Методическое пособие, программы и контрольная работа по курсу "фотограмметрия". М.: МиигаиК, 2012, -74 с

Подготовительные работы включают получение и изучение исходных материалов, а также подготовку прибора к работе. Исходными материалами являются: 1) материалы аэро-, космической или наземной съёмки, в качестве которых могут быть чёрно-белые, цветные или спектрозональные снимки. Для ЦФС они должны быть записаны в цифровой форме на электронном носителе с помощью фотограмметрического сканера, имеющего стабильный элемент геометрического разрешения порядка 8-15 мкм и инструментальную погрешность не более 3-5 мкм. Сканирование снимков выполняют в том порядке, в каком они будут обрабатываться, не допуская их разворота относительно системы координат сканера и соблюдая в пределах каждого маршрута их ориентировку относительно местности; 2) паспортные данные фотокамеры: фокусное расстояние, расстояния между координатными метками или координаты этих меток, данные о дисторсии объектива фотокамеры и другие данные при использовании не кадровых фотокамер; 3) значение высоты фотографирования над средней плоскостью участка местности или значение среднего масштаба снимков; 4) элементы внешнего ориентирования снимков, если они были определены во время съёмки (данные ГЛОНАСС или GPS); 5) материалы планово-высотной подготовки снимков. К ним относятся: каталог координат опорных точек, контактные отпечатки снимков с маркированными опорными и контрольными точками и описания расположения этих точек; 6) материалы полевого и камерального дешифрирования; 7) редакционные указания и ведомственные материалы картографического назначения; 8) уточнённые фотосхемы или снимки, увеличенные до масштаба составляемой карты с подписанными географическими названиями и характеристиками топографических объектов. Вместе с исходными материалами используют инструкции, наставления, руководства, условные знаки и другие документы, касающиеся технологии проведения работ. Перед началом работы на ЦФС оператор задаёт рабочую директорию, а также директорию для хранения архивных копий файлов, содержащих результаты обработки. Оператор вводит в память компьютера исходные данные, записывая их в соответствующие файлы. Кроме того, он записывает допустимую величину остаточных поперечных параллаксов, допустимые расхождения координат на опорных и контрольных точках. 21. фотограмметрическая обработка одиночной стереопары На рис. 18 приведена технологическая схема из укрупнённых процессов фотограмметрической обработки одиночной стереопары. Порядок выполнения внутреннего ориентирования в общих чертах следующий. Вначале оператор измеряет на снимке координаты координатных меток, а затем включает процесс вычислений, в ходе выполнения которого определяются элементы ориентирования системы координат снимка относительно системы координат сканера. Используя их величины, измеряемые координаты точек снимка пересчитываются в систему координат снимка с началом в его центре проекции. При этом в координаты вводятся поправки, учитывающие деформацию снимка и дисторсию объектива съёмочной камеры. По окончании вычислений на экране дисплея высвечиваются полученные результаты. Внутреннее ориентирование считается законченным при расхождениях измеренных величин от их паспортных значений в пределах размера пикселя, с которым был получен цифровой снимок. Построение геометрической модели объекта (взаимное ориентирование снимков). Условие построения этой модели заключается в том, что остаточные поперечные параллаксы (двоение марки поперёк глазного базиса) в пределах стереопары не должны превышать допустимой величины. В ходе выполнения этого процесса измеряют координаты шести, двенадцати (две рядом) или восемнадцати (три рядом) точек, расположенных в углах рабочей площади стереопары и районах главных точек снимков (см. раздел 9). Измерения может выполнять с использованием коррелятора или стереоизмерений, а также включив автоматический режим. По завершении измерений точек выполняется процесс вычисления, и на экране дисплея высвечиваются значения элементов взаимного ориентирования снимков, величины остаточных поперечных параллаксов на каждой точке. Взаимное ориентирование считается законченным, если остаточные поперечные параллаксы не превышают 15 мкм при средней величине порядка 7 мкм. Закончив взаимное ориентирование, выполняют внешнее ориентирование модели. В ходе выполнения этого процесса модель приводят к нужному масштабу и ориентируют в системе координат объекта. Для этого необходимо иметь минимум три опорные точки с известными в системе координат объекта координатами. Для контроля берут четвёртую точку, которую можно использовать как контрольную. Точки должны располагаться в углах рабочей площади стереопары (см. раздел 9). Наличие большего числа опорных точек позволяет повысить точность внешнего ориентирования модели и выполнить вычисления с использованием метода наименьших квадратов. По окончании измерения опорных и контрольных точек выполняются вычисления. После их завершении на экране дисплея высвечиваются элементы внешнего ориентирования снимков, величины остаточных расхождений координат на опорных и контрольных точках, характеризующие точность ориентирования модели в системе координат объекта. Внешнее ориентирование модели считается законченным, когда: - на опорных точках остаточные расхождения плановых координат станут меньше 0,2 мм в масштабе карты, а высот - меньше 0,2 высоты сечения рельефа; - на контрольных точках остаточные расхождения плановых координат станут меньше 0,3 мм в масштабе карты, а высот - меньше 0,3 высоты сечения рельефа. После завершения построения и ориентирования модели все элементы ориентирования записываются в памяти компьютера, и оператор может приступать к сбору цифровой информации об объекте. 