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

книги из ГПНТБ / Соколова Н.А. Технология крупномасштабных аэротопографических съемок

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.29 Mб
Скачать

бом по так называемым «табличным данным» . Однако и первый более простой способ введения поправок может привести к сущест­ венному повышению точности определения фотограмметрических высот, за исключением тех случаев, когда будет иметь место зна-

Р и с 22

чительная асимметрия некомпенсируемой фотограмметрической дисторсии (порядка 20 мкм и более) . Остаточные искажения вы­ сот, полученные в случае компенсации только средней д л я группы объективов величины некомпенсируемой фотограмметрической дис­ торсии, показывают, что эффективность применения в универсаль­ ных стереофотограмметрических приборах компенсационных плас ­ тин сомнительна. В приведенных данных об эффективности учета средней д л я группы объективов дисторсии мы оперировали с мате­ матическими моделями такого способа компенсации без учета оши­ бок самого компенсирующего устройства. Ошибки компенсирующе ­ го устройства, безусловно, снизят получанную эффективность. Воп­ рос об изготовлении компенсирующих пластин т о ж е пока техноло­ гически не решен. Возможно, что можно было бы несколько улуч-

шить результаты, если специально подбирать группы объективов и к ним соответствующие компенсационные пластины, однако такой, путь решения задачи слишком сложен в организационном отноше­ нии. Поэтому наиболее перспективным путем решения следует счи­ тать создание электронно - решающих устройств, обеспечивающих автоматическое введение 'поправок в измеряемые координаты точек снимка и при работе на универсальных •стереосротограмметрических приборах.

Повышение точности фотограмметрических построений при ком­ пенсации влияния фотограмметрической дисторсии в значительной

степени будет

зависеть

от точности

ее определения и от количества

и расположения

точек, д л я которых

она определялась .

 

Измерения

д л я

определения

дисторсии

выполняются

через

10 мм для четырех направлений —

оси х и у

и две

диагонали . Та ­

ким образом,

на

краях

снимков на

расстоянии в

70 мм (от угла

кадра до осей

х

или

у)

нет никаких

дашных

о дисторсии.

Поэто­

му следует увеличить количество направлений, по которым дела ­

ются измерения д л я определения дисторсии,

по крайней мере в

два раза .

 

Дисторсия объективов аэрофотоаппаратов

обычно определяет­

ся у нас визуальным способом на оптических скамьях типа гонио­ метра. Поэтому по результатам определений нельзя точно устано­

вить, какова тангенциальная дисторсия данного объектива, так

как

о ней судят только по косвенному признаку —

асимметричности

«полной» радиальной дисторсии. Кроме того, из

исследований

[5]

видно, что разница между дисторсией, определенной визуально и фотографическим путем, может достигать 0,04 мм. Следовательно, о фактическом влиянии дисторсии на искажения высот точек мест­ ности по данным визуальной калибровки АФА 'можно судить толь­

ко весьма

приблизительно.

 

Наконец, сама точность визуальных определений

радиальной

дисторсии

т а к ж е недостаточно высока как это можно

видеть из

исследований [ 2 ] , т а к и из

нижеприведенных данных. Н а м и было

проведено сравнение

величин некомпенсируемой

фотограмметриче ­

ской дисторсии д л я

14-ти

АФА (с объективами

«Руссар-29») по

измерениям разных лет. В результате оказалось, что средняя квад -

ратическая

ошибка одного определения

составляет ± 9 , 8

мкм и

колеблется

д л я разных

объективов и разных определений

от

± 4 , 5

до ± 1 3 , 7

мкм. При этом ошибки получались тем большими,

чем

больше расстояние г от главной точки до данного штриха

конт­

рольной сетки (табл. 7). Ошибки однократного определения

ради ­

альной дисторсии приведены в табл . 7.

 

 

 

По исследованиям

[2] эти ошибки в

значительной мере

явля ­

ются следствием ошибок наведения. Отсюда следует, что точность определения радиальной фотограмметрической дисторсии можно значительно повысить, если измерения проводить несколькими при­ емами.

Е щ е одно обстоятельство усложняет вопрос учета дисторсии —

это вопрос о том, насколько данные лабораторных определений соответствуют конкретным условиям фотографирования (темпера­ тура, д а в л е н и е ) . Н а это обратил внимание Б. Халлерт, и в Шве -

Т а б л и ц а 7

Расстояние

от главно» точки г, \

Средние квадратнческне

 

м

м

j

ошибки определении

 

 

 

дисторсии, мкм

От

0

до

30

+

5,1

»

40

»

60

+ 7 , 8

»

70

»

100

+

10,0

»

06

»

ПО

+

21,1

ции был проведен ряд исследований, которые показали, что дан ­ ные лабораторной калибровки АФА с объективами «Авиагон» и данные «летной» калибровки отличаются до ± 1 0 мкм .

