Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

40_МЕТОДИКА ОПРАЦЮВАННЯ ЗНІМКІВ НА ЦИФРОВІЙ ФОТОГРАММЕТРИЧНІЙ СТАНЦІЇ ДЕЛЬТА_2021

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
28.06.2022
Размер:
1.62 Mб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

МЕТОДИКА ОПРАЦЮВАННЯ ЗНІМКІВ НА ЦИФРОВІЙ ФОТОГРАММЕТРИЧНІЙ СТАНЦІЇ ДЕЛЬТА

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторної роботи

для студентів першого (бакалаврського) РВО

спеціальності 193 «Геодезія та землеустрій»

Затверджено на засіданні кафедри

фотограмметрії та геоінформатики. Протокол № ХХ(ХХХ) від ХХ.ХХ.2021

Львів 2021

Методика опрацювання знімків на цифровій фотограмметричній станції Дельта: Методичні вказівки до лабораторної роботи для студентів першого (бакалаврського) РВО спеціальності 193 «Геодезія та землеустрій» / уклад.: Н.З. Грицьків, Л.В. Бабій, – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2021. – 24 с.

Укладачі:

Грицьків Н.З., старший викладач

 

Бабій Л.В., старша викладачка

Відповідальний за випуск: Глотов В.М., д-р техн. наук, проф.

Рецензенти:

Іванчук О.М., д-р техн. наук, доц.

 

Согор А.Р., канд. техн. наук, доц.

2

МЕТА ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Метою виконання роботи є опанування методики опрацювання аерознімків на цифровій фотограмметричній станції Дельта та набуття навиків роботи у віртуальному 3D просторі.

Врезультаті виконання робіт студенти повинні:

знати:

-технологію опрацювання аерознімків за ЦФС Дельта;

-можливості програмних модулів ЦФС – Models, DIPEdit, Digitals;

вміти:

-виконувати комплекс підготовчих робіт за ЦФС Дельта;

-орієнтувати поодинокі моделі аерознімків;

-користуватись функціями створення та редагування векторної графіки у програмі Digitals;

-керувати віртуальним 3D простором в середовищі програми Digitals.

ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ ПРО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Звіт про виконання лабораторної роботи оформляють в електронному вигляді у форматах DOC, DOCX або PDF і завантажують у віртуальне навчальне середовище (ВНС). До звіту додають необхідні файли з результатами робіт. Назви файлів подають у такому форматі: Група-Номер групи_Прізвище_Номер роботи, наприклад:

ГД-32_Петренко_ЛР1.docx, ГД-32_Петренко_ЛР1.dmf

Після захисту роботи звіти завантажують для зберігання в архіві кафедри. Звіт повинен містити такі складові:

вид та номер роботи, назву дисципліни та роботи;

мету виконання роботи;

відповіді на контрольні запитання;

характеристику вхідних даних;

технологію виконання завдання;

результати виконання завдання;

висновки

список літературних джерел з відповідними посиланнями у тексті звіту.

Звіт набирають українською мовою, акуратно та грамотно, з дотриманням правил оформлення ділової документації. Назви складових звіту візуально виділяють розміром, жирністю, курсивом шрифта або підкресленням. Звіти, які містять електронні копії чужих робіт не будуть прийматись до розгляду.

3

Загальні положення

Метод опрацювання матеріалів аерознімання для виготовлення цифрових топографічних карт та планів вже давно застосовують у картографічному виробництві. Цьому сприяє стрімкий розвиток комп’ютерних технологій, які дозволяють за даними дистанційного зондування якісно і оперативно отримати всю необхідну топографічну інформацію про земну поверхню у цифровому вигляді.

Цифрова форма представлення інформації про місцевість має ряд переваг. Це висока точність, повнота інформації, можливість швидкого редагування та оновлення даних з метою вивчення динаміки процесів та явищ.

Основою для створення цифрових топографічних планів є цифрова модель рельєфу (ЦМР) – цифрове і математичне зображення рельєфу місцевості на основі дискретної сукупності вихідних точок, які дають змогу із заданою точністю відтворити реальну поверхню та її структуру. Дані для створення ЦМР отримують за результатами наземних (геодезичних) вимірювань, лазерного сканування місцевості, оцифровування картографічних матеріалів, фотограмметричних вимірювань на цифрових фотограмметричних станціях (ЦФС). Використання ЦФС дозволяє не тільки побудувати ЦМР місцевості за матеріалами аерознімання, але й доповнити модель ситуаційною складової – електронним планом місцевості (ЕПМ) – сукупності відповідним чином організованих та взаємопов’язаних метричних і семантичних геопросторових даних в пам’яті обчислювальної системи та на машинних носіях інформації, що призначені для візуального сприйняття людиною і проведення різноманітних видів аналізу за допомогою відповідних програмних і апаратних засобів.