22. фотограмметрическая обработка одиночного снимка На рис. 19 приведена технологическая схема фотограмметрической обработки одиночного снимка, в результате которой можно создать фотоплан и выполнить по нему съёмку (векторизацию) контуров. Такой вариант возможен для открытой равнинно-всхолмленной местности при наличии населённых пунктов с малоэтажной застройкой. Подготовительные работы выполняются так же, как и для двух и более снимков. Внутреннее ориентирование снимка также выполняется аналогично, как и при большем количестве снимков. При выполнении внешнего ориентирования на снимке измеряют только плановые координаты и вычисления ориентации снимка в пространстве выполняют по формулам для одиночного снимка. Для ортофототрансформирования используется программа, которая используется и при большем количестве снимке. Отличие состоит в том, что линии разреза не намечают, а указывают площадь, в пределах которой нужно выполнить ортофототрансформирование. Обычно это рабочая площадь снимка. Что касается матрицы высот, то она создаётся отдельно, т.к. по одному снимку нельзя измерить высоты на местности. Для её построения можно использовать карту меньшего масштаба, чем предполагаемый масштаб трансформированного изображения. С карты сканируют горизонтали, и по ним строят матрицу высот. Получив трансформированное изображение, оператор приступает к съёмке контуров (их векторизации). Особенность состоит в том, что контуры объектов должны совпадать с ортогональной проекцией, как это требуется при создании планов (карт). Прежде всего, это касается строений. Их очерчивают по крышам, а затем смещают на положение видимого основания здания. 23. Цифровая модель рельефа местности. матрица высот Цифровая модель рельефа (ЦМР) - это неотъемлемая часть цифровой карты или цифровой модели местности (ЦММ), где объектом «моделирования» является рельеф местности. Исходной информацией для создания такой модели являются съёмочные пикетные точки с геодезическими координатами X, Y, Z и структурные линии рельефа, вершины которых имеют координаты X, Y, Z. Сама по себе эта исходная информация является моделью рельефа нерегулярной структуры. В настоящее время известны следующие источники исходной информации о рельефе: - наземная топографическая съёмка, - фотограмметрический метод обработки стереопар аэрокосмической съёмки, - данные воздушного лазерного сканирования, - радиолокационная интерферометрия. Качество полученной одним из перечисленных способов информации о рельефе зависит от соответствия плотности пикетов изменению характера рельефа, наличию структурных линий в пересеченной местности. Структурные линии, как исходные данные, могут присутствовать только при наземных и фотограмметрических методах съёмки. Отсутствие структурных линий в данных лазерного сканирования компенсируется избыточной плотностью точек на поверхности земли. Исходная ЦМР может быть преобразована в пространственную модель поверхности в виде треугольников, вершинами которых являются съёмочные пикетные точки. Правила построения такой триангуляции определены в теоремах российского математика Б.Н. Делоне. Основные из них гласят: - внутри окружности, описанной вокруг любого из треугольников не должно содержаться съёмочных пикетных точек; - ребра треугольников не должны пересекать структурных линий рельефа. Триангуляция Делоне (в английской терминологии TIN - Triangular Irregular Network- треугольная нерегулярная сеть), т.е. нерегулярная модель рельефа. Регулярной моделью рельефа является матрица высот или DEM (Digital Elevation Model- цифровая модель высот). Матрица высот (МВ) представляет собой набор высотных пикетов регулярной структуры, т.е. на поверхности земли высоты заданы с определенным постоянным шагом ΔX и ΔY. Преимущества регулярной формы представления модели рельефа в удобстве хранения и манипулирования, а недостаток в избытке узлов на спокойном рельефе и недостатке в пересеченной местности. Поэтому иные прикладные программы имеют возможность создавать и манипулировать с матрицей высот переменной плотности. Преимущество нерегулярной сетки TIN в более рациональном описании поверхности в зависимости от пересечённости местности, а недостаток в сложности хранения и манипуляции. Программы, предназначенные для создания и манипулирования ЦМР, как правило, предусматривают преобразование из нерегулярной структуры в регулярную. Другой формой представления ЦМР являются горизонтали, которые могут быть созданы по стереопарам непосредственно в ЦФС путём стереоскопической трассировки линии на заданной высоте. Горизонтали также могут быть построены по нерегулярной (TIN) или регулярной (МВ) модели рельефа. Преимущество горизонталей как формы представления рельефа в том, что это более привычная и наглядная форма представления рельефа. Недостаток в сложности численных алгоритмов решения картометрических задач. Можно выделить три основные задачи построения ЦМР на ЦФС: - построение горизонталей для отображения на топографических картах, - построение матрицы высот для ортофототрансформирования снимков и создания фотоплана, - построение модели рельефа для решения прикладных задач. Точность и подробность ЦМР во всех случаях регламентируется соответствующими нормативными документами [3]. В зависимости от требований к создаваемой ЦМР, особенностей материала и функциональных возможностей ЦФС можно выделить следующие способы построения ЦМР: - трассировка горизонталей по стереоскопическим моделям, - набор пикетов и рисовка структурных линий рельефа по стереоскопическим моделям, - набор пикетов в автоматическом режиме с заданными оператором параметрами с последующей редакцией. Возможны комбинации перечисленных способов. 