Н а величины искажений высот, определенных по реальным аэ ­ роснимкам, кроме дисторсии будут т а к ж е влиять и другие источни­ ки ошибок (деформация аэропленки, ошибки ее выравнивания во время экспонирования, ошибки изготовления диапозитивов) . По ­

этому

представляет интерес сравнение

точности определения

высот

по снимкам, полученным разными

АФ А па пленке одного типа. Та ­

кой эксперимент

был выполнен

в технологической

лаборатории

Ц Н И И Г А и К по

аэроснимкам

разных

масштабов

двух

различных

участков

(двумя

А Ф А с объективами

«Руссар-29» № 4438 и 2443).

Первый

участок

с овражно - балочным

рельефом

с

превышениями

д о 50

м на стереопару, второй

участок равнинный

с мелкими

фор­

мами

рельефа

(закрепленные

пески)

с превышениями

до

10 м

на стереопару. Дисторсия д л я АФА с объективом

№ 4 4 3 8 определя­

л а с ь из измерений, выполненных одним приемом, дисторсия дл я АФА с объективом № 2443 определялась из измерении, выполнен­ ных тремя полными приемами . Средние квадратические искажени я высот из-за дисторсии для первого АФ А составляют 1 : 8300 от вы­ соты фотографирования и дл я второго 1 : 3400 от Я , а максималь ­ ные искажения 1 : 3600 от Я и 1 : 1500 от Я соответственно.

Результаты оценки точности фотограмметрических высот, оп­ ределенных по аэроснимкам, полученным АФ А № 1159 (с объек­

тивом «Руссар-29» № 4438) и АФА № 168 (с объективом

«Руссар -

29» № 2443), приведены в табл . 8.

Гистограммы

распределения

ошибок

высот

пикетов при масштаб е фотографирования

1 : 15000

д л я снимков,

полученных АФ А № 1159, и масштаб е

фотографиро ­

вания

1:11 000

д л я снимков, полученных АФ А №

168, приведены

на рис. 23

и 24

соответственно. И з

рассмотрения гистограмм

сле­

дует, что

по

асимметрии и эксцессу

эмпирическое

распределение

ошибок

соответствует нормальному

закону (для

снимков

АФА

№ 168 объектив

№ 2443 Sk =+0,057

и £/, = —0,300, а дл я

снимков

А Ф А № 1159 объектив № 4433 Sh=

—0,076 и £ / , = —0,543

при до­

пуске ЗОЕК

=0,684), но математическое ожидание (или систематиче-

АФА № 1159, объектив Л» 4-138

АФА № 168, объектив № 2443

 

Масштаб

Количе­

 

 

 

Масштаб

Количе­

 

 

ство конт­

 

 

 

ство конт­

 

 

•фотогра­

рольных

 

'

'"1,

фотогра­

рольных

"'ft-м

 

 

фирования

 

фирования

точек

 

 

 

точек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:20 ООО

633

+

0,27

1:5200

Н е т ,

 

 

 

1:15 000

464

+

0,26

1:4000

»

 

 

 

1:10 000

497

+ 0 , 2 1

1:3300

1:11 000

636

+ 0 , 2 8

1:2760

1:8000

259

+

0,17

1:3300

1:7000

211

± 0 , 1 5

1:3300

1:5000

359

+ 0 , 1 3

1:2700

1:5400

149

+ 0 , 1 8

1:2180

екая ошибка) составило

в первом случае +16,9 см, или 0,022% от

|Я,, а во втором

случае

+ 2 , 7 см , ил и 0,0026% о т Н. Эт о станет

понятным, если

обратиться к рис. 25, иа 'котором приведен пред-

'•re •JL

-12

•Ю

•8 -6

- «

-2

=£1

 

=0

+20

t b b

-SO -40 -20 0

ПО +40 +00 M

-40 -20

+40 +60 +80'CM

Р и с .

23

 

Рис .

