- •Кафедра инженерной геодезии
- •(Конспект лекций 6семестр)
- •1. 2 Фототопография и фототопографические съемки.
- •1. 3 Прикладная фотограмметрия.
- •1. 4 История развития фотограмметрии.
- •2. Оптические и геометрические основы фотограмметрии.
- •2.1 Построение изображения в фотокамере.
- •2.2. Характеристика фотографических объективов.
- •2.3. Характеристика фотографических материалов.
- •2.4 Принцип получения цифровых снимков
- •2.5 Центральная проекция снимка и ортогональная проекция плана.
- •2.6 Элементы и свойства центральной проекции.
- •2.7 Получение снимков местности.
- •2.8 Технические средства аэро и наземной фотосъемки.
- •2.8.1 Летательные аппараты
- •2.8.2 Аэрофотоаппараты
- •2.8.3 Вспомогательное аэрофотосъёмочное оборудование.
- •2.8.4 Оборудование для фотографирования с земли
- •2.8.5 Основные характеристики фотограмметрических цифровых камер
- •3. Аналитические основы одиночного снимка
- •3.1. Системы координат точек местности и снимка.
- •3.2. Элементы ориентирования снимка.
- •3.3. Зависимость между пространственными и плоскими координатами точки снимка.
- •3.4. Зависимость между координатами точки местности и снимка
- •3.5. Зависимость между координатами точки горизонтального и наклонного снимков.
- •3.6. Масштаб снимка.
- •3.7. Смещение точек и Искажение направлений, вызванное наклоном снимка.
- •3.8. Смещение точек и направлений на снимке, вызванное рельефом местности.
- •3.9. Определение элементов внешнего ориентирования снимка
- •4. Теория пары снимков.
- •4.1 Стереоскопическая пара снимков и элементы ее ориентирования
- •4.2 Зависимость между координитами точки местности и координатами ее изображения на паре снимков
- •4.3 Элементы взаимного ориентирования пары снимков
- •4.4 Уравнение взаимного ориентирования пары снимков
- •4.5 Определение элементов взаимного ориентирования
- •4.6 Построение модели с преобразованием связок проектирующих лучей
- •4.7 Внешнее ориентирование модели
- •4.8 Двойная обратная пространственная фотограмметрическая засечка
- •4.9 Особенности теории наземной фотограмметрии
- •4.9.1 Основные виды наземной стереофотограмметрической съемки
- •5 Стереоскопическое зрение, измерение снимков и модели.
- •5.1 Основы стереоскопического зрения.
- •5.2 Стереоскопический эффект, простейшие стереоприборы.
- •5. 3 Особенности измерения цифровых снимков
- •5. 3.1 Средства измерений
- •5.3.2 Принципы измерений (Михайлов)
- •5.3.3 Механизм корреляции изображений
- •5.3.4 Внутреннее ориентирование снимка в системе координат цифрового изображения (Михайлов)
- •5.4 Физические источники ошибок снимка
- •6. Технологии фототопографических съемок
- •6.1 Основные технологические схемы
- •6.2 Стереотопографический метод афс
- •6.2.1 Технологически схемы
- •6.2.2 Летносъемочный процесс
- •6.2.3 Трансформирование снимков и составление фотоплана
- •6.2.3.1 Общие положения
- •6.2.3.2 Перспективное трансформирование
- •6.2.4 Составление фотоплана
- •6.2.5 Понятие о привязке снимков.
- •6.2.6 Фототриангуляция
- •6.2.6.1 Основные понятия
- •6.2.6.2 Аналитическая маршрутная фототриангуляциа
- •6.2.6.3 Понятие о блочной фототриангуляции
- •6.2.6.4 Деформация модели и точность построения фотограмметрической сети
- •6.2.7 Понятие о топографическом дешифрировании снимков
- •6.2.8 Технологии, основанные на стереообработке фотоснимков
- •6.2.8.1 Классификация универсальных аналоговых стереоприборов
- •6.2.8.2 Оптические универсальные аналоговые стереоприборы
- •6.2.8.3 Универсальные приборы механического типа
- •6.2.8.4 Составление планов на спр
- •6.2.8.5 Другие приборы механического типа
- •6.2.8.6 Ортофототрансформирование
- •6.2.8.7 Автоматизация обработки снимков на фотограмметрическом оборудовании
- •6.2.8.8 Понятие об универсальных стереоприборах аналитического типа
- •6.2.9 Особенности цифрового трансформирования и составления фотоплана (Михайлов а.П.)
