28. Системы координат применяемые в наземной фотограмметрии. Основные случаи съемки.

В качестве системы координат снимка в наземной фотограмметрии, так же как и в аэрофотограмметрии, применяется система координат, задаваемая координатными метками o’xyz (рис. .1а) для снимков полученных фотокамерой и задаваемая столбцами и строками матрицыизображенияo’xyz (рис. .1б), полученного цифровой камерой.

Ось х этой системы (для фотокамер) проходит через координатные метки 1-2. Началом системы координат является точка о’, получаемая в результате пересечения оси х с линией проведенной через координатные метки 3 и 4. Ось y лежит в плоскости снимка Р и перпендикулярна оси х. Ось z дополняет систему до правой.

Для снимков полученных с помощью цифровой камеры система координат снимка задается следующим образом. Начало системы координато’ совпадает с пикселем, расположенным в левом нижнем углу матрицы изображения, ось x совпадает с соответствующей строкой, а ось y– с соответствующим столбцом этой матрицы (рис. 1б). Ось zдополняет систему до правой.

Любая точка снимка, например m, имеет в этой системе координат координаты m(х,у,z=0). Центр проекции S имеет в этой системе координаты S ( x=x_0, y=y_0, z=f ).

f-фокусное расстояние снимка, а х₀и у₀ – координаты главной точки снимка-o.

а)

б)

Для восстановления связки проектирующих лучей, сформировавших снимок в системе координат снимка o’xyz, необходимо для каждой точки снимка определить координаты вектора в этой системе координат по измеренным на снимке координатам точки m.

( .1).

Из выражения ( .1) следует, что для восстановления связки проектирующих лучей, необходимо измерить координаты точки и знать значения координат центра проекции S в системе координат снимка f , х₀ , y₀, которые являются постоянными для данного снимка и называются элементами внутреннего ориентирования снимка.

Более широко в фотограмметрии используют систему координат снимка Sxyz, началом которой является центр проекции S, а оси координат параллельны соответствующим осям системы координат o’xyz.

Так как система координат Sxyz параллельна системе координат o’xyz, то, как известно из аналитической геометрии, координаты векторов в обеих системах координат равны, то есть координаты вектора в системе координат Sxyz определяется выражением (.1).

Используя данную систему координат снимка можно применить весь математический аппарат, разработанный для фотограмметрической обработки аэроснимков. В зависимости от значений угловых элементов внешнего ориентирования снимков , ,  различают различные случаи наземной съемки:

1. Общий случай съемки.

Углы наклона снимков могут принимать произвольные значения (от 0^o до 360^o). На рис. 5.7 показан пример возможной съемки для получения модели пространственного объекта.

Рис. 5.7

2. Нормальный случай съемки.

В этом случае оптические оси камер параллельны между собой и перпендикулярны базису фотографирования (рис.5.8 или рис.5.9). При этом угловые элементы внешнего ориентирования снимков имеют следующие значения:

₁ ₂ 0^o

₁₂90^o

₁₁ 0^o

Рис. 5.8

3. Равноотклоненный случай съемки.

Оптические оси камер параллельны между собой и отклонены от перпендикуляра к базису на некоторый угол (рис.5.10). Угловые элементы внешнего ориентирования снимков имеют следующие значения:

₁ ₂ 

₁₂90^o

₁₁ 0^o

Рис. 5.10

Этот случай съемки используется для увеличения площади съемки с одного базиса фотографирования. Как правило с одного базиса получают три стереопары.

4. Равнонаклонный случай съемки.

Оптические оси камер параллельны между собой и наклонены относительно горизонтальной плоскости на некоторый угол  (рис.5.11). Угловые элементы внешнего ориентирования снимков имеют следующие значения:

 ₁ ₂ 0^o

₁₂

₁₁ 0^o

Этот случай съемки применяется когда надо снять высокий объект (например, многоэтажное здание).

Рис. 5.11

\

5. Конвергентный случай съемки.

О птические оси камер не параллельны между собой, а повернуты одна относительно другой на некоторый угол , который называется углом конвергентности (рис.5.12). Это позволяет повысить точность определения координат точек объекта за счет увеличения базиса фотографирования и угла засечки. Если угол конвергенции превышает 16^o, то теряется стереоскопическое восприятие снимков. В этом случае возможны только монокулярные измерения. Поэтому данный случай съемки, как правило, применяется для получения координат маркированных на объекте точек.

Рис. 5.12