24

вычисленный график искажений высот из-за дисторсии, кривизны

Земли

и неплоскостности

прижимной

доски д л я стереопары, состав­

ленной

из аэроснимков,

полученных

А Ф А № 168 (по данным ла ­

бораторных определений)

при # = 773

м, 6 = 70 мм . И з

график а

видно,

что все искажения

имеют зна к

плюс. Следовательно, сни­

жение

точности определения высот

примерно на 20% и

появление

больших систематических ошибок произошло вследствие значитель­

ных

искажений

из-за

дисторсии. Вместе с те м следует отметить,

что

в практике

могут

иметь место случаи, когда влияние дистор-

сии будет компенсироваться какими-то другими ошибками

(одина­

ковые относительные ошибки определения высот по снимкам

обоих

АФА

в масштабах 1:8000 и 1:7000).

 

 

 

 

Д л я определения эффективности

введения п о п р а в о к . з а

влия ­

ние дисторсии по данным ее лабораторных

определений

был проде­

лан

следующий

эксперимент. П о данным

трехкратных

лаборатор ­

ных

определений

дисторсии

д л я двух

аэрофотоаппаратов

были

рассчитаны дл я конкретных

условий фотографирования

н И) ис­

кажения фотограмметрических высот из-за дисторсии, кривизны

Земли и рефракции и построены графики

соответствующих попра­

вок. З а т е м на универсальных приборах

выполнялось ориентиро­

вание снимков и набор пикетов. В высоты пикетов по г р а ф и к а м

определялись поправки за

о ж и д а е м ы е искажения фотограмметри ­

ческих высот и графически

ж е определялись вторичные поправки за

счет

отступления опорных

точек от стандартного положения

(поп­

равки в горизонтирование

модели) . Т а к а я операция

была

проде­

л а н а

дл я аэроснимков, полученных макетным экземпляром

объек­

тива

«Руссар-58» с //t = 51,16 мм, и дл я аэроснимков,

полученных

АФА

№ 168 с объективом

«Руссар-29». Н а рис. 25 и 26 (при Н =

= 765 м, Ь = 64,5 мм) приведены графики

искажений

фотограммет ­

рических высот, полученные по расчетным

данным .

 

 

По расчетным данным средние квадратические ошибки искаже ­

ния

высот из-за совместного влияния дисторсии, кривизны

З е м л и

Р и с . 25

р„с . 26

и рефракции

дл я снимков, полученных этими объективами

дл я

фактическихпродольных перекрытий и

масштабов

фотогра­

фирования, д о л ж н ы равняться величинам,

приведенным в табл . 9.

Результаты

введения

поправок

приведены

в табл . 10. К а к

видно

из табл . 10,

введение

поправок

в пикеты

д л я снимков,

получен-

Объектив

Руссар-29» № 2443

«Русса р-58»

5066

Объектив

«Руссар-29» № 2443

«Руссар - 58» № 5066

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

9

 

 

 

 

 

 

 

Искажения высот

 

 

 

 

 

 

 

Максимальные

 

Средине квадратн-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ческие

 

Я ,

м

Ь,

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ S

1

5

га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

773

70

 

+ 6 8

 

 

1:1100

+ 2 8 , 0

1:2760

500

73

 

35

 

 

1:1570

+

16,2

1:3100

380

64

 

29

 

2

1:1300

+

12,4

1:3100

765

64,5

+ 5 6

—106

1:720

+ 3 8

 

1:2000

560

67

 

+ 3 8

—80

1:700

+ 2 7

 

1:2000

410

68

 

+ 2 7

—62

1:660

• + 2 0

 

1:2000

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

10

 

 

Д о

исправления

 

 

После введения поправок

Масштаб

 

 

 

 

 

S:

 

 

 

 

 

 

фотогра­

 

 

 

и

 

 

 

 

и

 

 

фирова­

 

 

 

 

 

 

 

 

га

ния

 

 

і

 

 

га

 

і:

 

те

 

 

g

 

 

я

 

 

 

Е*

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2760

0,88

 

880

 

 

 

 

 

 

1:11 000

+ 0 , 2 8 ; i

1

± 0 , 2 4

1 .3100

0,59

1

1300

1:7000

+ 0,15 1 3300

0,49

1

1000

+ 0 , 1 7

1 :3000

0,46

1

1100

1:5400

+ 0 , 1 8

1

2180

0,47

1

800

± 0 , 1 3

1 :2900

0,34

1

1100

1:15 00

+ 0 , 5 4

1

1350

1,53

1

500

+ 0 , 2 6

1 2800

0,74

1

1030

1:11 000

+ 0 , 5 3

1

1060

1,29

1 430

+ 0 , 2 7

1 2100

0,61

1 900

1:8000

+ 0 , 3 2

1

1240

0,98

1 420

± 0 , 1 7

1 2360

0,37

1

1100

ных объективом «Руссар-58», позволило значительно повысить точ­ ность определения пикетов почти в д в а раза . Точно т а к ж е пример­