- •6.2.9.1 Назначение и области применения цифрового трансформирования снимков
- •6.2.9.2 Создание цифровых фотопланов (Михайлов)
- •6.2.9.3 Точности цифровых трансформированных фотоснимков и фотопланов
- •6.2.10 Основные сведения о векторизации
- •6.2.11 Построение цифровых моделей
- •6.2.12 Особенности основных отечественных фотограмметрических станций
- •6.2.12.1 Пакет photmod sp
- •6.2.12.2 Пакет photmod at
- •6.2.12.3 Талка
- •6.3 Комбинированный метод афс
- •6.4 Особенности аэрофототопографической съемки карьеров
- •7 Понятие о дистанционном зондировании.
6.2.12.2 Пакет photmod at
Программный модуль PHOTOMOD AT служит для выполнения комплекса работ по построению и уравниванию маршрутных и блочных сетей пространственной фототриангуляции. Этот модуль может быть использован как автономная система или в качестве составной части цифровой фотограмметрической системы PHOTOMOD.
При использовании модуля PHOTOMOD AT» в составе системы PHOTOMOD конечной целью работ по построению и уравниванию сетей фототриангуляции является определение значений элементов внешнего ориентирования снимков, которые используются при последующей фотограмметрической обработке стереопар снимков в программных модулях DTM и StereoDraw. В этом случае при построении сети фототриангуляции нет необходимости выбирать связующие точки на изображениях четких контуров местности, так как идентификация соответственных изображений связующих точек на всех перекрывающихся снимках производится автоматически с помощью коррелятора или интерактивно стереоскопически.
Если фототриангуляция выполняется для определения координат и высот точек, используемых как опорные при последующей фотограмметрической обработке одиночных и стереопар снимков, то эти точки необходимо выбирать на изображениях четких контуров местности.
Программный модуль PHOTOMOD AT состоит из 2-х блоков: Менеджер проектов и Фототриангуляция.
Диалоговое окно Менеджера проектов имеет 2 закладки: Проекты; Камеры.
Диалоговое окно проектов содержит список проектов, созданных на данной станции с указанием уникального имени и даты создания. Список проектов можно сортировать по имени или дате создания нажатием на соответствующий заголовок.
Закладка Камеры предназначена для создания и редактирования каталога съемочных камер.
Основные этапы фототриангуляции:
Формирование блока.
Внутреннее ориентирование.
Создание каталога опорных точек.
Измерение опорных точек на снимках.
Ввод межмаршрутных связей и измерение точек сети.
Ввода связующих точек на перекрывающихся снимках соседних маршрутов (Межмаршрутные связи).
Измерение точек сети.
Работа со схемой сети.
Построение и уравнивание сети фототриангуляции.
Таким образом, в рамках стереотопографической съемки использование программного модуля PHOTOMOD AT связано с этапом камерального сгущения съемочного обоснования.
6.2.12.3 Талка
Программный комплекс «Талка» разработан в лаборатории №22 ИПУ РАН и в настоящее время существует несколько его версий. Он предназначен для создания цифровых фотопланов, ортофотопланов и фотосхем, а также ЦМР и векторных контуров объектов с использованием космических и аэрофотосъемочных материалов. Комплекс обеспечивает:
- Работу в местной системе координат или в проекции Гаусса-Крюгера в соглашениях 1942 года.
- Ввод маршрутной схемы с указанием направления залета, взаимного расположения аэроснимков, приближенного значения продольного и поперечного перекрытия в процентах, координат центров фотографирования
- Ввод стандартной таблицы дисторсии объектива АФА, таблицы крестов или положения координатных меток и других параметров внутреннего ориентирования фотоснимков. Расчет ошибок снимка с учетом всех этих данных и с использованием результатов расчета внутреннего ориентирования во всех дальнейших вычислениях.
- Просмотр фотоснимков с одновременным выводом на экран любого их количества, создание технического проекта, создание репродукции накидного монтажа и увеличение фрагментов фотоснимков.
- Расстановку опорных и контрольных точек с выводом координат планово-высотной подготовки.
- Ручную и автоматическую расстановку определяемых точек по зонам, контрольный пробег по точкам с выводом на экран абрисов точек в заданном увеличении, автоматическую идентификацию точек разных фотоснимков.
- Возможность объявления любых фотоснимков стереопарой.
-Построение стереоконтуров по стереомодели с экспортом в DXF формат в заданной системе координат после проведения блочной фототриангуляции.
- Автоматическое построение ЦМР по стереопаре с учетом введенных оператором стереоточек, проверку и исправление построенной ЦМР.
- Развитие аналитической блочной фототриангуляции с учетом данных взаимного ориентирования каждой стереопары, уравниванием всей модели и с внешним ее ориентированием.
- Создание единой ЦМР в указанной оператором области с взаимной сводкой ЦМР, полученных по стереопарам;
- Построение горизонталей с рисовкой утолщенных горизонталей, разрядкой горизонталей на крутых склонах, построением бергштрихов и надписей в автоматическом режиме.