В результаті отримують цифровий документ про місцевість, який значно спрощує і підвищує достовірність сприйняття та ідентифікації об’єктів місцевості, дає можливість наочно проаналізувати взаємозв’язок між різними об’єктами місцевості. Подання інформації в цифровому вигляді уможливлює проведення оперативних змін в графічній і описовій складових плану, що є актуальним під час оновлення топографічної ситуації і при зміні семантичних характеристик того чи іншого об’єкту.

Для практичної реалізації процесів створення ЕПМ застосовують сучасне програмне забезпечення, до якого належить один з потужних програмних комплексів – ЦФС Дельта та її програмний модуль Digitals.

4

І. Зміст та обсяг роботи

Етап роботи

Аудиторна

Самостійна

робота, год

робота, год

 

 

1

Підготовчі роботи

2

-

2

Орієнтування аерознімків

4

-

3

Побудова векторних об’єктів у

4

-

віртуальному 3D середовищі

 

 

 

4

Побудова цифрової моделі рельєфу у

8

-

віртуальному 3D середовищі

 

 

 

5

Формування звіту

-

6

6

Підготовка до захисту та захист роботи

-

2

ІІ. Контрольні запитання

1.За якими формулами розраховують очікувану точність координат точок місцевості з використанням матеріалів аерознімання? Дайте пояснення складових формул.

2.Розрахуйте очікувану точність отримання координат точок місцевості згідно з заданими параметрами знімання.

3.Дайте коротку характеристику командам головного меню програми

Models.

4.Які параметри вводять у діалог «Параметри камери»? Дайте визначення цих параметрів.

5.Дайте опис складових діалогу «Робота з опорними точками». Як створити каталог координат опорних точок для зовнішнього орієнтування моделі за ЦФС Дельта?

6.Для чого і як виконують внутрішнє орієнтування знімків за ЦФС

Дельта?

7.Дайте визначення елементам взаємного орієнтування стереопари аерознімків.

8.Для чого і як виконують взаємне орієнтування знімків за ЦФС Дельта?

9.Дайте визначення елементам зовнішнього орієнтування моделі місцевості.

10.Для чого і як виконують зовнішнє орієнтування моделі за ЦФС Дельта?

11.Яке призначення програми Digitals?

12.Дайте коротку характеристику основних параметрів налаштування властивостей програми.

13.Дайте поняття цифрової моделі місцевості і цифрової моделі рельєфу.

14.Як виконують контроль побудови ЦМР?

5

ІІІ. Вхідні матеріали та обладнання

Для виконання лабораторної роботи потрібні:

ЦФС Дельта з ключем доступу на базі персонального комп’ютера;

програмні модулі DIPEdit, Models, Digitals;

анагліфічні окуляри;

стереопара аерознімків і параметри аерознімання;

абриси опорних точок і каталог координат опорних точок;

нормативні документи.

ІV. Список рекомендованої літератури

1.Дорожинський О. Л. Фотограмметрія та дистанційне зондування. Книга

1.Підручник. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 176 с.

2.Дорожинський О.Л. Аналітична та цифрова фотограмметрія: Навч. посібник – Львів: Видавництво НУ «Львівська політехніка», 2003. – 214 с.

3.Дорожинський О.Л. Основи фотограмметрії: Підручник. – Львів: Видавництво НУ «Львівська політехніка», 2002. – 164 с.

4.Інструкція з топографічного знімання у масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. – К.: ГУГКК України, 2001 р. – 156с.

5.Умовні знаки для топографічних планів масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. – К.: Міністерство екології та природних ресурсів України, 2001. – 258 с.

6.http://www.geoguide.com.ua/basisdoc/basisdoc.php?part=tgo&art=3101

Основні положення створення топографічних планів масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000 та 1:500.

7.http://geosystema.net/digitals/book/digitals-book.pdf Федоров Д. Digitals -

Использование в геодезии, картографии и землеустройстве, 2015. – 354 с.

8.http://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=2943 Навчально методичний комплекс "Фотограмметрія та дистанційне зондування".

V. Завдання до лабораторної роботи

1.Виконання підготовчих робіт.

2.Орієнтування аерознімків.

3.Побудова векторних об’єктів у віртуальному 3D середовищі.

