- •Теория и технология фотограмметрической обработки материалов аэрокосмической съемки с целью создания цифровых карт и планов.
- •1. Введение.
- •2. Теоретические основы фотограмметрической обработки кадровых аэро и космических фотоснимков.
- •2.1 Системы координат снимка. Элементы внутреннего ориентирования снимка.
- •2.2 Системы координат объекта. Элементы внешнего ориентирования снимка.
- •2.3 Формулы связи координат соответственных точек снимка и местности.
- •2.4 Определение элементов внешнего ориентирования снимка по опорным точкам (обратная фотограмметрическая засечка).
- •2.5 Определение координат точек местности по стереопаре аэрофотоснимков методом прямой фотограмметрической засечки.
- •2.6 Определение координат точек местности по стереопаре снимков методом двойной обратной фотограмметрической засечки
- •2.7 Определение элементов взаимного ориентирования снимков.
- •2.8 Построение фотограмметрической модели
- •2.9 Определение элементов внешнего ориентирования модели по опорным точкам.
- •2.10 Точность определения координат точек объекта по стереопаре снимков.
- •2.11 Пространственная фототриангуляция
- •2.12 Построение и уравнивание маршрутной и блочной фототриангуляции по методу независимых моделей
- •2.13 Построение и уравнивание маршрутной и блочной фототриангуляции по методу связок
- •2 .12 Цифровое трансформирование снимков Трансформированием снимков в фотограмметрии называют процесс преобразования исходного снимка объекта в изображение объекта в заданной проекции.
- •3. Технология фотограмметрической обработки данных аэрокосмической съемки с целью получения цифровых моделей рельефа местности и ортофотопланов.
- •3.1 Подготовка необходимых материалов и исходных данных.
- •3.2 Построение и уравнивание пространственных фотограмметрических сетей
- •3.3 Построение фотограмметрической модели по стереопаре и одиночному снимку.
- •2.3.1 Построение фотограмметрической модели по аэроснимкам
- •2.3.2 Особенности фотограмметрической обработки космических кадровых снимков
- •2.3.3 Особенности фотограмметрической обработки космических сканерных изображений
- •3.4 Создание фотопланов
- •3.5 Создание цифровой модели рельефа местности (оригинала рельефа)
- •3.6 Типовые технологические схемы при фототопографических съемках
2.10 Точность определения координат точек объекта по стереопаре снимков.
Для априорной оценки точности определения координат точек местности по стереопаре аэрофотоснимков, учитывая, что углы наклона снимков не превышают 1°- 3°, а базис фотографирования практически горизонтален, используют формулы (2.29), которые имеют вид:
, (2.29)
в которых: Z – высота фотографирования; f – фокусное расстояние съемочной камеры; b – базис фотографирования в масштабе снимка; mx , my , mp – средние квадратические ошибки измерения координат и параллаксов точек снимков.
2.11 Пространственная фототриангуляция
Фототриангуляция выполняется с целью определения элементов внешнего ориентирования снимков, координат и высот точек в системе координат объекта, путем построения и внешнего ориентирования фотограмметрической модели объекта (местности) по снимкам, принадлежащим одному или нескольким перекрывающимся маршрутам.
Эти данные используются в качестве опорной и контрольной информации при выполнении процессов обработки стереопар или одиночных снимков на фотограмметрических приборах и системах.
Фототриангуляцию можно разделить на:
маршрутную, в которой построение сети фототриангуляции производится по снимкам, принадлежащим одному маршруту;
блочную, в которой сеть фототриангуляции строится из отдельных стереопар или снимков, принадлежащих нескольким маршрутам.
В качестве опорной информации для внешнего ориентирования сетей пространственной фототриангуляции используют координаты опорных точек, координаты центров проекции и угловые элементы внешнего ориентирования снимков, определенные с помощью инерциальных и GPS систем.
В настоящее время построение сетей пространственной фототриангуляции осуществляется, в основном, на цифровых стереофотограмметрических системах двумя основными методами: методом независимых моделей и методом связок.
2.12 Построение и уравнивание маршрутной и блочной фототриангуляции по методу независимых моделей
В этом методе построение и уравнивание сетей маршрутной и блочной фототриангуляции производят в два этапа.
Сначала по всем смежным (соседним) снимкам в каждом маршруте строятся фотограмметрические модели, а затем определяют элементы внешнего ориентирования каждой модели и координаты точек сети в системе координат объекта.
Определение элементов внешнего ориентирования фотограмметрических моделей в системе координат объекта производят следующим образом.
Для каждой связующей точки (находящейся в зоне тройного перекрытия снимков или в межмаршрутном перекрытии) измеренной в двух моделях и центра проекции общего для двух смежных моделей снимка составляют уравнения:
в которых координаты точки в і и ј моделях в системе координат объекта определяют по формулам :
а Xмi,Yмi, Zмi и Xмj, Yмj, Zмj – координаты точки в системах координат i и j моделях.
Для каждой опорной точки, измеренной на модели, составляются уравнения:
Е сли при аэрофотосъемке с помощью системы GPS определялись координаты центров проекций снимков Xsk,Ysk,Zsk в системе координат объекта, то для каждого центра проекции составляются уравнения:
В уравнениях Xskмi,Yskмi,Zskмi – координаты центра проекции k-го снимка в системе координат i-ой модели.
Уравнения поправок соответствующие уравнениям (2.30) имеют вид:
а уравнения поправок соответствующие уравнениям (2.31) и (2.32) имеют следующий вид:
В результате решения полученной системы уравнений поправок по методу наименьших квадратов находят уравненные значения элементов внешнего ориентирования всех моделей в системе координат объекта.
Необходимо отметить, что если при аэрофотосъемке были определены с помощью системы GPS координаты центров проекций снимков, то можно построить и уравнять блочную сеть без использования опорных точек на земной поверхности. При построении и уравнивании маршрутной сети необходима, по крайней мере, одна опорная точка.
Это связано с тем, что центры проекции, являющиеся в данном случае опорными точками расположены практически на одной прямой.
По определенным значениям элементов внешнего ориентирования моделей определяют координаты точек сети центров проекции снимков в системе координат объекта:
Для точек сети и центров проекций снимков, координаты которых были определены по нескольким моделям, в качестве окончательного значения берутся средние значения этих координат.
Значения угловых элементов внешнего ориентирования снимков определяют в два этапа.
Сначала находят матрицу преобразования координат снимка по формуле:
(2.34)
В формуле (2.34):
- матрица преобразования координат, определяющая угловую ориентацию системы координат снимка Sxyz относительно системы координат модели OMYMXMZM, элементы которой являются функцией угловых элементов взаимного ориентирования i - го снимка.
- матрица преобразования координат, определяющая угловую ориентацию системы координат модели OMYMXMZM относительно системы координат объекта OYXZ, элементы которой являются функцией угловых элементов внешнего ориентирования модели ;
По значениям элементов матрицы А вычисляют значения угловых элементов внешнего ориентирования снимка:
. (2.35)