- Расчет смещения точек фотоснимка из-за влияния рельефа с использованием построенной единой ЦМР, аналитическое трансформирование снимков в цифровом виде с учетом смещения точек из-за влияния рельефа, наклона оптической оси, ошибок снимков, усадки на опорные точки.
-Создание мозаичных ортофотопланов по серии снимков с идеальным совмещением всех трансформационных точек снимков, фотометрическим выравниванием фона изображений, созданием зарамочного оформления по существующим стандартам, рисовкой горизонталей.
- Средства стереонаблюдений – стереоочки типа «3DMAX» или «3DBIS» на станции – в случае обработки снимков с построением ЦМР по стереомодели.
Выходной продукцией технологии являются: цифровые модели рельефа местности, контура объектов DXF, горизонтали в DXF, цифровые фотопланы и фотосхемы, цифровые ортофотопланы, твердые копии фотопланов с зарамочным оформлением.
При работе с программой «Талка» оператору следует различать две системы координат - входную и выходную. Для каждого обрабатываемого проекта понятие входной и выходной систем координат фиксированы.
Кроме того, в программе имеется понятие внутренней (топоцентрической) системы, в которой ведутся все расчеты. Эта система упомянута только для прояснения ситуации, пересчеты из входной во внутреннюю систему и затем в выходную систему ведутся автоматически.
Входной системой координат в данной версии программы является либо местная система координат, либо система координат в проекции Гаусса-Крюгера с разбиением территории России на шестиградусные зоны. Эту систему называют еще системой координат 1942 года или, для краткости, «Пулково 1942», как, например, в известной программе «Mapinfo». В случае местной системы поверхность считается плоской и никаких исправлений за кривизну Земли не вводится, она же является и выходной системой координат проекта.
В случае использования системы координат Гаусса-Крюгера (1942 г.) все расчеты производятся в топоцентрической (внутренней) системе координат. Затем их последовательно пересчетывают, сначала в геодезическую, затем в геоцентрическую и, наконец, в топоцентрическую систему. Тем самым учитывается кривизна земной поверхности. Внутренняя система координат никак не отображается на экране, иными словами, оператор может не знать о ее существовании. Центр топоцентрической внутренней системы помещается в центр указанного оператором листа карты миллионного масштаба. Этот лист указывается при задании так называемой выходной системы координат.
Выходная система координат задается как номер одной из шестиградусных зон и первая буква номенклатуры листа миллионного масштаба. Таким образом, входные данные могут принадлежать двум (и даже более) зонам, в то время как выходные - обязательно одной из них.
Известно, что этот программный продукт был опробован при решении производственных задач, и продемонстрировал хорошие результаты. В частности, при составлении планов масштаба 1:500 по аэрофотоснимкам масштаба 1:10000, расхождение в расстояниях между точками на ортофотопланах (с учетом масштаба) и соответствующими точками на местности не превышали 10см. Кроме того, очень хороший результат был получен при составлении планов по аэрофотоснимкам, когда внешнее ориентирование модели производилось не по опознакам, а по координатам точек фотографирования полученным из GPS-определений в процессе летносъемочных работ. Выводы:
1. Программный продукт «Талка» является уже сейчас хорошей альтернативой действующим технологиям, в частности комбинированному методу в его теперешнем варианте.
2. С использованием в производственном процессе цифровых технологий легко сочетать приемы стереотопографической съемки с особенностями комбинированной даже в рамках одного планшета, производя рисовку рельефа открытых и полуоткрытых участков на компьютере при различной степени увеличения изображения. Замечено, что процесс нанесение горизонталей при обработке стереомодели залесенной местности выполняется значительно проще, если это делать при обратном стереоэффекте.
В связи с изменением технологии обработки снимков, нормативную документацию придется пересматривать.
6.2.12.4 ЦФС (Digitals/Delta)
Станция позволяет:
Производить сбор данных как в стерео, так и моно режиме.
Использовать для сбора растровые файлы аэрокосмических снимков центральной и панорамной проекций и сканированных карт и планов любого размера.
Передавать собираемые данные в другие системы и использовать программы в качестве навигационного инструмента совместно с GPS-приёмниками.
Автоматически восстанавливать рельеф для ортофото.
Использовать редактор условных знаков с поддержкой всех типов условных знаков.
Синхронно изменять смежные объекты при редактировании.
Форматировать вывод параметров и поддерживать различных единиц измерения.
Осуществлять быстрый поиск объектов по любой совокупности их параметров.
Выполнять автоматическое построения полигонов из "лапши".
Производить привязку к объектам, текстовых, графических и прочих файлов.
Сохранять карты в файле со сжатием.
Выполнять распаевку земельных участков с учетом качества земель.
Имеет интерфейс с портативными GPS-приемниками для использования в навигационных целях.