Главная страница

Методические указания по дисциплине Фотограмметрия и дешифрирование снимков предназначены для студентов специальности 020501 Картография


Скачать 453.19 Kb.
НазваниеМетодические указания по дисциплине Фотограмметрия и дешифрирование снимков предназначены для студентов специальности 020501 Картография
Дата14.03.2018
Размер453.19 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файла290913.docx
ТипМетодические указания
#38460
страница2 из 7
1   2   3   4   5   6   7

Смещение точек и искажение направлений, вызванное наклоном снимка. Смещение точек и направлений на снимке, вызванное рельефом местности.



Раздел 3. Создание фотопланов и фотосхем

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-о технических средствах, используемых при трансформировании;

-о методике трансформирования аэрофотоснимков;

-о технологии создания фотоплана и фотосхемы.

знать:

-сущность трансформирования;

-способы и точность трансформирования;

-назначение и применение фотоплана и фотосхемы.

уметь:

-выполнять графическое и аналитическое трансформирование;

-выполнять монтаж и корректуру фотосхемы.
Тема 3.1 Цель, принцип и способы трансформирования

Цель трансформирования, принцип и способы. Геометрические и оптические условия трансформирования.
Тема 3.2 Технические средства для трансформирования

Приборы для трансформирования. Основные технические характеристики фототрансформаторов.
Тема 3.3 Трансформирование аэрофотоснимков

Сущность фотомеханического трансформирования. Ортофототрансформирование. Назначение и области применения цифрового трансформирования снимков. Цифровое трансформирования.
Тема 3.4 Создание фотоплана и фотосхемы

Общие сведения о фотопланах и фотосхемах. Классификация фотопланов. Технологическая схема создания фотопланов. Краткая характеристика процессов. Допуски. Фотосхема. Назначение и применение. Технологическая схема изготовления. Создание цифровых фотопланов.
Раздел 4. Дешифрирование снимков

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-о роли и значении дешифрирования при создании и обновлении топографических карт и планов.

знать:

-сущность дешифрирования снимков;

-виды, методы и способы дешифрирования;

-дешифровочные признаки изображений объектов местности;

-параметры аэрофотосъемки, влияющие на результаты дешифрирования;

-об эталонах дешифрирования;

-этапы выполнения работа по дешифрированию.

уметь:

-пользоваться эталонами дешифрирования;

-составлять описание дешифровочных признаков изображений объектов местности;

-выполнять топографическое дешифрирование аэрофотоснимков;

-выполнять дешифрирование космических снимков.
Тема 4.1 Общие сведения о дешифрировании

Понятие дешифрирования. Виды и методы дешифрирования их краткая характеристика. Дешифровочные признаки. Дешифрирование по эталонам. Приборы для дешифрирования фотоизображений.
Тема 4.2 Топографическое дешифрирование снимков

Цель топографического дешифрирования снимков. Полевое и камеральное дешифрирование – достоинства и недостатки. Организация камерального дешифрирования снимков. Порядок работ при камеральном дешифрировании снимков. Материалы, используемые при дешифрировании снимков. Результаты дешифрирования снимков.



Тема 4.3 Понятие о дешифрировании космических снимков

Свойства космических снимков. Области применения космических снимков. Использование дополнительных материалов при дешифрировании космических снимков. Роль дешифровочных признаков при дешифрировании космических снимков. Технические средства, применяемые для дешифрирования космических снимков.


Раздел 5. Основы стереозрения

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-о стереоэффекте и условиях его получения;

-о стереопаре аэрофотоснимков и ее применении;

-об основных элементах стереопары.

знать:

-виды стереоэффекта и способы его получения;

-о стереомодели местности и ее измерении;

уметь:

-получать стереоэффект;

-выполнять рисовку рельефа под стереоскопом и ЛЗС;

-выполнять измерения на стереокомпараторе.
Тема 5.1 Стереопара аэрофотоснимков и стереомодель

Стереоскопическая пара снимков и области ее применения. Понятие стереомодели и ее масштаб. Способы и методы определения координат точки по аэрофотоснимкам. Основные элементы стереопары снимков.
Тема 5.2 Координаты и параллаксы точек стереопары

Координаты точек стереопары. Параллаксы точек стереопары. Свойства параллаксов на идеальной стереопаре фотоснимков. Геометрический смысл продольного параллакса.
Тема 5.3 Элементы взаимного ориентирования стереопары

