1. Масштаб аерофотознімка

Для ненахиленого (горизонтального) аерофото­знімка масштаб зображення обчислюється за простою формулою: 1:m = f:Н . Але ж в реальності знімок є нахиленим, і тому масштаб його змінюється при переході від однієї точки до іншої, і окрім цього залежить від напрямку лінії на знімку. Тому слід під масштабом знімка розуміти відношення нескінченно малих відрізків на знімку та на місцевості, тобто . Формула, яка дозволяє обчислити масштаб у будь-якій точці знімка та по будь-якому напрямку на знімку має такий вигляд:

, де .(1)

2. Лінійні зміщення на аерофотознімку, спричинені його нахилом

Нахил знімка спричиняє зміщення точки на знімку. Але точка нульових спотворень не зміщається. Різниця є лінійним зміщенням, спричиненим нахилом знімка. Формула , що описує залежність різниці від нахилу знімка: Для планового знімка () беручи до уваги, що_, маємо

. Аналіз формули (2) показує, що точки, які лежать на горизонталі (= 0⁰ ,180⁰) не зміщаються нахилом знімка. Натомість точки, що лежать на головній вертикалі знімка (=90°, 270°), зміщаються максимально.

3. Лінійні зміщення на аерофотознімку, спричинені рельєфом місцевості

Формули для знаходження зміщення :

Для планового знімка, вважаючи, що - мала величина, маємо:

Для горизонтального знімка ( =0) з (3) отримаємо

Аналізуючи формули можна зазначити, що чим більша висота фотографування Н , тим меншими є зміщення точок за рельєф. Щоб зменшити вплив рельєфу на лінійні зміщення, необхідно правильно підібрати положення предметної площини Е , також якщо збільшити поздовжнє та поперечне перекриття знімків, то зменшиться т.зв. радіус корисної площі знімка (r_k) і це призведе до пропорційного зменшення впливу рельєфу.

10. Стереоефект, способи його отримання.

Розглядання предмета одним оком називають монокулярним зором, а обома очима — бінокулярним зором. Якщо при бінокулярному зорі людина відчуває просторове розміщення об'єкта, його об'ємність, то такий зір називають стереоскопічним зором, а саме явище—натуральним стереоефектом.

Стереоскопічний ефект можна отримати при розгляданні двох плоских зображень (фотографій), отриманих з двох точок простору. Тоді маємо явище штучного стереоефекту. Просторове зображення, яке спостерігає людина при цьому, називається стереоскопічною моделлю. Геометрична схема отримання стереомоделі показана на рис. 1 (той, що тут 3.24)

Щоб отримати просторове зображення, необхідно виконати такі умови:

• два знімки треба отримати з двох точок простору (з базису); ця умова є обов'язковою для отримання стереозображення, придатного для подальших вимірів. Стереоефект можна отримати з двох знімків, отриманих з однієї точки, повернувши фотокамеру на деякий кут ліворуч чи праворуч, але таке стерео­зображення виміряти неможливо;

• різниця масштабів двох знімків не повинна перевищувати 16 %, якщо в стереоприладі збільшення для лівої та правої гілок оптичної системи є однаковим. Якщо в кожній гілці можна міняти збільшення, то цей відсоток різномасштабності збільшиться;

• кожне око повинно розглядати один знімок;

• при фотографуванні об'єкта конвергенція однойменних оптичних променів не повинна перевищувати 15°, що відповідає віддалі найкращого зору L = 250мм ;

• повинно бути виконане взаємне орієнтування знімків так, як це існувало під час фотографування об'єкта. У першому наближенні знімки треба розвернути в своїй площині так, щоб їх базиси розташувались на одній прямій, що з'єднує центри обох знімків, і були паралельні до очного базису.

Найпростішим приладом для отримання штучного стереоефекту є дзер­кально-лінзовий стереоскоп.

Досить цікавим є явище прямого, оберненого та нульового стереоефекту. Все залежить від того, який знімок яким оком розглядає спостерігач (рис. 2 ).

Якщо лівий знімок розглядається лівим оком, а правий - правим оком, то бачимо простір, подібний до натури: гора є горою, впадина – впадиною (прямий стереоефект). Якщо знімки поміняти місцями, то гору побачимо як впадину, а впадину – горою (обернений стереоефект). Якщо кожний зі знімків розвернути на 90° і змістити, то спостерігач побачить плоске зображення – площину (нульовий стереоефект).

