Методические указания по дисциплине Фотограмметрия и дешифрирование снимков предназначены для студентов специальности 020501 Картография
 Скачать 453.19 Kb.
|
Оптические универсальные аналоговые стереоприборы. В таких приборах, различного класса точности и разной конструкции, связка лучей восстанавливается, и пространственная модель строится оптическим способом (Рис. 25).А S1 S2 S2 К Ео Е Е1 Е2 а1 а2 1 2 Рис. 25 В нашей стране широкое распространение на производстве получили двойной проектор и мультиплекс. Основными частями проектора являются штанга 1, кронштейны 2, на которых крепятся проектирующие камеры, и планшет, где устанавливается действительная марка с экраном E. Точки S1 иS2 (задние узловые точки объективов камер) являются центрами проекций. Через них проходят проектирующие лучи Aa1 и Aa2. Камеры можно перемещать вдоль трех взаимно перпендикулярных направляющих, наклонять на углы , и и поворачивать в своей плоскости на угол . Указанные движения обеспечивают построение модели. Универсальные приборы механического типа. Приборам механического типа конструкторы отдавали предпочтение. В них засечка осуществляется с помощью одной, а иногда двух пар рычагов или линеек. В нашей стране выпускались и были широко распространены на производстве стереопроектор Романовского (СПР), стереограф Дробышева (СД) и его модификация стереограф цниигаик (сц). Понятие об универсальных стереоприборах аналитического типа. Создание аналитических универсальных стереоприборов связано, прежде всего, с успехами в развитии электронно-вычислительной техники. Это фактически фотограмметрический комплекс, основными частями которого являются: высокоточный прибор для измерения снимков (то есть той или иной конструкции стереокомпаратор), управляющая ПЭВМ, графопостроитель, программное обеспечение и различные сервисные устройства. Основные процессы при обработке снимков: - Загрузка исходных данных в ПЭВМ и установка снимков на каретках снимкодержателей; - Внутреннее ориентирование, которое сводится к выполнению измерений на координатных метках или на крестах, если впечатана сетка. Результат – параметры, позволяющие пересчитывать фиксируемые в процессе измерений отсчеты в фотокоординаты; - Взаимное ориентированиек снимков. Оно заключается в измерении координат не менее чем на 5 соответственных точках. На самом деле точек берут больше, и их расположение не обязательно должно быть стандартным. Результат – элементы взаимного ориентирования, используемые для вычисления смещений снимков, осуществляемых приводными двигателями. Если ориентирование выполнено корректно, то поперечный параллакс будет отсутствовать при наведении на любую пару соответственных точек (то есть будет построена модель); - Внешнее ориентирование модели состоит в измерении координат опознаков и вычислении матрицы преобразования. Важной характеристикой качества построенной модели и результатов внешнего ориентирования являются остаточный поперечный параллакс и невязки на опознаках. - Измерение модели и составление плана начинают после согласования систем координат модели и основы распложенной на столе графопостроителя. Особенности основных отечественных фотограмметрических станций. Пакет PHOTMOD. PHOTMOD это название программного обеспечение для персональных компьютеров по цифровой обработки снимков, которое было разработано, постоянно совершенствуется и внедряется компанией Ракурс (Москва). Компания была основана в 1993 году, и в настоящее время ее продукция успешно эксплуатируется на многих предприятиях России, странах СНГ и дальнего зарубежья. Последняя версия PHOTMOD 5.0 обеспечивает:
Программный комплекс «Талка» разработан в лаборатории РАН и в настоящее время существует несколько его версий. Он предназначен для создания цифровых фотопланов, ортофотопланов и фотосхем, а также ЦМР и векторных контуров объектов с использованием космических и аэрофотосъемочных материалов. Комплекс обеспечивает: - Работу в местной системе координат или в проекции Гаусса-Крюгера в соглашениях 1942 года. - Ввод маршрутной схемы с указанием направления залета, взаимного расположения аэроснимков, приближенного значения продольного и поперечного перекрытия в процентах, координат центров фотографирования - Ввод стандартной таблицы дисторсии объектива АФА, таблицы крестов или положения координатных меток и других параметров внутреннего ориентирования фотоснимков. Расчет ошибок снимка с учетом всех этих данных и с использованием результатов расчета внутреннего ориентирования во всех дальнейших вычислениях. - Просмотр фотоснимков с одновременным выводом на экран любого их количества, создание технического проекта, создание репродукции накидного монтажа и увеличение фрагментов фотоснимков. - Расстановку опорных и контрольных точек с выводом координат планово-высотной подготовки. - Ручную и автоматическую расстановку определяемых точек по зонам, контрольный пробег по точкам с