Общее понятие об элементах взаимного ориентирования стереопары. Первая система элементов. Вторая система элементов. Понятие о двойной обратной пространственной фотограмметрической засечке.
Тема 5.4 Фотограмметрическая модель местности

Глаз человека - сложное и совершенное оптическое устройство. Понятие о монокулярном и бинокулярном зрении. Острота стереоскопического зрения. Стереоскопический эффект, простейшие стереоприборы. Способы получения стереоэффекта. Особенности измерения цифровых снимков. Механизм корреляции изображений.
Раздел 6. Создание и обновление топографических карт по аэрофотоснимкам

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-о технологии стереотопографической съемки;

-о назначении и классификации универсальных приборов;

-о создании и обновлении топографических карт и планов.

знать:

-технологическую схему стереотопографического метода съемки;

-классификацию приборов, предназначенных для составления карт и планов по фотоснимкам;

- технологическую схему фотограмметрической обработки стереопары.

уметь:

-выполнять измерения на универсальных фотограмметрических приборах;

-выполнять обработку аэрокосмических снимков на цифровых фотограмметрических станциях.
Тема 6.1Стереотопографическая съемка. Технологическая схема

Сущность метода стереотопографической съемки. Дифференцированный, универсальный и цифровые методы обработки пары снимков. Технологические процессы стереотопографического метода при аналоговой и цифровой обработке снимков.
Тема 6.2 Назначение и классификация универсальных приборов

Предназначение универсальных приборов. Классификация приборов по способу построения пространственной засечки. Классификация приборов по точности.


Тема 6.3 Аналоговые, аналитические и цифровые приборы

Оптические универсальные аналоговые стереоприборы. Универсальные приборы механического типа. Понятие об универсальных стереоприборах аналитического типа. Особенности основных отечественных фотограмметрических станций.



Тема 6.4 Создание топографических карт на стереоприборах. Основные процессы.

Технологическая схема фотограмметрической обработки стереопары. Съёмка контуров по модели объекта. Съёмка рельефа по модели объекта. Сводка с соседними трапециями.
Тема 6.5 Обновление топографических карт по аэрофотоснимкам

Причины старения топографических карт и планов. Периодичность обновления карт и планов. Способы обновления. Технологическая схема обновления карт по фотоснимкам. Особенности обновления карт по космическим снимкам.
Раздел 7. Фототриангуляция

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-о классификации пространственной фототриангуляции;

-о методах построения фототриангуляции.

знать:

- сущность способа частично зависимых моделей;

- сущность способа независимых моделей;

- способ связок.

уметь:

-пользоваться стереоприборами и системами;

-выполнять обработку аэрокосмических снимков на стереоприборах и системах.
Тема 7.1 Назначение и классификация пространственной фототриангуляции

Назначение и цель фототриангуляции. Сущность фототриангуляции. Виды фототриангуляции. Классификация фототриангуляции в зависимости от применяемых технических средств.
Тема 7.2 Аналитическая пространственная фототриангуляция

Рабочий проект фототриангуляции. Построение фототриангуляции способом частично зависимых моделей. Сущность способа независимых моделей. Построение фототриангуляции способом связок. Понятие о блочной фототриангуляции. Деформация модели и точность построения фотограмметрической сети.
Тема 7.3 Понятие о цифровой модели местности

Назначение цифровых моделей рельефа и область их применения. Ручной и автоматический режим построения ЦМР. Алгоритмы построения ЦМР. Регулярная, адаптивная, гладкая и оптимизация – варианты построения ЦМР в модуле DTM (программа PHOTOMOD).
Раздел 8. Создание топографических карт по наземным снимкам

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-об особенностях выполнения наземной стереофототопографической съемки.

знать:

- сущность выполнения съемки с использованием фототеодолитов, цифровых камер и лазерных сканирующих съемочных систем;

- сущность камеральных работ при выполнении наземной съемки.

