Элементы внешнего ориентирования снимка.
К элементам внешнего ориентирования снимка (ЭВО) относятся координаты центра фотографирования Xs, Ys, Zs и угловые элементы: α – продольный угол наклона, ω – поперечный угол наклона, æ - угол разворота снимка. С их помощью связки проектирующих лучей, восстановленные в процессе внутреннего ориентирования, устанавливаются в такое пространственное положение, которое они занимали в момент фотографирования относительно системы координат местности.
Определение элементов внешнего ориентирования снимков по опорным точкам
Задача определения элементов внешнего ориентирования по опорным точкам называется обратной пространственной фотограмметрической засечкой. Для ее решения необходимы элементы внутреннего ориентирования, а также координаты опорных точек измеренные на снимке и на местности. Процесс состоит из трех этапов: внутреннего ориентирования снимка, внешнего ориентирования снимка, оценки точности решения. При внутреннем ориентировании восстанавливаются связки проектирующих лучей. При внешнем ориентировании связки лучей ориентируются относительно системы координат местности. Внешнее ориентирование выполняется по условиям коллинеарности связок проектирующих лучей в пространстве снимка и местности. Иначе говоря, добиваются совпадения направлений из центра фотографирования S на опорные точки на снимке и на местности. В результате определяются шесть ЭВО.
Рис. 3. Внешнее ориентирование снимка.
Для решения задачи необходимо иметь минимум три опорные точки, не лежащие на одной прямой. При использовании избыточного количества точек выполняется оценка точности решения. Оценка точности производится по разностям вычисленных и измеренных координат опорных точек на снимке. В программе «Фотомод» оценка точности выдается в системе координат местности. Допустимое среднее плановое смещение опорных точек не должно превышать 0.2 мм в масштабе создаваемого плана. Максимальные ошибки не должны превышать удвоенной средней квадратической ошибки.
Построение цифровых моделей рельефа.
Способы построения цифровых моделей рельефа.
Для учета влияния рельефа при трансформировании снимка используется цифровая модель рельефа (ЦМР). По определению проф. Б.К. Малявского ЦМР это цифровая информация о рельефе и правила работы с нею. Под цифровой информацией о рельефе понимается способ набора высотных отметок, а под правилами работы с этой информацией – способ интерполяции высот промежуточных точек. В формализованном выражении ЦМР представляет собой функцию, связывающую высоты точек с их плановыми координатами:
Z = φ(X,Y)
Различают регулярные, полурегулярные и структурные модели рельефа. Регулярные модели рельефа создаются путем разбивки на местности сетки квадратов, в узлах которой определяются высотные отметки. Правила работы с такой информацией предполагают билинейную интерполяцию высот промежуточных точек.
Рис. 4. Схема билинейной интерполяции высот точек.
Полурегулярная модель предполагает набор пикетов по поперечникам. Определение высот промежуточных точек выполняется также билинейным интерполированием.
Структурная модель предписывает набирать пикеты в наиболее характерных местах рельефа местности. Определение высот промежуточных точек выполняется линейной интерполяцией. Для этого необходимо построение по пикетам сети не перекрывающихся треугольников (триангуляции Делоне). Она позволяет определить допустимые направления интерполяции между пикетами. При использовании исключительно пикетов корректное построение триангуляции невозможно, поскольку в пикетной модели нет избыточной информации. Рассмотрим простой пример. На рис. 6 изображены две пары перекрывающихся треугольников, построенные на четырех высотных пикетах.
Рис. 5. Неоднозначность выбора треугольников
Единственным критерием, который используется алгоритмом Делоне, является выбор из множества перекрывающихся треугольников одного, наиболее близкого к правильному треугольнику. В данном примере обе пары треугольников отвечают критерию. Но при выборе одной пары треугольников форма рельефа будет представлять собой возвышение, а при выборе второй пары треугольников – понижение. Избыток информации о рельефе обеспечивают структурные линии, которые проводятся по линиям перегиба рельефа. Отрезки структурных линий воспринимаются алгоритмом Делоне как уже заданные стороны треугольников. Благодаря этому исчезает неоднозначность выбора треугольников. Поэтому при построении структурных моделей не ограничиваются набором пикетов, а при съемке сложных форм рельефа и искусственных сооружений добавляют структурные линии.