выводом на экран абрисов точек в заданном увеличении, автоматическую идентификацию точек разных фотоснимков. - Возможность объявления любых фотоснимков стереопарой. -Построение стереоконтуров по стереомодели с экспортом в DXF формат в заданной системе координат после проведения блочной фототриангуляции. - Автоматическое построение ЦМР по стереопаре с учетом введенных оператором стереоточек, проверку и исправление построенной ЦМР. - Развитие аналитической блочной фототриангуляции с учетом данных взаимного ориентирования каждой стереопары, уравниванием всей модели и с внешним ее ориентированием. - Создание единой ЦМР в указанной оператором области с взаимной сводкой ЦМР, полученных по стереопарам; - Построение горизонталей с рисовкой утолщенных горизонталей, разрядкой горизонталей на крутых склонах, построением бергштрихов и надписей в автоматическом режиме. - Расчет смещения точек фотоснимка из-за влияния рельефа с использованием построенной единой ЦМР, аналитическое трансформирование снимков в цифровом виде с учетом смещения точек из-за влияния рельефа, наклона оптической оси, ошибок снимков, усадки на опорные точки. -Создание мозаичных ортофотопланов по серии снимков с идеальным совмещением всех трансформационных точек снимков, фотометрическим выравниванием фона изображений, созданием зарамочного оформления по существующим стандартам, рисовкой горизонталей. - Средства стереонаблюдений – стереоочки типа «3DMAX» или «3DBIS» на станции – в случае обработки снимков с построением ЦМР по стереомодели. Вопросы для самоконтроля
Тема 6.4 Создание топографических карт на стереоприборах. Основные процессы На разных ЦФС и стереоприборах (АФП) программы обработки снимков варьируются и, соответственно, имеются свои особенности построения и ориентирования модели, съёмки рельефа и контуров. Однако, в целом, работа выполняется одинаково, поэтому можно дать обобщённое описание порядка работы. На рис. 26 приве дена технологическая схема из укрупнённых процессов фотограмметрической обработки стереопары. Процессы: подготовительные работы, внутреннее и взаимное ориентиро вание снимков, внешнее ориентирование модели, оператор-фотограмметрист должен выполнять как можно быстрее, т.к. чем быстрее эти процессы будут выполнены, тем быстрее можно будет приступить к съёмке рельефа и контуров, и тем выше будет производительность труда. Подготовительные работы включают получение и изучение исходных материалов, а также подготовку прибора к работе. Исходными материалами являются: 1.материалы наземной, аэро- или космической съёмки. 2.паспортные данные фотокамеры: фокусное расстояние, расстояния между координатными метками или координаты этих меток, данные о дисторсии объектива и другие данные при использовании не кадровых фотокамер; 3.значение высоты фотографирования над средней плоскостью участ ка местности или значение среднего масштаба снимков; 4.элементы внешнего ориентирования снимков, если они были опре делены во время съёмки (данные ГЛОНАСС или GPS) или при построении сети фототриангуляции; 5.материалы планово-высотной подготовки снимков. 6.материалы полевого и камерального дешифрирования; 7.редакционные указания и ведомственные материалы картографи ческого назначения; 8.уточнённые фотосхемы или снимки, увеличенные до масштаба составляемой карты с подписанными географическими названиями и характе ристиками топографических объектов. Рис. 26 Технологическая схема фотограмметрической обработки стереопары. Съёмку рельефа выполняют только в стереоскопическом режиме. Съёмку контуров выполняют в стереоскопическом режиме или монокулярном по фотоплану. Стереосъёмка контуров выполняется при создании топографи ческих карт на всхолмленные, горные и высокогорные районы, а также на тер ритории с многоэтажной застройкой. Монокулярная съёмка контуров по ортофотоплану используется при создании топографических карт на равнинные и всхолмленные районы, незастроенные территории или с малоэтажной за стройкой. Стереосъёмку рельефа и контуров производят в пределах рабочих площадей стереопар. На их границах производят сводку контуров и горизон талей. Нестыковка контуров не должна быть больше 0,6 мм в масштабе карты, а одноимённых горизонталей - не больше одной трети высоты сечения рельефа. При величине заложения горизонталей менее 2 мм, нестыковка одноимённых горизонталей не должна быть больше 0,7 мм в масштабе карты. Вопросы для самоконтроля