уметь:

-пользоваться оборудованием для наземной съемки;

-выполнять обработку наземных снимков на ЦФС.
Тема 8.1 Общая характеристика метода

Области применения наземной стереофототопографической съемки. Фотокамеры, используемые при наземной съемке. Фототеодолиты, универсальные фотограмметрические камеры и стереофотограмметрические камеры. Применение цифровых фотокамер и лазерных сканирующих съемочных систем при наземной съемке.
Тема 8.2 Создание топографических карт по наземным фотоснимкам

Полевые работы при наземной стереофототопографической съемке. Расчеты, выполняемые при работах. Рекогносцировка местности. Геодезические измерения. Фотографирование. Фотолабораторные работы. Дешифрирование. Камеральные работы.
Раздел 9. Понятие о космической съемке

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-об особенностях космической съемки;

-о видах космических траекторий;

-об особенностях фотограмметрической обработки космических снимков.

знать:

- сущность выполнения космической съемки;

- сущность получения космических снимков;

- сущность фотограмметрической обработки космических снимков.

уметь:

-уметь обрабатывать космические снимки.
Тема 9.1 Общие сведения о космической съемке

Особенности космической съемки. Влияние вращения планеты на выдерживание продольного и поперечного перекрытия снимков. Виды космических траекторий. Ориентация космической оси съемочной системы в пространстве. Особенности фотограмметрической обработки космических снимков. Особенности обработки панорамных снимков. Принцип радиолокационной съемки.
Раздел 10. Автоматизация фотограмметрических работ

В результате изучения раздела студент должен:

иметь представление:

-о получении цифровых моделей топографических карт и планов;

-об основных направлениях автоматизации фотограмметрических работ.

знать:

- сущность автоматизации основных процессов обработки снимков;

- сущность автоматизированной обработки снимков при наземной стереофотограмметрической съемке.

уметь:

-привязывать космические снимки, определять масштаб снимка, производить дешифрирование.
Тема 10.1 Автоматизация основных процессов создания карт

Получение цифровых моделей топографический карт и планов. Автоматическая регистрация измерений снимков и программная поддержка построения цифровой модели на ПЭВМ. Автоматизированная обработка снимков при наземной стереофотограмметрической съемке.
ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Краснощекова И.А., Нормандская О.Б., Кислова A.M., Кислов В.В. Фотограмметрия. - М.: Недра, 1978.

  2. Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. – М., МИИГАИК, 2008.

  3. Михайлов А.П. «Курс лекций по фотограмметрии». – М., МИИГАИК.

  4. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов. – М.: ЦНИИГАиК, 2002.

  5. Лобанов А.Н., Буров М.И., Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. - М.: Недра, 1987.

  6. Фельдман М.И., Фостиков А.А. Фотограмметрия. - М., Недра, 1993.

  7. Аковецкий В.И. Дешифрирование снимков. - М.: Недра, 1983.

  8. Фельдман М.И., Макаренко К.И., Денисюк Б.Д. Лабораторный практикум по фотограмметрии и стереофотограмметрии. - М.: Недра, 1989.

  9. Буров М.И., Краснопевцев Б.В., Михайлов А.П. Практикум по фотограмметрии. - М.: Недра, 1987.

  10. Обиралов А.И. и др. Практикум по фотограмметрии и дешифрированию снимков. - М.: Недра, 1990.

  11. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании топографических карт и планов. - М.: Недра, 1974.

  12. Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания топографических карт и планов. - М.: Недра, 1982.

  13. Сердюков В.М. Фотограмметрия. - М.: Высшая школа, 1983.

  14. Руководство по дешифрированию снимков при топографической съемке и обновление карт, масштабов 1 : 2 000 и 1 : 5 000. - М.: ЦНИИГАиК, 1980.

  15. Инструкция по дешифрированию аэрофотоснимков и фотопланов в масштабах 1:10 000 и 1 : 25 000 для целей землеустройства, государственного учета и земельного кадастра. - М.: ВИСХАГИ, 1978.

  16. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5 000 - 1:500. - М.: Недра, 1985.

  17. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:10000 - 1:25000.— М.: Недра, 1982.

  18. Руководство по обновлению топографических карт. - М.: Недра, 1978.


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
Введение

Литература: /1/, гл.1, §§1-3
Фотограмметрия – научная дисциплина, изучающая способы определения форм, размеров, пространственного положения и степени изменения во времени различных объектов, по результатам измерений их фотографических изображений.

Предметы изучения фотограмметрии это геометрические и физические свойства снимков, способы их получения и использования для определения количественных и качественных характеристик сфотографированных объектов, а также приборы и программные продукты, применяемые в процессе обработки.

