Конспект до лекції 6
.pdf
Рис. 6.6. Геометричне пояснення ідеї цифрового ортотрансформування
Вхідними даними для цього процесу є:
–оригінал зображення (знімка) в цифровому вигляді;
–елементи внутрішнього орієнтування знімка;
–елементи зовнішнього орієнтування знімка;
–цифрова модель рельєфу.
На першому етапі будується аналітичний знімок за відомими елементами внутрішнього та зовнішнього орієнтування та просторових координат точок місцевості, взятих з ЦМР. Математичною основою слугує раніше наведене рівняння колінеарності яке для наочності подамо ще раз:
x − x |
o |
= − f |
|
|
|
||
y − y |
o |
= − f |
|
|
|
|
|
a |
|
( X |
||
|
1 |
|
|
|
a |
3 |
( X |
||
|
|
|
||
a |
2 |
( X |
||
|
|
|
||
a |
3 |
( X |
||
|
|
|
||
− − − −
X |
S |
) + b |
(Y |
||
|
1 |
|
|
||
X |
S |
) + b |
(Y |
||
|
3 |
|
|
||
X |
S |
) + b |
|
(Y |
|
|
|
2 |
|
||
X |
S |
) + b |
|
(Y |
|
|
|
3 |
|
||
− Y |
S |
) + c |
|
(Z − Z |
S |
) |
|
||
|
1 |
|
|
|
. |
||||
− Y |
|
) + c |
|
|
(Z − Z |
|
) |
||
S |
3 |
S |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
−YS ) + c2 (Z − Z S )
−YS ) + c3 (Z − Z S )
де X ,Y, Z – координати центра піксела на ЦМР у вибраній просторовій системі координат; x0, y0 , f – елементи внутрішнього орієнтування;
X S,Y S, Z S – лінійні елементи зовнішнього орієнтування;
a i,b i,c i – напрямні косинуси, обчислені за кутовими елементами зовнішнього орієнтування. Згенерований аналітичний знімок є сукупністю точок з плоскими прямокутними координатами в системі координат знімка. Тому на другому етапі треба для кожної точки
вичислити координати відповідного їй піксела в системі координат растрового знімка.
Тому в пакеті ЦФС є програма переходу від плоских прямокутних координат точки до системи координат растрового знімка (пікселя) і навпаки. У літературі рекомендується залежно від типу цифрового знімка використовувати:
–для метричних знімків афінне, білінійне або проективне перетворення;
–для неметричних знімків подібне перетворення.
На третьому етапі згенерованому пікселу аналітичного знімка необхідно передати відповідну щільність (колір) від оригінального зображення. Про цю операцію resampling ми згадували раніше та вказали на кілька інтерполяційних прийомів визначення оптичної щільності.
На четвертому етапі необхідно виконати “зшивання” окремих ортозображень в єдину картину, яку часто називають мозаїкою. Розбіжності оптичних щільностей на стиках кількох образів усуваються переважно в автоматичному режимі, іноді з втручанням оператора. Визначається лінія, по якій повинні стикуватись сусідні образи та визначається смуга (по ширині), з якої беруться оптичні щільності для опрацювання. Найчастіше за остаточне значення приймається середнє арифметичне із 100 – 200 пікселів, що потрапили в зону опрацювання. Складніші алгоритми дають змогу плавно змінювати оптичну щільність, але їхнє застосування потребує більших затрат машинного часу. Наведений загальний підхід у різних програмах і ЦФС має конкретну реалізацію і не обов’язково повинен повторювати описану вище схему.
Рис. 6.7. Загальний вигляд ортофотокарти з покриттям аркушів карти
На рис. 6.7 подана ортофотокарта з накладанням на номенкладуру карт заданої території карт.
На створеній ортофотокарті підлягають контролю та виправленню наступні елементи.
Елементи ЦМР
а) контроль будинків, їхня ортогональність, прямолінійність ліній дахів, фундаментів, частин будівель пов’язаних з головним об’єктом: рампи, тераси, помости.Всі відхилення підлягають виправленню;
б) контроль витягнутих лінійних об’єктів (наприклад, залізничні колії, шосе, дороги на насипах). Похибка проявляється як викривлення такої лінії;
в) контроль мостів, віадуків, містків для пішоходів. Деякі з цих об’єктів можуть в натурі бути
дугами, тому до виправлення таких об’єктів треба підходити обережно; г) контроль відкритих територій: на незабудованих теренах, може виявитись частина
якоїсь ділянки (рілля, неорні землі), яка розміщена в натурі на такому самому рівні, що і увесь
масив, а на зображенні матиме розмитості країв, хвилястість ліній (замість дуги чи прямої); д) контроль границі об’єкта в тих місцях, де закінчується ЦМР; виступи над берегом моря,
океану.
Елементи знімка
а) перегляд прямокутних, багатогранних деталей, що закривають інші деталі об’єкта. Тому такий об’єкт погано проглядається або спостерігається ефект фальшивого його зміщення;
б) забруднення знімка – ефект пилу або інших механічних домішок, що осіли на знімку у вигляді кривих, спіралей, коротких прямих ліній. На великих відкритих теренах часто хибний ефект забруднень дають великі камені. Тому треба впевнитись, чи це натуральний об’єкт, чи пил;
в) порисування – часто на листах відзначаються довгі риси (кількасот метрів); г) на ділянках великих розмірів, однорідних за кольором чи тональністю, з’являються
регулярні квадрати.
Похибки ліній “склеювання”
а) на забудованих територіях, на дорогах, вулицях можна побачити розмиті обриси втомобілів. Це причина руху об’єкта, а не похибки опрацювання. Чорні поверхні невеликих розмірів часто мають розмиті контури або ж такі, що врізаються в поверхню;
б) ефект накладання боковин високих будинків у містах – там виступають розмиті обриси; в) тональна різниця між окремими ортозображеннями. У такому разі ситуацію можна
виправити вручну; г) перетин будинку лінією склеювання, теж виправляється вручну;
д) розмита рослинність; е) ефект “роздвоєння” стовпів, викликаний тим, що лінія склеювання надто близько
підходить до такого об’єкта.
Фрагмент виправленої ортофотокарти показано на рис. 6.8.
Рис. 6.8. Фрагмент ортофотокарти