Тема 6.5 Обновление топографических карт по аэрофотоснимкам С течением времени природные факторы и деятельность человека изме няют внешний вид участков земной поверхности и они перестают соответство вать содержанию топографических карт, созданных ранее на эти участки. В ре зультате возникает необходимость либо создавать карту заново, либо обновлять существующую. Карту создают заново, если 1) земная поверхность изменила свой внешний вид существенно и на значительной площади, что требует созда ния новой планово-высотной основы карты; 2) изменились требования к точно сти карты, и ранее выполненная съёмка им не соответствует. Однако такие изменения происходят редко. Кроме того, из двух состав ляющих внешнего вида земной поверхности: ситуации и рельефа, последний на больших площадях не изменяется длительное время, а возникающие из-за при родных факторов и деятельности человека изменения носят локальный харак тер. Что касается ситуации, то её изменения носят динамичный характер. Ста рение карт на районы интенсивного развития государственного хозяйства про исходит значительно быстрее, чем на малообжитые районы. В связи с этим об новление карт на обжитые и промышленно развитые районы выполняется через 6-8 лет, а на остальные районы - через 10-15 лет. Обновление карт через определённые промежутки времени называ ется периодическим и является основным. В то же время на районы с ин тенсивным развитием хозяйства, где изменение ситуации происходит очень быстро, применяется непрерывное обновление карт, для чего ведут дежурную карту масштаба 1:25000 или 1:10000, на которую наносят возникающие изме нения и на основе этой карты издают обновлённую. Обновление топографических карт производят, в основном, по снимкам с использованием компьютерной техники. При обновлении используют три способа: 1) по одиночным снимкам, 2) по новому фотоплану, 3) по модели местности. 1. Обновление карты по снимкам выполняют, если объём исправлений меньше 30-40% контурной нагрузки карты, и применяют для плоскоравннных и равнинных районов. 2.Обновление карты на основе нового фотоплана производят, если объём исправлений превышает 30-40%, и применяют для плоскоравнинных, равнинных и всхолмленных районов. 3. Обновление карты по модели местности выполняют для рельефных, горных районов. Технологическая схема укрупнённых процессов обновления карт по яимкам приведена на рис. 27. В подготовительные работы входят: сбор материалов картографического значения, анализ объёма и характера изменений местности, составление рабочего проекта камеральных работ, преобразования топографической карты и снимков в цифровую форму и ввода их в компьютер, построение цифровой мо чи рельефа по оцифрованным горизонталям. В фотограмметрическую обработку снимков входят: фотограмметрическое сгущение опорной сети путём построения сетей фототриангуляции, орто-фототрансформирование снимков с использованием ЦМР и монтирование фо топлана, съёмка контуров по фотоплану (равнинно-всхолмленные районы) или по стереомодели (горных районов). Рис. 27 После камерального исправления карты производят полевое обследова ние, в ходе которого уточняют объекты, дешифрированные неуверенно, и про изводят съёмку объектов, не изобразившихся на снимках или появившихся по сле проведения аэросъёмки. Кроме того, производят сбор сведений для топо графического описания и уточняют названия объектов. По завершении указанных работ изготавливают издательский оригинал и приступают к обновлению карт всего масштабного ряда вплоть до 1:100000, включительно, что должно быть сделано за период, не превышающий 2-3 года. Вопросы для самоконтроля
Раздел 7. Фототриангуляция Литература: /1/, гл.XIII, §§106-118. Тема 7.1 Назначение и классификация пространственной фототриангуляции Фототриангуляция это камеральное сгущение сети опознаков, полученных в процессе полевых работ. Сущность фототриангуляции в построении по снимкам модели, ее ориентировании и определении координат точек сгущения. Если определяют только плановые координаты точек, то фототриангуляцию называют плоскостной, а если все три координаты – пространственной. В настоящее время на производстве используют в основном пространственную фототриангуляцию. Классифицируют ее также по количеству маршрутов, участвующих в построении модели и применяемым техническим средствам. Пространственная фототриангуляция может быть одномаршрутной (маршрутной) или многомаршрутной (блочной). Поскольку минимальное число точек, необходимых для внешнего ориентирования модели, не зависит от числа маршрутов, участвующих в ее построении, то особенно выгодна блочная фототриангуляции, так как значительно сокращается объем полевых работ. В зависимости от применяемых технических средств различают аналитическую, аналоговую и аналого-аналитическую фототриангуляцию. В аналитической пространственной фототриангуляции построение модели и определение координат точек сгущения выполняется на ЭВМ по результатам измерения снимков на стереокомпараторе (аналитическом стереоприборе) или непосредственно на ЭВМ. Этот вариант не накладывает ограничений на формат и элементы ориентирования снимков. Он отличается наивысшей производительностью труда и точностью, так как в процессе машинной обработки результатов измерений учитываются все систематические погрешности, влияние которых можно выразить в математической форме. Вопросы для самоконтроля