В настоящее время в фотограмметрии выделяют три направления исследований. В первом изучаются и развиваются методы картографирования земной поверхности по снимкам. Второе связано с решением прикладных задач в различных областях науки и техники. В третьем развиваются технологии получения информации об объектах Земли, Луны и планет солнечной системы с помощью аппаратуры, установленной на космических летательных аппаратах. Задачи и методы последнего из указанных направлений существенно отличаются от первых двух.

Фототопография решает задачу создания топографических карт и планов и построения цифровых моделей местности с использованием материалов фотосъемки. Она является разделом фотограмметрии. Комплекс процессов, выполняемых для создания по снимкам топографических карт и планов, называется фототопографической съемкой.

Фотограмметрия применяется главным образом для составления топографических карт и планов. Однако в настоящее время она находит все более широкое применение при решении различных прикладных задач. Для какой бы цели не применялась фотограмметрия, основные принципы ее остаются теми же самыми. Фотограмметрическое оборудование, используемое, прежде всего, в картографических целях, можно применить и в других областях науки и техники (для изысканий и проектирования различного рода линейных сооружений, в строительстве при определении качества строительства, в геологоразведочных работах, в геофизике, в архитектуре, в горном деле, в географических исследованиях, в медицине и хирургии, в военном деле и т.д.).

В процессе решения нетопографических задач часто достаточно иметь топографический план с фотопланом, или фотодокументы пониженной точности, цифровую модель участка местности, построенную по измерениям снимков или только измеренные по снимкам координаты точек изучаемого объекта.
Вопросы для самоконтроля

  1. Что изучает фотограмметрия?

  2. Какие направления исследований выделяют в фотограмметрии?

  3. Какую задачу решает фототопография?

  4. В каких областях науки и техники применяется фотограмметрия?

  5. Для каких целей достаточно иметь план с пониженной точностью?


Раздел 1. Топографическая аэрофотосъемка

Литература: /1/, гл.II, §§4-9; гл.XII, §§96, 99, 104, 105; гл.XIV, §§119-122
Тема 1.1 Аэрофотосъемочные самолеты

Перемещения летательного аппарата в атмосфере – полет – определяется различными силами, характер которых зависит от соотношения веса аппарата и воздуха в соответствующем объеме, направления перепада на элементах его конструкции и других условий в зависимости от используемого принципа полета.

Известны следующие три принципа полета носителей разведывательной аппаратуры в атмосфере:  аэростатический,  аэродинамический,  реактивный.

Основными носителями аэрофотоаппаратуры для топографической аэрофотосъемки являются самолеты. Объединенные общим - аэродинамическим принципом создания подъемной силы, возникающей при поступательном движении несущей поверхности, самолеты существенно различаются своей конструкцией. Особенности схемы самолета определяются его назначением, от которого зависят его размеры, форма, летно-технические данные, характер бортового оборудования и т.д.

Самолеты, предназначенные для воздушного фотографирования местности относят к аэрофотосъемочным самолетам.

Выбор типа самолета для воздушного фотографирования определяется целью и условиями топографической аэрофотосъемки: ландшафтом, характеристиками аэродрома базирования, удаленностью объектов съемки и др.

К аэрофотосъемочным самолетам относится многоцелевой самолет Ан-2, применяемый, как правило, для крупномасштабных съемок небольших участков местности. Переоборудованный вариант двухмоторного самолета Ил-14 – аэрофотосъемочный самолет Ил-14фкМ - длительное время являлся основным носителем фотоаппаратуры для аэросъемок в средних и мелких масштабах. С 1974 года большинство аэрофотосъемочных работ в топографических целях выполняется с помощью аэрофотосъемочного самолета Ан-30, разработанного на базе пассажирских самолетов Ан-24 и Ан-26, созданных под руководством генерального конструктора О. К. Антонова.

Основные летно-технические данные аэрофотосъемочных самолетов

Показатели

Тип самолета


Ан-2

Ил-14фкМ

Ан-30

Практический потолок, м

Крейсерская скорость, км/ч

Максим. допустимая скорость гориз. полета, км/ч

Миним. допустимая скорость гориз. полета, км/ч

Максим. продолжительность полета, ч

Разбег при взлете, м

Пробег при посадке, м

Взлетный вес, кг

4500

180 - 210

256
100
7

160

215

5250

6500

280 - 350

415
175
8

650

500

17500

8000

450 - 480

490
240
7

500

660

23000

Основными тактическими пилотируемыми носителями разведывательной аппаратуры в настоящее время являются:

оперативно-тактический самолет-разведчик СУ-24 мр.