но

в д в а р а з а

уменьшились максимальные

ошибки. Д л я снимков,

полученных

объективом «Руссар-29» № 2443, эффективность введе­

ния

поправок

о к а з а л а с ь значительно меньшей

— д л я

снимков

масштаба

1:11 000

точность повысилась

на

17%,

м а с ш т а б а

1 :5400 — на 38%, а

д л я снимков м а с ш т а б а

1 :7000 снизилась на

12%. Однако относительные ошибки определения высот после вве­

дения поправок дл я снимков всех

масштабов

получились

одина­

ковыми

и равными

1 : 3000 от высоты

фотографирования .

Макси ­

мальные

ошибки т а к ж е

уменьшились

д л я снимков всех трех мас­

штабов. Н а рис. 27

приведен график

фактических искажений

высот

для снимков м а с ш т а б а

1:11 000,

полученных

объективом

«Рус -

4.5

сар-58».

Н а рис. 28 приведены графики, на которых

показаны ос­

таточные

(после, введения поправок) искажения высот

для аэро­

снимков

всех трех масштабов, полученных объективом

«Руссар-29»

№ 2443. И з графиков видно, что дл я снимков масштабов

1:11 ООО

Р и с . 27

(см. рис. 28, а) и

1 : 5400 (см. рис. 28, в) введенные поправки ока ­

зались

меньшими,

чем это

д о л ж н о было

быть, а

д л я

снимков

м а с ш т а б а

1 : 7000

(ом. рис. 28, б)

остаточные искажения

носят в

основном случайный характер .

 

 

 

 

Во

всех

рассмотренных

выше

случаях

дисторсия

объективов

А Ф А определялась по трем приемам измерений, т. е. значительно точнее, чем она определяется обычно. Следовательно, основной причиной значительных расхождений между фактическими и рас­ четными искажениями высот в данном случае следует считать или

то, что дисторсия

при фотографировании

отличается

от дисторсии,.

определенной

в лабораторных

условиях,

или что на искажения вы­

сот

существенно

влияют

другие источники ошибок

снимков

(де­

ф о р м а ц и я фотоматериалов, невыравнивание пленки

в плоскость,,

ошибки изготовления диапозитивов) .

 

 

 

 

В

1969 г.

в

ряде

предприятий

были

выполнены

опыт­

ные

работы

по

выявлению

влияния

систематических

оши ­

бок снимков на точность определения фотограмметрических

высот

точек местности. Д л я этой цели из имеющихся

залетов следовало^

Рис. 28

в ы б р а ть по две стереопары д л я каждого АФА, обеспечить их боль­ шим количеством геодезических контрольных точек, провести мно­ гократный набор пикетов на универсальных приборах и сравнить полученные средние фотограмметрические отметки с геодезически­ ми. Опытную работу выполнили предприятия № 4, 6, 8, 9, 10 и 12. Общин объем выполненных экспериментальных работ по выявле­

нию систематических

ошибок

показан в табл . 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Количе­

Число

 

 

 

Пред­

№ АФА

 

 

 

 

 

ство

измерении

Приме­

приятие

оЗъектпва

 

кассеты

стерео­

контроль­ каждой

 

чание

 

 

 

 

 

 

 

пары

ных

 

стерео­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точек

 

пары

 

 

 

4

1062

3512

 

5352

2674—75

117

 

7

 

 

 

6

1147

4427

 

2710

6032—33

 

97

 

14

 

# = 7 8 3

 

 

 

 

 

2710

6018—19

102

 

14

 

# = 7 8 6

 

 

 

 

 

2178

2688—87

102

 

14

 

# = 7 1 9

8

1387

5278

 

2904

3984—85

140

 

13

 

# = 5 6 0

 

 

 

 

 

2903

4028—27

108

 

13

 

 

 

9

1150

4425

Н е т

св .

99—97

179

 

13

 

/ / = 7 2 5

 

 

3850

 

 

 

97—95

 

 

 

 

 

 

 

 

1072

Н е т

с в .