Тема 7.2 Аналитическая пространственная фототриангуляция Технологий выполнения аналитической пространственной фототриангуляции довольно много. Рассмотрим те, что были предложенные в свое время Советскими фотограмметристами и хорошо раскрывают суть дела. Речь идет о способах частично зависимых моделей, независимых моделей и связок. Сущность способа частично зависимых моделей в том, что вначале строится модель по первой стереопаре. За начало фотограмметрической системы координат принимается центр проекции левого снимка. Его угловые элементы внешнего ориентирования и базис фотографирования устанавливаются произвольно. Затем строится модель по второй стереопаре. Но за угловые элементы внешнего ориентирования ее левого снимка принимаются величины, которые характеризуют его положение относительно фотограмметрической системы координат используемой для построения первой модели. Так поступают с третьей и всеми последующими моделями. Зависимость в результате состоит в том, что оси фотограмметрических координат всех моделей оказываются взаимно параллельными. Алгоритм решения задачи может быть сконструирован следующим образом. Предположим, что построение любой модели в маршруте осуществляется поворотом, как левого, так и правого снимков. Тогда при решении задачи задействованы следующие величины: -угловые элементы внешнего ориентирования левого снимка л л л,, они известны; -элементы взаимного ориентирования л и л, характеризующие поворот левого снимка при построении модели, но с другой стороны, тоже являющиеся угловыми элементами внешнего ориентирования левого снимка, но относительно базисной системы координат. Они вычисляются в процессе взаимного ориентирования. -элементы взаимного ориентирования п пи п характеризующие поворот правого снимка, но являющиеся и его угловыми элементами внешнего ориентирования в базисной системе координат; -элементы внешнего ориентирования правого снимка п пи п. относительно той же системы фотограмметрических координат, что и л л л. Их и нужно вычислить, для построения следующей модели. В способе независимых моделей модели независимы между собой. Для их построения выбирают базисы произвольной длины, измеряют координаты соответственных точек, включенных в сеть, вычисляют элементы взаимного ориентирования в базисной системе координат и трансформируют снимки относительно плоскости, перпендикулярной к главной базисной плоскости левого снимка. В результате координаты точек модели можно вычислять по формулам нормального случая съемки. Как видим, данный вариант не требует вычисления элементов внешнего ориентирования снимков. Для построения общей для всего маршрута модели выполняют операцию внешнего ориентирования второй модели по отношению к первой, третьей по отношению к первым двум и т.д. Затем выполняют внешнее ориентирование общей модели. В способе связок для каждой точки, включенной в фотограмметрическую сеть, составляются два уравнения коллинеарности, связывающие ее фотокоординаты xиyс пространственными координатами X,Y,Z соответствующей точки местности. Каждое из уравнений содержит 6 неизвестных, если они составлены для опознака (неизвестными являются элементы внешнего ориентирования снимка), и 9 неизвестных для точки, пространственные координаты которой подлежат определению. Фотокоординаты точек измеряют на всех снимках маршрута, после чего приступают к вычислению искомых координат, действуя в установленной последовательности. Этот способ дает возможность при построении сети использовать зафиксированные в полете элементы внешнего ориентирования (GPS определения, показания статоскопа, радиовысотомера и т.д.). Уравнивание, в этом случае, выполняют с учетом весов всех измеренных величин. Следует заметить, что он в настоящее время и наиболее популярен, так как практически нет ограничений на использование памяти ЭВМ, что ранее было серьезной проблемой. Так же как и в маршрутной в блочной фототриангуляции, также могут использоваться три варианта ее построения. Наиболее популярный из них является развитием способа связок для маршрутной фототриангуляции. Важно только выбирать связующие точки не только в зоне тройного перекрытия, но и в зоне поперечного перекрытия снимков. Второй вариант основан на построении независимых моделей соединении их в общую для всего блока модель, для которой затем выполняется операция внешнего ориентирования. То есть это эквивалент способа независимых моделей маршрутной фототриангуляции. В третьем варианте вначале создаются свободные маршрутные сети. Затем по точкам, расположенным в зоне поперечного перекрытия они соединяются в общую модель для блока, внешнее ориентирование которой осуществляется с помощью опознаков. Построить идеальную модель по паре снимков нельзя, так как в процессе летносъемочных, геодезических и фотограмметрических работ на положении ее точек влияет большое число различных факторов. Основными причинами, вызывающими деформацию модели, являются:
Вопросы для самоконтроля
|