оперативный разведчик-бомбардировщик МИГ-25 рб.

Беспилотным летательным аппаратом называют аппарат, предназначенный для полетов в атмосфере Земли или в космическом пространстве, не имеющий экипажа и управляемый автоматически при помощи бортовых устройств или, на расстоянии, с командного пункта.

За годы, прошедших с начала космической эры - запуска первого в мире советского искусственного спутника Земли, тысячи рукотворных объектов выведены на околоземные и инопланетные орбиты.

Искусственным спутником Земли считается любой космический летательный аппарат (КЛА) после завершения им в свободном полете по околоземной орбите одного витка.

Космическим кораблем (КК) называется летательный аппарат, предназначенный для полета людей в космос (пилотируемый КК) или доставки грузов на орбитальные станции (транспортный КК).

Орбитальной станцией называется пилотируемый или автоматический космический аппарат, функционирующий на орбите искусственного спутника небесного тела (Земли, Луны и т.д.) длительное время.
Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое полет?

  2. Назовите принципы полета носителей аппаратуры в атмосфере.

  3. Что является основными носителями аэрофотоаппаратуры для топографической аэрофотосъемки?

  4. Чем определяется выбор типа самолета для воздушного фотографирования?

  5. Какие аэрофотосъемочные самолетам Вы знаете?

  6. Назовите основные летно-технические данные аэрофотосъемочных самолетов.

  7. Какие основные тактические пилотируемые носителя разведывательной аппаратуры Вы знаете?

  8. Что такое искусственный спутник Земли?

  9. Что такое космический корабль?

  10. Что такое орбитальная станция?


Тема 1.2 Аэрофотоаппарат и аэрофотоустановка

Аэрофотоаппарат (АФА) служит для получения аэрофотоснимков земной поверхности. Он представляет собой сложную фотографическую систему, отфокусированную на бесконечность и работающую автоматически в сложных условиях вибраций, толчков и перегрузок.

АФА, применяемые при аэрофотосъёмке, классифицируются по целевому назначению, принципу действия, размерам аэроснимка, величине фокусного расстояния и типу используемых фотоматериалов. По целевому назначению они подразделяются на топографические и нетопографические. Схема устройства АФА показана на рис. 1

13

15

14

7

2

3

4

10

1

6

9

5

8

12

11

Рис. 1


S2

S1
Он имеет фотокамеру 1 и кассету 2, как правило, съемную.

Фотокамера состоит из корпуса 5, объективного блока 6 и прикладной рамки 7, к которой в момент экспонирования должен прижиматься эмульсионный слой фотоматериала. В нижней части объективного блока вмонтирован объектив 8. Расстояние от задней узловой точки S2 объектива до плоскости прикладной рамки 7 постоянно и равно фокусному расстоянию АФА. Между компонентами объектива установлены диафрагма 9 и центральный многодисковый затвор. Конструкции затворов рассчитаны на диапазон выдержек от 1/50 до 1/1000 сек. и меньше.

Для надежного выравнивания аэрофотопленки в плоскость прикладной рамки устанавливается выравнивающие плоскопараллельное стекло 10. На нем выгравированы координатные метки, контрольные линии или координатная сетка в виде крестов, с промежутками в 1 или 2 см. В нижней части фотокамеры под объективом устанавливается защитное стекло 11, а между защитным стеклом и объективом – светофильтры 12.

Для топографической аэрофотосъёмки с летательного аппарата кроме АФА используется аэрофотоустановка  4 (рис. 1), оптический визир и командный прибор 3.

Аэрофотоустановка (АФУ) служит для крепления АФА к носителю съёмочной аппаратуры. Командный прибор (КП) служит для дистанционного управления работой фотокамеры. С его помощью устанавливается интервал между экспозициями, выдержка затвора, ведётся счёт кадров.

Для ослабления при аэрофотосъёмке влияния дымки АФА снабжаются светофильтрами ЖС-18, ЖС-16, ОС-14, ОС-12 и КС-14. Их применение приводит к увеличению выдержки и уменьшению в связи с этим исходного контраста некоторых природных объектов. Большинство аэрофотосъёмок производится на чёрно-белые изопанхроматические плёнки различных типов.

Статоскоп представляет собой дифференциальный жидкостной барометр, измеряющий изменение давления воздуха, при изменении высоты полёта.

