45 Элементы ориентирования одиночного снимка

Различают элементы внутреннего и внешнего ориентирования снимка.

Элементы внутреннего ориентирования определяют положение центра проекции S относительно снимка. Ими являются коорди¬наты главной точки (х0) у0) в системе координат снимка и фокус¬ное расстояние / объектива АФА (рис. 7.5). Эти элементы почти всегда известны с высокой точностью и записаны в паспорте

АФА. Например, /= 100,020 мм; XQ = -0,012 мм; у0 = +0,023 мм.

Элементы внутреннего ориентирования формируют связку проектирующих лучей. Ее положение в пространстве определяют элементы внешнего ориентирования снимка. Их шесть. Это три ли¬нейных элемента — геодезические координаты центра проекции

S\XS\YS\ZS 1 и три угловых элемента (рис. 7.6):

а — продольный угол наклона снимка (угол между осью Z и проекцией главного луча на плоскость XZ);

со — поперечный угол наклона снимка (угол между главным лу¬чом и проекцией главного луча на плоскость XZ);

к — угол поворота снимка (угол на снимке между осью у и сле¬дом сечения плоскости снимка с плоскостью, построенной на главном луче и оси У).

Следует заметить, что для всех снимков, полученных данным АФА, элементы внутреннего ориентирования можно считать посто¬янными известными величинами. Однако элементы внешнего ори¬ентирования у каждого снимка свои и, как правило, неизвестны

46 Аналитическое трансформирование снимков

Конечная цель фотограмметрической обработки снимков — преобразование их в заданную картографическую проекцию местности. В Российской Федерации, как известно, такой про¬екцией является проекция Гаусса—Крюгера. Преобразование снимков в проекцию Гаусса—Крюгера требует выполнения очень громоздких вычислений. При крупномасштабном картог¬рафировании проекция Гаусса—Крюгера часто заменяется близкой к ней по геометрическим свойствам ортогональной проекцией.

В фотограмметрии под трансформированием понимают преоб¬разование аэро- или космических снимков, полученных в боль¬шинстве случаев в центральной проекции, в ортогональную или какую-либо иную картографическую проекцию.

Суть аналитического трансформирования заключается в преоб¬разовании координат точек снимка в координаты соответствую¬щих точек местности с использованием строгих математических зависимостей.

Три пространственные геодезические координаты точки мест-ХА YA ZA j связаны с плоскими координатами точки а снимка {х, у) с помощью элементов ориентирования снимка. Формулы (7.1) называют формулами связи координат точек снимка и местности. В этих формулах угловые элементы внешнего ориентирования снимка содержатся в коэффициентах а\,а2,...,с2с3. Эти коэффициенты называют направляющими косинусами, и они являются сложными тригонометрическими функциями угловых элементов внешнего ориентирования снимка: а, со, к.

Для горизонтального снимка, у которого угловые элементы внешнего ориентирования равны нулю (а = со = к = 0), а\ = Ь2=: = с3 = 1. Остальные направляющие косинусы равны нулю.

Если девять элементов ориентирования снимка (х$, yo,f, Xsг, Yj, Zj, а, со, к) известны, то можно вычислить геодезические координаты (Xsг, Yj) ТОЧКИ местности, измерив плоские прямоу¬гольные координаты (х, у) ее изображения на снимке. Задачу по определению геодезических координат точки мест¬ности по измеренным координатам ее изображения на снимке на¬зывают прямой фотограмметрической засечкой.

В правых частях уравнений (7.2) помимо элементов ориентиро-

(

у р Г* \

XQtyQ,f,Xs,Ys,Zs) и неявном {а\, а2;..-;

с2; с3) виде, а также измеренных координат (х, у) точки снимка со¬держится высотная координата z\ точки местности. Присвоив ей некоторое значение Z?, можно определить плановые координаты Х\, У^ точки местности, но невозможно вычислить все три гео¬дезические координаты ХТА, Y\, ZA точки местности, используя одиночный снимок.

Для решения прямой фотограмметрической засечки существу¬ет несколько способов задания высотной координаты точки мест¬ности:

определением по имеющимся планам с горизонталями при отождествлении на них интересующей точки местности;

присвоением всем точкам одинаковой высоты, равной средней высоте снимаемой местности;

с использованием цифровой модели рельефа.

Точность определения плановых геодезических координат ХТА, YTA точки местности зависит от точности задания ее высотной коорди¬наты ZTA.