57—59

170

 

13

 

 

 

 

 

«Родина

26»

55—57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

1158

4436

 

2410

8517—16

100

 

13

 

/ / = 6 5 3

 

1161

 

 

 

2410

7723—24

 

84

 

13

 

# = 6 5 8

 

4435

 

2261

8977—78

 

99

 

13

 

12

1386

5279

 

2708

1323—22

250

 

13

 

Я = 6 3 0

 

 

 

 

 

2708

1322—21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2250

2372—73

185

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

2250

2373—74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1123

4281

 

2314

1631—25

222

 

8

 

# = 1 0 0 5

 

 

 

 

 

2336

1568—76

239

 

9

 

# = 1 0 0 5

 

 

 

 

 

2314

1548—54

153

 

9

 

# = 7 0 0

Результаты

сравнения

средних

фотограмметрических

отметок

(полученных из многократных измерений)

с геодезическими

приве­

дены в табл . 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

оценки

точности

 

фотограмметрических

определений

были

вычислены отклонения отметок, полученных к а ж д ы м

наблюдателем

от средней Л ф с р

. Результаты сравнения даны

в табл .

13.

 

 

Если исходить из данных, приведенных в табл . 13, то средние

квадратические ошибки определения

средних

фотограмметрических

отметок

составляют

± 3

— 6 см. Отметки

контрольных

геодезиче­

ских точек определялись из геометрического

нивелирования. В

предприятии №

9 примерно

половина точек

была

з а м а р к и р о в а ­

на. Эталонные пары выбирали на равнинных участках. Учитывая все сказанное, можно принять, что средние квадратические ошиб­

ки определения и опознавания по высоте контрольных точек

сос­

тавляют

± 5 — 8 см. Следовательно, суммарные ошибки

геодези­

ческих и

фотограмметрических определений составляют

±

6 —

Пред-

і

Количе­

1

ірнятие

объектива

стереопары

ство

 

 

 

точек

4

3512

2674—75

117

 

+

11,7

6

4427

6018—19

101

 

+

21

 

 

6032—33

96

 

+ 2 3

 

 

2688—87

96

 

+ 2 2

 

 

О б щ а я

293

'.

+

22

8

5278

3984—85

136

і

+ 2 1

 

 

4028—27

107

!

+

14

 

4425

О б щ а я

243

 

+

18,5

9

95—97

80

 

+ 2 4

 

 

97—99

107

 

± 2 3

 

3850

О б щ а я

187

 

+ 2 4

 

55—57

64

 

+ 2 0

 

«Родина

57—59

86

 

± 1 8

 

26»

 

 

 

 

 

 

 

О б щ а я

150

 

+

19

10

4436

8517—16

87

 

+

11

 

 

7723—24

73

 

± 1 4

 

4435

О б щ а я

160

 

+

12

 

8977—78

98

 

+ 8 , 5

12

5279

 

1323—22

113

 

 

+ 8 , 9

 

 

1322—21

108

 

 

± 9 , 7 '

 

 

О б щ а я

 

 

 

 

 

 

(кассета

 

 

 

 

 

 

2708)

221

 

+ 9 , 3

 

 

2372— 73

118

 

+

10,2

 

 

2373— 74

104

 

± 1 0 , 4

 

 

О б щ а я

J 222

 

 

1

 

 

(кассета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2260)

.

+ 1 0 , 3 ;

Ошибки (искажения)

mh:H

6 / 1 т а х ,

 

см

1:6000

+ 5 0

1:3700

+ 6 2

1:3400

+ 6 2

1:3300

—66

1:3500

 

1:2700

+ 4 0

1:4000

+ 3 4

1:3100

 

1:3000

+ 4 0

1:3200 1

+ 3 8

1:3000

 

1:2800

+ 2 5

1:3200

+ 2 2

1:3000

 

1:6000

+ 2 8

1:4800

+ 3 0

1:5300

 

1:7700

+ 2 0

1:7100

—28

1:6500

—24

1:6800

 

1:6200

—29

1:6100

+ 2 7

1:6100

 

6 ' ' т а х : "

1:1800

1:1270

1:1270

1:1100

1:1400

1:1650

1:1800

1:1900

1:2500

1:2600'

1:2400

1:2200

1:3300

1:2200

1:2600

1:2200

1:2300

 

 

О б щ а я

443

+ 9 , 8

1:6400

 

 

 

 

для А Ф А

 

 

5

4281

1568—76

239

+ 2 4

1:4300

+ 5 9

1:1700

1631—25

222

+ 16

1:6500

+ 3 3

1:3000

 

 

 

 

О б щ а я

461

+ 2 0

1:5000

+ 3 0

 

 

 

1548—54

151

+ 1 9

1:3700

 

 

 

 

 

4—74

49

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