Радиовысотомер (РВ) служит для определения высот точек фотографирования относительно земной поверхности.

Радиодальномерная станция (РДС) используется для определения плановых геодезических координат центров проекций аэрофотоснимков.

В последние годы в аэрофототопографии все более широко применяют спутниковые методы определения координат, как точек полевой подготовки, так и точек фотографирования.
Вопросы для самоконтроля

  1. Предназначение АФА.

  2. Как классифицируются АФА?

  3. Нарисуйте устройства АФА.

  4. Поясните назначение основных узлов АФА.

  5. Для чего предназначено АФУ?

  6. Для чего применяются светофильтры?

  7. Предназначение статоскопа.

  8. Предназначение радиовысотомера.

  9. Для чего используется радиодальномерная станция?


Тема 1.3 Объектив АФА и его основные характеристики

Изображение в фотокамере строится на плоскости (пленке или пластинке со светочувствительным слоем, или ПЗС матрице) с помощью объектива, представляющего собой сложную оптическую систему собирательных и рассеивающих линз, центры кривизны сферических поверхностей которых расположены на одной прямой линии, называемой главной оптической осью.

Законы геометрической оптики позволяют сложную оптическую систему идеального объектива заменить упрощенной моделью (линзой), сечение которой плоскостью, проходящей через главную оптическую ось, показано на рис. 2.

На нем: R1 и R2 – передняя и задняя поверхности объектива; S1 и S2 – его передняя и задняя узловые точки; F1 и F2 – передний и задний главные фокусы; H1 и H2 – главные плоскости объектива (они проходят через точки S1 и S2 перпендикулярно главной оптической оси).

Передняя узловая точка S1 относится к пространству предметов местности и является точкой фотографирования. Задняя узловая точка S2 относится к пространству изображения и является центром проекции. Узловые точки обладают тем свойством, что любой луч, вошедший в переднюю узловую точку, выйдя из задней узловой точки, не меняет направления. Такие лучи называются центральными.

Главным фокусом объектива (линзы) называется точка схода лучей идущих от бесконечно удаленного предмета, параллельно главной оптической оси. Их два. Плоскости, проходящие через главные фокусы перпендикулярно к главной оптической оси, называются фокальными плоскостями.

Рис 2 Построение изображения объективом


R1 R2

S1

S2

F1

F2

H1 H2

A

a

P1

P2

f

d2

d1


Изображение любой точки, например, А, фотографируемого объекта местности строится следующим образом. Луч идущий параллельно главной оптической оси, преломляется на главной задней плоскости H2 и проходит через задний фокус F2. Луч, проходящий через передний фокус F1, после преломления на передней главной плоскости H1 пойдет параллельно оптической оси. В соответствии с законами геометрической оптики центральный луч AS входит в переднюю узловую точку S1 под углом к оптической оси и выходит из задней узловой точки S2 под тем же углом к ней. В результате таких построений все три луча пересекутся в точке a на плоскости P1. При этом для точек A и a будет выполняться условие оптического сопряжения



(

где d1 – расстояние от плоскости H2 до плоскости изображения P1; d2 – расстояние от плоскости H1 до точки фотографируемого объекта; f – фокусное расстояние объектива (рис. 2).

Говорят, что объектив, изображенный на рисунке строит действительное, уменьшенное и перевернутое (обратное) изображение рассматриваемого объекта.

Фотографические объективы характеризуются фокусным расстоянием, относительным отверстием, глубиной резкости, углами поля зрения и изображения, разрешающей способностью и аберрациями.

Относительное отверстие характеризует количество света, которое может проходить через объектив, или способность объектива передавать изображение на фотопленку или фотопластинку с определенной степенью яркости.

Способность объектива давать изображение большей или меньшей яркости (т.е. создавать большую или меньшую освещенность светочувствительного слоя) называется светосилой.

Глубиной резкости (глубиной изображения) называется способность объектива передавать одинаково резко изображения предметов, находящихся на различных от него расстояниях.

Разрешающая способность объектива характеризует его возможность воспроизводить раздельно в оптическом изображении мелкие объекты.

Каждому объективу присущи оптические недостатки: сферическая аберрация, кома, хроматическая аберрация, дисторсия, астигматизм, кривизна поля зрения.