11. Побудова фототріангуляційних мереж.

Створення топографічних карт чи планів, побудова цифрових моделей місцевості та інші задачі вимагають наявності густої мережі опорних точок для орієнтування кожного аерофотознімка або стереопари (моделі). В 30-х роках минулого століття фотограмметристами був розроблений метод камерального згущення опорної мережі на базі фотограмметричних побудов - фототріангуляція.

Якщо для фотограмметричних побудов використовують аерофотознімки, то маємо аерофототріангуляцію. Саме вона набула найбільшого практичного поширення. Використовуючи внутрішні фотограмметричні зв'язки, які існують між знімками одного або кількох маршрутів, будуються зі стереопар окремі геометричні моделі. На наступному етапі можна з'єднати їх між собою та отримати єдину модель маршруту або кількох маршрутів. На заключному етапі виконується "геодезична" (абсолютна) орієнтація цієї єдиної геометричної моделі у вибраній (абсолютній) системі координат.

Класифікацію способів фототріангуляції можна здійснити за кількома ознаками.

Основні види фототріангуляції наведемо у табличній формі:

№	Класифікаційна ознака	Елемент ознаки	Типи
з/п			фототріангуляції (Ф.)
1	Призначення	Топографія	Топографічна Ф.
		Інженерна справа	Нетопографічна Ф.
2	Вид знімання	Космічний знімок	Космічна Ф.
		Аерофотознімок	Аерофототріангуляція
		Фототеодолітний	Наземна Ф.
		знімок
3	Визначувані	Просторові	Просторова
	координати	координати X, Y, Z
	об'єкта	Планові координати	Планова
		X, У
		Висота Z	Висотна
4	Кількість маршрутів	Один	Маршрутна Ф.
	фотознімання об'єкта	Більше ніж один	Багатомаршрутна
			(блокова) Ф.
5	Відтворення моделей	В'язка	Ф. за методом в'язок
	об'єкта (геометрична	Модель	Ф. за методом
	суть)		моделей
6	Використання опорних	Статоскоп	Ф. з використанням
	(додаткових) даних		показів статоскопа
		Радіовисотомір	Ф. з використанням
			показів
			рад іовисотом іра
		GPS	Ф. з використанням
			даних GPS
7	Визначення	Параметри	Ф. із самокалібруванням
	параметрів	калібрування
	калібрування знімків		Ф. без самокалібрування
8	Застосування	Стереокомпаратор,	Аналітична Ф.
	вимірювальних засобів	стекометр,
		стереоанаграф
		Цифрова	Цифрова Ф.
		фотограмметрична
		станція

Стосовно наведених даних слід зазначити, що топографічна фототріангуляція набула такого широкого застосування, що створення карт чи планів немислимо без неї. Саме в цьому криється найбільша економія коштів та часу за рахунок суттєвого скорочення польових робіт. Аналогова фототриангуляція не використовується в теперішній час. Теоретичною основою цифрової та аналітичної фототріангуляції є аналітична фото­грамметрія.

Як космічна, так і аерофототріангуляція займають вагоме місце в технологіях створення картографічних матеріала. Особливу роль відіграє аерофототріангуляційна опорна мережа для побудови цифрових моделей рельєфу. Головною тепер є просторова фото­тріангуляція з визначенням всіх трьох координат Х,Y,Z для точок мережі. Планову та висотну фототріангуляцію практично не застосовують. Машрутна фототріангуляція є частковим випадком багатомаршрутної фототріангуляції і її застосовують не так часто. Побудова фототріангуляції із самокалібруванням в 1,3-3,1 разів є точнішою від фототріангуляції без самокалібрування. Та взагалі, точність побудови мережі фототріангуляції залежить від багатьох чинників, серед яких головними є геометрична та фотографічна якість фотозображення, параметри аерофотознімання, точність вимірювання знімків, кількість та розташування опорних точок, математична модель фототріангуляції тощо. Наприкінці слід сказати, що останніми роками вагому роль відіграє цифрова фототріангуляція, зокрема технологія автоматичної побудови мереж, коли вимі­рювання знімків проводить не оператор-фотограмметрист, а сам комп'ютер за допомогою програм з використанням теоретичних засад фотограмметрії.

12. Цифрові моделі об'єкта, рельєфу, місцевості.

