9. Элементы внутреннего и внешнего ориентирования аэрокосмоснимка.

Для составления картографических материалов и выполнения некоторых других работ необходимо знать положение каждой изобразившейся на снимке точки в системе геодезических координат. Для этого нужно установить положение снимка в плоскости и пространстве в момент съемки.Элементы внутреннего ориентирования - величины, определяющие положение центра проекции относительно плоскости аэроснимка. Это фокусное расстояние f и координаты х0, у0 главной точки аэроснимка о' в системе оху, которые определяют при калибровке съемочной камеры, заносят в ее технический паспорт и исп для восстановления связки проектирующих лучей, существовавших во время съемки. Элементы внешнего ориентирования - величины, определяющие положение плоскости аэроснимка в момент фотографирования относительно системы кординат местности. В фотограмметрии исп 3 таких системы, различающиеся выбором секущей плоскости и системой отсчета углов. Во всех трех системах по 6 элементов внешнего ориентирования (3 линейных (Хs, Ys, Zs) - определяют пространственное положение центра фотографирования S относительно фотограмметрической системы координат местности OXYZ. 3 угловых, тк определяют положение плоскости снимка относительно той же фотограмметрической координатной системы, или, иначе, взаимное положение двух промежуточных координатных систем SXYZ и Sxyz).

10. Аэрокосмосъемочное оборудование.

Говоря о современных цифровых топографических аэрофотоаппаратах можно предложить базовый набор критериев оценки их производительности и качества (табл. 1).

Набор пользовательских критериев оценки производительности и кач цифровых АФА

Фотографич	динамический диапазон, интенсивность шумов, качество цветопередачи
Фотограмметрич	стабильность параметров внутреннего ориентирования, достижимая точность выполнения фототриангуляции
Производительность	по кол-ву инф - в мегабайтах/ сек; по площади территории - в км /час
Технологичность	возможность адаптации традиционных технологич процессов, наличие квалифицированного персонала

Опираясь на «пользовательский» подход можно предложить следующие критерии сравнения цифровых топографических аэрофотоаппаратов:

1.Способ формирования кадра.

2.Общие и частные фотографические и фотограмметрические свойства.

3. Весогабаритные характеристики.

В основном все имеющиеся сегодня (особенно широкоформатные) цифровые аэрофотоаппараты характеризуются некоторым набором общих свойств:

1. Использование CCD (ПЗС в русской транскрипции) приемников излучения, матричного или линейного типа.

1. Синтезированный кадр (для широкоформатных аэрофотоаппаратов). Т.е. результирующий кадр системы формируется из набора субкадров, соответствующих отдельным CCD матрицам (линейкам) приемников.

2. GPS/INS поддержка. Т.е. пространственные линейные и угловые координаты системы координат аэрофотоаппарата (элементы внешнего ориентирования) определяются с использованием средств инерциальной навигации и систем спутникового геопозиционирования GPS и (или) ГЛОНАСС.

3. Широкий динамический диапазон 12-14 бит.

4. Наличие компенсации сдвига изображения в течение времени экспозиции («смаз»). Для обозначения этого свойства в англоязычной литературе укрепился термин FMC - Forward Motion Compensation.

5. Использование гиростабилизации для подержания планового положения аппарата в процессе съемки.

Вместе с тем современные цифровые аэрофотоаппараты различаются по целому ряду параметров. Укажем главные:

1. Геометрия приемника - матрица CCD или линейка CCD.

1. Метод синтеза кадра.

2. Способ компенсации «смаза» - механический или электронный.

Первые два указанных различия носят концептуальный характер и в значительной степени определят «идеологию» как самих аэрофотоаппаратов, так и методик их использования.

В таблице 2 представлен один из возможных подходов к классификации цифровых аэрофотоаппаратов, когда в качестве основного критерия используется размер выходного кадра (аэрофотоснимка):

Классификация цифровых АФА по размеру результирующего кадр

Класс аэрофотоаппарата	Размер результирующего кадра
Малоформатны	до 16
Среднеформатн	16-64
Широкоформат	более 64

Данный метод классификации весьма условный, но несмотря на свою ограниченность, является весьма распространенным. Кроме этого, он пригоден только по отношению к кадровым системам. Однако по традиции линейные фотографические сканеры (Leica ADS-40, Jena-Optronik JAS-150) принято относить к широкоформатным аэрофотоаппаратам.

Малоформатные камеры активно использовались для аэросъемочных целей до конца 90-х годов прошлого столетия такие как Rollei d507 metricKodak (DCS5 Pro 14n). Сейчас их роль весьма ограничена. Среднеформатные цифровые метрические камеры сегодня являются основным инструментом получения цифровых геопространственных данных с авиационных носителей. Точная статистика отсутствует, но можно с сказать, что сегодня в мире используются сотни таких камер. Главным доводом в пользу камер этого типа является их «умеренная» ценовая ниша, компактность, малое энергопотребление и возможность быстрой адаптации к существующим носителям. Такие камеры управляются с использованием обычных персональных компьютеров, которые часто используются и как средства накопления аэрофотоснимков (рис. 1)

Rollei AIC modular LS

Hasselblad (H2)

Applanix DSS

Рис.1. Среднеформатные цифровые топографические камеры.

Главные технологические ограничения среднеформатных цифровых фотоаппаратов (в смысле их аэрофотосъемочного использования):

1. Используется только один матричный CCD приемник (это ограничивает размер результирующего кадра).

2. Режим компенсации сдвига изображения в среднеформатных камерах не используется, что накладывает определенные ограничения при выборе условий проведения аэрофотосъемочных работ (высоты, скорости, длительности экспозиции).

Модели цифровых широкоформатных аэрофотоаппараов представлены на рисунке 2, а в таблице 3 показаны их основные характеристики.

Рис. 2. Крупноформатные цифровые топографические камеры Leica (DSW700) VEXCEL (UltraCamX)

Основные параметры крупноформатных камер.

Параметр	DMC, INTERGRAPH	DSW 700, LEICA	DIMAC SYSTEMS
Тип	кадровый	Линейный и кадровый	кадровый (модульный)
Размер кадра, пикселей	7680х13824	4000x2700	от 4080x5440 до 8080x10800 (зависими от кол-ва модулей)
Фокусное расстояние, мм	120/25	80/120	на заказ
Минимальный интервал съемки, секунд	от 2.1	от 1.2 мкс на линию сканирования	2
Компенсация «смаза»	есть	есть	есть, пьезомеханическая
Сенсор	CCD матрицы	CCD линейки	CCD матрица в каждом модуле