4.Побудова цифрової моделі рельєфу у віртуальному 3D середовищі.

5.Написання і оформлення звіту.

6

VІ. Послідовність виконання лабораторної роботи

Виконання підготовчих робіт

Під час підготовчих робіт отримують і аналізують вхідні дані, вносять у програму інформацію для орієнтування знімків, розраховують очікувану точність отримання координат точок місцевості за даними аерознімання та розрізнення оцифрованих знімків.

В якості вхідних даних отримують стереопару оцифрованих аналогових аерознімків; абриси з зображенням взаємного розташування опорних точок і збільшені зображення кожної опорної точки; електронні таблиці з каталогом координат опорних точок і параметрами знімання.

а

б

в

Рис.1. Зразок вхідних даних: а – стереопара аерознімків; б – абриси опорних точок; в – фрагменти електронних таблиць

Для отримання кількісних параметрів аерознімків використовують програмний модуль DIPEdit (керівний файл DIPEdit.exe). У цій програмі відкривають аерознімки командами головного меню Файл→Открыть і викликають інформаційне вікно Свойства изображения командами Изображение→Свойства, де вказані фізичні властивості знімків (формат, розмір). Також властивості виводяться в інформаційному рядку програми. Ці

властивості наводять у звіті до лабораторної роботи.

7

Рис.2. Вікно і інформаційний рядок з властивостями зображення

Обидва знімки візуально аналізують, щодо черговості знімання – який з них лівий, а який правий. Визначивши візуально зону повздовжнього перекриття, складають топографічний опис цієї території (характеристику рослинності, гідрографії, дорожньої мережі, забудови), який подають у звіті.

Використовуючи інструмент Измерения з панелі інструментів програми, на одному з знімків вимірюють наближені відстані між координатними мітками вздовж осей х і у та наближений базис для обидвох знімків. Під час

вимірів числові значення виводяться в інформаційному рядку програми.

Для виконання наступних етапів підготовчих робіт використовують програмний модуль Models (керівний файл Models.exe).

Спочатку вводять параметри аерознімання у діалог Camera list, який викликають з панелі інструментів програми Models кнопкою Camera.

Натиснувши кнопку , вводять назву камери, обирають вид знімання у рядку Projection; з паспортних даних аерокамери (електронні таблиці з вхідними даними) вводять елементи внутрішнього орієнтування: фокусну віддаль аерокамери, координати головної точки знімку в системі знімку; координати координатних міток камери; виміряні відстані між координатними мітками знімку та виміряний базис знімків. Всі значення вводять у міліметрах. Зберігають введені параметри у файл C:\Digitals\MODELS.INI, не змінюючи шляху до файлу.

Для прив’язки аерознімків до системи координат місцевості (процес зовнішнього орієнтування моделі) необхідно підготувати каталог координат опорних точок. В прив’язці беруть участь точки, які входять в повздовжнє перекриття стереопари аерознімків. Їх номери і розташування отримують з абрису з зображенням взаємного розташування опорних точок. Самі ж координати, копіюють з електронної таблиці каталогу координат і формують текстовий файл у програмі Блокнот.

8

вид знімання

 

фокусна віддаль

 

базис знімків

 

 

 

 

 

відстань між координатними мітками

координати головної точки знімку

координати координатних міток

назва камери

Рис.3. Діалог Camera list

Рис.4. Фрагмент файлу з каталогом координат опорних точок

Кнопкою Ground панелі інструментів програми Models викликають діалог Ground point list, в який завантажують підготований каталог у секцію Block points командами File→Open. Візуально перевіряють взаємне розташування точок у лівій секції діалогу, порівнюючи з абрисом і, в разі відсутності розбіжностей, формують каталог для орієнтування поодинокої моделі знімків у секції Model points in Models.ini. Користуючись кнопкою , спочатку перекидають дві точки, які якнайдалі розташовані одна від одної, а

потім всі решта. Зберігають введені дані командою File→Save.

9

Рис.5. Діалог Ground point list

Для розрахунку очікуваної точності отримання координат точок на місцевості згідно параметрів знімання, використовують формули:

 

= √(

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

)

+ (

 

 

)

+ (

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= √(

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

)

+ (

 

 

)

+ (

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

= √(

 

)

+ (

 

)

+ (

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Також точність отримання координат точок місцевості залежить від розрізнення знімків – відповідності розміру комірки на місцевості елементарному пікселю растрового зображення. Розрізнення обчислюють, користуючись даними про масштаб зображення і розміром пікселя зображення.

10