования снимка в системе координат цифрового изображения с использованием цифровой модели рельефа. При этом используется алгоритм, аналогичный алгоритму определения координат углов граничной линии на фотоплане.

При определении координат в качестве начального приближения используется высота контрольной точки, значение которой было определено в результате геодезических или фотограмметрических

определений.

9.11. Современные цифровые фотограмметрическиеИ

пографических, кадастровых и другихДсъемок, как и картографического обеспечения геоинформационных и кадастровых систем, стало реальностью сегодняшнего дня. Нет сомнений в том, что вытеснение

Проведение априорной оценки точности позволяет проконтролировать качество фотограмметрических работ, выполняемых для обеспечения процесса цифрового трансформирования и при необхо-

димости повторить эти процессы.

системы и их основные характеристики

Применение цифровых методов фотограмметрии в практике то-

классических аналоговых методов о работки материалов аэрофотосъемки – задача уже лижайшего удущего. Это обстоятельство послужило основанием для того, что ы в действующих инструкциях по

можностииспользование, всей геометрической точности исходных изображений, насыщенность алгоритмов логическими операциями

ЦФСнирования цифровых систем и, в частности, возможность обработки черно-белых и цветных снимков в сжатых и несжатых форматах, отсутствие ограничений на объем памяти и быстродействие ПЭВМ, ре-

гость алгор тма, макс мальная автоматизация процессов обработки, гарант рованное решен е задачи при наличии теоретической воз-

контроля полноты и корректности данных, авторская поддержка программных средств и др.

Технические требования определяют главные условия функцио-

58

ализация оптических и электронных средств стереоизмерений и ряд других.

Технологические требования к цифровым системам определяют перечень функциональных возможностей систем, наличие которых обеспечивает их эффективную эксплуатацию, в частности:

•автоматическое распознавание и измерениеИизображений координатных меток и выполнение внутреннего ориентирования;

•автоматическое стереоотождествление и измерение идентичных опорных и фотограмметрических точек перекрывающихся снимков;

•автоматическое построение по стереопарам цифровых моделей рельефа; Д

•ортотрансформирование изображений с использованием информации о рельефе, представленной в виде горизонталей, отдельных

точек (пикетов), регулярной или нерегулярной ЦМР, формирование выходного ортоизображенияАс заданным геометрическим разрешением и автоматическое выравнивание его плотности;

•внутреннее, взаимное и внешнее ориентирование снимков и моделей (маршрутов) по произвольному числу исходных точек (ме-разработана

Сведущими спец ал стами России. Система создана в 1993 г. и ныне спользуется более чем в 40 странах мира.

Photomod – полнофункциональная система с богатейшими возможностями оригинальным графическим интерфейсом. Используемые системой математические модели позволяют обрабатывать не только наземные и воздушные снимки, полученные по законам центрального проектирования, но и сканерные, радиолокационные изображения, а также снимки, полученные неметрическими камерами. Это одна из немногих фотограмметрических систем на рынке СНГ,

59

позволяющая обрабатывать космические и иные цифровые сканерные изображения, полученные с помощью различных сенсоров.

К достоинству системы относится замкнутый технологический

теля, функционирует в локальной сети и может эксплуатироваться совместно с другими фотограмметрическими системами. Структура системы и основные функции ее компонентов показаны на рис. 9. 29.

Широкое распространение и профессиональное признание системы обеспечили ее богатейшие технологические возможности, основные из которых сводятся к следующему:

60

• оригинальная графическая среда и доступный интерфейс;

• возможность обработки сканерных спутниковых изображе-

ний, включая снимки SPOT, TERRA, EROS, LANDSAT, IRS, ASTER, ICONOS, QuickBird, GeoEye-1;

tion/95/SE/J (модуль StereoLink), экспорта данных в геоинформационные и картографические системы и др.;

• наличие интерфейса, обеспечивающего эксплуатацию системы в среде ГИС «Карта 2008» (ГИС «ПанорамаИ»), MicroSta-

• возможность использования при построении и уравнивании фотограмметрических измерений полного набора систем координат,

картографических проекций и данных GPS-измерений;

• наличие эффективных средств калибровки планшетных поли-

графических сканеров;

• наличие настраиваемого классификатора картографических

объектов;

• применение графических и статистических методов оценки

достоверности данных и диагностики ошибок измерений;

• возможность формирования ЦМР на регулярной сетке (DEM) с переменным разрешением и использования ее при ортотранс-

стереоскопическом режимах и редактирования полученной графиче-

ской (векторной) информации.

Система постоянно совершенствуется (в год появляется 2–3 новых верс ), пополняется новыми инструментальными средствами и

технолог ческ ми возможностями.

Ц Ф С ТА Л КА р азра отана в 1996 г. ИПУ РАН под руководством доктора ф ко-математических наук Д. В. Тюкавкина. Она отвечает про зводственным требованиям, технологична и изначально

хорошо пр способлена для работы с большими объемами данных. К особенности с стемы можно отнести:

•возможность обработки больших изображений объемом до 4 Гб;

•полную автоматизацию стереоизмерений, включая нанесение необходимых точек с использованием четырех режимов отождествления: «грубого» (аффинного), «стандартного» (с обычной корреляцией),

61

«быстрого» (с малой областью поиска) и «надежного» (с поконтурной обработкой);

•построение маршрутных сетей по перекрывающимся триплетам, их объединение в блок в свободной системе координат с после-

дующим уточнением, ориентирование блока маршрутов по опорным точкам и уравнивание связок проектирующих лучей; И

•возможность выполнения значительного объёма работ (до 95% от общего объема) в свободной системе координат;

•ортотрансформирование снимков по фрагментам (максимум

128128), полученным делением рабочей площади на заданное число элементов в зависимости от уклона местностиД;

•возможность выполнения фотометрической коррекции изображения путем локального выравнивания яркостей между фраг-

ментами, глобального выравнивания всего изображения и межпиксельного выравнивания плотностиА.

К недостаткам системы можно отнести скромные графические возможности при векторизации, отсутствие классификатора объектов (что важно при последующем создании оригинала карты или плана) иобъекта

4.Какой объём памяти необходим для хранения снимка формата 230х230 мм с радиометрическим разрешением 8 бит/пиксель при разрешении 5 мкм?

5.В чём заключается фотометрическая коррекция?

6.Когда возникает необходимость в геометрических преобразованиях растрового изображения?

62

наблюдений.

11. В чём заключается принципиальная схема действий при автоматической идентификации точек цифрового изображения?

24.Перечислите критерии оценки точности изготовления цифрового фотоплана (ортофотоплана).

25.Назовите основные характеристики современных фотограмметрическим систем (станций).

63