Фотографические материалы (фотоматериалы) классифицируют:

по назначению (аэрофотопленки, фототехнические пленки и др.);

по цвету получаемого фотографического изображения (черно-белые, спектрозональные и цветные);

по строению (фотопленки, фотопластинки, фотобумага).

В настоящее время цифровые изображения (снимки) в основном получают либо при фотографировании объектов цифровыми камерами, либо путем сканирования их фотографических изображений. И в том и в другом случаях изображение, сформированное посредством объектива, попадает не на пленку, а на светочувствительный сенсор (матрицу). Свет улавливается множеством крошечных элементов сенсора (пикселов), каждый их которых формирует электрический заряд, в соответствии с количеством попавшего на него света, а затем заряд преобразуется в код и запоминается в цифровой форме.

В наземной фототопографической съемке фотографирование местности выполняют фототеодолитами. При решении прикладных задач используются также инженерные и стереофотограмметрические камеры, а иногда любительские фотоаппараты, стереокамеры и кинотеодолиты.

Вопросы для самоконтроля

  1. С помощью чего строиться изображение?

  2. Изобразите построение изображения объективом.

  3. Назовите основные точки и линии при построении изображения объективом.

  4. Поясните построение изображения объективом.

  5. Какое изображение строит объектив?

  6. Чем характеризуются объективы?

  7. Что характеризует относительное отверстие?

  8. Что такое светосила?

  9. Что такое глубина резкости?

  10. Что такое разрешающая способность объектива?

  11. Классификация фотографических материалов.

  12. Как получают цифровые изображения?

  13. Чем выполняют фотографирование местности при наземной съемке?


Тема 1.4 Аэрофотосъемочные работы

При аэрофототопографической съемке снимки местности получают путем ее фотографирования. Называют этот этап летносъемочным процессом или аэрофотосъемкой (АФС), осуществляют - с самолёта или другого летательного аппарата. Цель – получение не только фотоснимков, удовлетворяющих заранее поставленным требованиям, но и показаний спецприборов, характеризующих их положение в момент экспонирования. В наземной фототопографической съемке фотографируют фототеодолитом, который устанавливается на штативе.

АФС можно классифицировать по количеству и расположению аэрофотоснимков (одинарная, маршрутная и площадная), положению оптической оси аэрофотоаппарата (плановая и перспективная) и масштабу фотографирования (крупномасштабная - 1: 10 000 и крупнее, среднемасштабная и мелкомасштабная - 1: 35 000 и мельче).

В соответствии с договором на выполнение аэросъемочных работ должны быть определены:

  • Масштабы аэрофотосъемки и составляемого плана.

  • Тип и фокусное расстояние АФА.

  • Необходимость применения специальных приборов (статоскопа, радиовысотомера и др.). Отметим, что в настоящее время не вызывает сомнений необходимость применения при аэрофотосъемке и привязке снимков спутниковых систем.

  • Сроки производства аэрофотосъемки и сдачи продукции.

  • Состояние местности.

После фотографирования участка местности полученные материалы изучают и оценивают. При этом проверяют:

  • полноту и качество аэрофотосъемочных работ;

  • соответствие фотографического и фотограмметрического качества материалов требованиям нормативно-технических документов и дополнительным условиям, предусмотренным в договоре на выполнение съемок;

  • полноту паспортных данных использованных съемочных систем (элементы внутреннего ориентирования, дисторсия объектива и др.) и соответствие фактических параметров съемочных камер проектным значениям;

  • обеспеченность снимками картографируемой территории, ее границ (одновременно составляется схема расположения снимков, подлежащих фотограмметрической обработке, по их номерам);

  • наличие, полноту и качество дополнительной бортовой информации (координат центров проектирования снимков, полученных из спутниковых определений, данных инерциальной системы и др.).


Вопросы для самоконтроля

  1. Как называется процесс получения аэрофотоснимков?

  2. Цель аэрофотосъемки.

  3. Классификация АФС.

  4. Что должно определяться перед началом АФС?

  5. Какие материалы оценивают после производства АФС?



Раздел 2. Теория перспективы и анализ аэрофотоснимка

Литература: /1/, гл.III, §§10-16, гл.IV, §§22-27

Тема 2.1 Центральная и ортогональная проекции

Изображение предмета на плоскости, построенное по определенным правилам, называется проекцией предмета. Процесс построения проекции называется проектированием. Существует несколько видов проекций, наиболее распространенными из которых являются ортогональная и центральная. Центральной проекцией называется проекция, которая строится при помощи лучей, выходящих из одной точки или пересекающихся в одной точке. Ортогональная проекция строится при помощи перпендикуляров, опускаемых из точек предмета на плоскость.

