Фотограмметрия Введение

Фотограмметрия - научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением геометрических характеристик объектов, таких как форма, размеры, положение в пространстве и т.д., по их изображениям.

Термин «фотограмметрия» происходит от трех греческих слов: photos – свет, gramma - запись, metrio – измерение и дословно переводится, как измерение по светозаписи или в современной интерпретации - измерение по фотоснимку.

В настоящее время в фотограмметрии применяются не только аналоговые и цифровые фотоснимки, но и изображения, получаемые с помощью радиолокационных, лазерно-локационных, рентгеновских и других съемочных систем.

Наибольшее применение фотограмметрия находит в области картографии для создания карт различного назначения, а также других документов о местности по аэро, космическим и наземным снимкам, получаемых различными съемочными системами. Помимо картографирования Земли фотограмметрия применяется для создания карт и изучения поверхности планет, их спутников и других небесных тел.

Очень широко фотограмметрические методы используются для решения различных задач в архитектуре и строительстве, промышленности, криминалистике, медицине и других областях.

Широкое применение фотограмметрии в различных областях человеческой деятельности обусловлено высокой точностью и производительностью фотограмметрических методов съемки, а также возможностью изучения, как статических объектов, так и динамических объектов и процессов.

Теория одиночного кадрового снимка Снимок как центральная проекция местности.

Если предположить, что на снимке отсутствуют искажения, вызываемые дисторсией объектива съемочной камеры, атмосферной рефракцией и другими причинами, то снимок можно рассматривать как центральную проекцию объекта на плоскость.

Совокупность проектирующих лучей, при помощи которых получен снимок, называют связкой проектирующих лучей, а точку, в которой пересекаются проектирующие лучи, центром проекции.

При центральном проектировании различают негативное (обратное) и позитивное (прямое) изображения (рис.1.1).

Рис. 1

Позитив P получают в случае, когда объект и плоскость проекции расположены по одну сторону от центра проекции S, а негатив N – в в случае когда объект и плоскость проекции расположены по разные стороны от центра проекции S.

Негатив и позитив располагаются симметрично по разные стороны от центра проекции S. Если негатив развернуть на 180^о вокруг оси, проходящей через центр проекции S параллельно плоскостям негатива и позитива, а затем развернуть вокруг оси, лежащей в плоскости позитива и перпендикулярной оси первого разворота, то все точки негатива совпадут с точками позитива. Поэтому при анализе снимка можно рассматривать как негатив, так и позитив. В дальнейшем чаще будем рассматривать позитив, который, как и негатив, будем называть снимком.

Рассмотрим некоторые элементы центральной проекции (рис.1.2).

Рис.1.2

P – плоскость снимка.

E – предметная (горизонтальная) плоскость.

S – центр проекции (точка фотографирования).

о – главная точка снимка – след пересечения плоскости снимка главным лучом. Главный луч – это луч, проходящий через центр проекции S перпендикулярно плоскости снимка.

So = f – фокусное расстояние съемочной камеры – расстояние от центра проекции до снимка вдоль главного луча.

n – точка надира – пересечение отвесной линии, проходящей через центр проекции, с плоскостью снимка.

N – проекция точки надира снимка на плоскость Е.

SN = H – высота фотографирования - высота центра проекции относительно предметной плоскости.

α_о – угол наклона снимка.

Из рис. 1.2 следует, что

.