Крім карт і планів, земну поверхню можна зобразити у вигляді цифрових моделей рельєфу. Цифровою моделлю рельєфу називають дискретне, комп'ютерне представлення об'єктів рельєфу у вигляді масиву точок з відомими їх просторовими координатами X,Y,Z  За допомогою цифрової моделі рельєфу - виконується моделювання рельєфу з урахуванням його природних характеристик і умов, а також зв'язків між об'єктами, розташованими на земній поверхні.  Цифрова модель рельєфу – це тривимірне, топографічне представлення деякого фрагмента земної поверхні. Технологією, яка дозволяє створити цифрову тривимірну модель об`єкту, представивши її набором точок з просторовим координатами є лазерне сканування.

Ця технологія полягає в використанні нових геодезичних приладів – лазерних сканерів, які вимірюють координати точок поверхні об'єкта дуже швидко порядку кількох тисяч точок в секунду.

В основі лазерного сканування лежить здатність променя лазера відбиватися від наземних об'єктів або поверхні землі. Лазерне сканування дозволяє фіксувати абсолютно всі особливості рельєфу , максимально швидко отримувати тривимірну візуалізацію навіть важкодоступних об'єктів.

Всього в геодезії використовуються два види робіт такого плану: наземне і повітряне лазерне сканування .  Основними перевагами побудови цифрової моделі рельєфу на підставі лазерного сканування місцевості є автоматизований збір та контроль якості даних, що гарантує швидке отримання результатів та їх високу якість та точність.

13. Розрахунок параметрів космічного знімання. Способи отримання перекривання знімків при космічному зніманні.

Космічне знімання земної поверхні з використанням оптико-електронних засобів здійснюється в різних масштабах і при різних положеннях оптичної осі знімальної камери. Масштаб планового космічного знімання визначається висотою польоту космічного апа­рата і величиною фокусної відстані космічної знімальної камери:

де — відстань до підсупутникової точки в момент експозиції;— знаменник масштабу знімання.

Положення оптичної осі визначає метод фотографування. Пла­нове знімання виконують при положенні оптичної осі, направленої на центр Землі. За такими знімками можна вивчати рельєф, створю­вати геологічні карти та ін.

Космічне знімання, при якому оптична вісь знімальної камери складає з вертикаллю деякий кут у називається перспектив­ним. При перспективному космічному зніманні заданий кут створюється або відхиленням оптичної осі від вертикалі, або вста­новленням космічної знімальної камери під заданим кутом до пло­щини ілюмінатора. Масштаб зображення при перспективному кос­мічному зніманні — величина змінна, яка для кожної точки визна­чається залежністю:

де — зображення відрізка на знімку;— довжина відрізка на місцевості. Дрібномасштабні знімки дозволяють робити висновки щодо характеру процесів, що протікають в атмосфері, про поши­рення хмарності та ін.

Перекриванням називають частини двох сусідніх космічних знімків із зображенням однієї і ті­єї ж ділянки місцевості. Поздовжнє перекриття Р космічних зні­мків — у напрямку польоту космічного апарата, поперечне пере­криття Q – у напрямку, перпендикулярному до напрямку польоту. Проміжок часу між моментами початку експозицій двох послідов­них кадрів при маршрутному космічному зніманні, що необхідний для отримання заданої величини поздовжнього перекриття, назива­ється інтервалом фотографування.

Відношення величини пере­криття до лінійного розміру космічного знімка у тому ж напрямку визначається коефіцієнтами перекриття Кp і Кq.

Основні геометричні знімальні параметри — висоту знімання, поздовжнє і поперечне перекриття, площу поверхні, яку знімають, — розраховують з урахуванням фотограмметричних вимог до матеріа­лів космічного знімання.

Загальна формула для визначення поздовжнього і поперечного перекривань знімків у випадку космічного знімання з колової орбіти має такий вигляд:

14. Класифікація орбіт супутників.

Нині на орбітах, в центрі яких знаходиться Земля (геоцентрич­ний орбітах), перебуває близько 2465 супутників, з яких понад 900 є активними.

Близько двох третин активних супутників використовуються для комунікацій. Навігаційні, військові супутники, супутники спо­стереження Землі та дистанційного зондування, астрофізичні та кос­мічної фізики, метеорологічні супутники становлять 5-7 % від усіх супутників.