Отличие между ортогональной (горизонтальной) и центральной проекциями видно на рис. 3. Точки местности A, B, C и D изображаются на плоскости Р в центральной проекции в точках a, b, c, d, а в ортогональной проекции – в точках ao, bo, co, do. При перемещении плоскости проекции в положение Р" взаимное положение точек ao, bo, co, построенных в ортогональной проекции, не нарушится. В то же время точки a, b, c, построенные в центральной проекции, свое взаимное положение изменят.

Понятно, что для составления плана участка местности по его изображению на снимке необходимо перспективное изображение преобразовать в ортогональное. Но переносом центра проектирования в бесконечность такое преобразование практически не осуществить. Поэтому необходимо найти косвенные пути решения задачи.

S

D

C

B

A

a

d

c

b

P

P"

a

b

c

d

a'0

b'0

c'0

d'0

a0

b0

c0

d0

Рис. 3

Представление об элементах центральной проекции дает рис. 4, на котором изображены:
S

I

o

c

n

t

t

hc

hc

W

hi

hi

/2



T

P

V

V

v

Рис. 4. Элементы центральной проекции



  • Плоскость Т, в которой располагаются проектируемые точки местности, называется плоскостью основания (плоскостью предмета).

  • Плоскость Р, куда проектируются эти точки, называется плоскостью изображения (картины) или плоскостью снимка. Предполагается, что плоскости Т и Р бесконечны и ограничение их линиями является условным.

  • Двухгранный угол  между плоскостями снимка и основания – это угол наклона снимка. Он произволен, но если равен нулю, то снимок считается горизонтальным.

  • S – центр проекции.

  • Проектирующий луч Sо, перпендикулярный к плоскости снимка, называется главным лучом. Он должен совпадать с главной оптической осью фотокамеры, но в точности это не выполняется.

  • Точка о пересечения главного луча с плоскостью снимка называется главной точкой, а расстояние Sо - его фокусным расстоянием f. Оно должно быть равно фокусному расстоянию фотокамеры.

  • Точка n пересечения отвесного проектирующего луча, с плоскостью снимка называется точкой надира. Она является изображением точки N местности, которая в момент фотографирования находилась на одной отвесной линии (на линии перпендикулярной основанию) с передней узловой точкой объектива фотокамеры.

  • Вертикальная плоскость W, проходящая через точки S, о, n называется плоскостью главного вертикала.

  • След vv плоскости W на снимке это его главная вертикаль, а след VV плоскости W на основании называется линией направления съемки.

  • Горизонтальный проектирующий луч SI, лежащий в плоскости главного вертикала W , пересекает плоскость снимка в главной точке схода I.

  • Точка с пересечения биссектрисы угла Sоn () с плоскостью снимка называется точкой нулевых искажений. Точки I, o, c и n снимка располагаются на его главной вертикали.

  • Линии hh, лежащие в плоскости P и перпендикулярные к главной вертикали, есть горизонтали снимка. Причем, htht – линия основания. Это линия пересечения плоскости снимка с плоскостью основания; hchc - линия неискаженного масштаба – горизонталь, проходящая через точку нулевых искажений c; hoho – главная горизонталь, она проходит через главную точку снимка о; hihi – линия действительного (истинного) горизонта – линия пересечения снимка и горизонтальной плоскости (плоскости действительного горизонта), проходящей через центр проекции S.


Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое проекция?

  2. Назовите виды проекций.

  3. Покажите отличие центральной и ортогональной hgjtrwbb на чертеже.

  4. Назовите основные плоскости центральной проекции.

  5. Назовите основные линии центральной проекции

  6. Назовите основные точки центральной проекции.


Тема 2.2 Элементы ориентирования аэрофотоснимка

Для установления связей между точками объекта и их фотографическими изображениями используются пространственные и плоские системы координат. Если картографируемый участок захватывает больше, чем 1 зону может использоваться геоцентрическая система координат (рис.5).
90°

Z'г

Z''г

Y'г

Y''г

X''г

X'г

X'0

Y'0

H
1   2   3   4   5   6   7


написать администратору сайта