24. фототрансформирование снимков Фототрансформирование снимков это преобразование изображения, полученного в одной проекции, в изображение в другой проекции. При выполнении такого преобразования нужно учитывать геометрию построения изображения в съёмочной системе. Кроме того, нужно учитывать: - является ли снимок горизонтальным или наклонным, - был ли сфотографированный объект плоским или рельефным, - каковы особенности проекции, в которой должно быть получено трансформированное изображение. Кадровый снимок является изображением точек земной поверхности на плоскости, зафиксированных в один момент времени в перспективной центральной проекции. Однако снимок имеет угол наклона относительно отвесной линии к поверхности референц-эллипсоида, что приводит к смещениям точек на снимке по сравнению с их положениями на горизонтальном снимке. Правда, эти смещения подчиняются определённому закону и, если известна величина угла наклона снимка, они легко устраняются при использовании формул (4) перехода из системы координат снимка в систему координат местности (объекта). Однако использование этих формул затруднено влиянием рельефа, т.к. в формулы входит высота Z точки местности. Рассмотрим влияние рельефа местности (объекта) на построение изображения на снимке и на создание топографической карты (плана). По законам построения изображения в центральной перспективной проекции точка М местности (рис. 20) изобразится на снимке Р в точке m, отстоящей от точки надира n на расстоянии r. При создании топографических карт точки местности должны быть спроектированы отвесными линиями на поверхность референц-эллипсоида. На снимках, по которым создаются крупномасштабные топографические карты, изображаются сравнительно небольшие по площади участки местности, в пределах которых поверхность референц-эллипсоида можно принять за плоскость. Таким образом, точка местности М будет проектироваться на горизонтальную плоскость Е в точку МО. Если изображение, полученное на снимке Р, спроектировать по законам центральной проекции на плоскость Е, то точка m спроектируется в точку М', а не в точку MО. Чтобы точка m спроектировалась в точку МО, необходимо сместить её на снимке в точку mО. Величину смещения - отрезок mmО = rh - называют смещением точки, вызванным рельефом местности. Таким образом, понятие смещения точек на снимке, вызванные рельефом местности, возникает из-за разных проекций на снимке и на карте (плане). Из подобия треугольников SNMО и SnmО, а также SN'M и Snm запишем: . После преобразований получим формулу смещений точек на горизонтальном снимке, вызванных рельефом местности. rh = . (15) Из анализа формулы (15) можно сделать вывод, что rh = 0 при: 1) r = 0, т.е. в точке надира n смещение, вызванное рельефом местности, отсутствует. Это объясняется тем, что точка надира является точкой пересечения снимка отвесной линией, т.е. она единственная точка снимка, которая будет соответствовать ортогональной проекции; 2) h = 0, т.е. изображение плоской горизонтальной местности преобразуется из центральной проекции в ортогональную проекцию без погрешностей. Увеличение высоты фотографирования Н приводит к уменьшению величин смещений точек на снимке. Т.к. Н = f m, можно сделать вывод, что на длиннофокусных снимках смещения точек будут меньше, чем на короткофокусных. В то же время увеличение рельефа и радиус-вектора точек приводит к увеличению их смещений, и наибольшие их величины будут на краю снимка. Следовательно, если необходимо получить снимки с минимальными смещениями, вызванными рельефом местности, то аэросъёмку следует выполнить с максимально возможной высоты и длиннофокусной фотокамерой с небольшим форматом кадра. Задача фототрансформирования снимков решается, если заранее на участок местности, изображённой на снимках построить матрицу высот (МВ). В результате трансформированное изображение получается в ортогональной проекции, поэтому такое фототрансформирование снимков называют ортофототрансформированием. Т.к. ортофототрансформирование выполняется по цифровым снимкам и с использование МВ, его ещё называют цифровым ортофототрансформированием снимков.

Похожие:

	Методическое руководство по курсу Теория вычислительных процессов Контрольная работа предназначена для контроля усвоения основ теоретического программирования методов исследования, интерпретации...		Методические указания по выполнению контрольной работы Контрольная... Контрольная работа выполняется по учебно-методическому пособию Авиационный английский язык. Контрольная работа : учеб метод пособие...
	Учебно-методическое пособие по курсу «Рентгенографический анализ» Казань, 2010 Методическое пособие предназначено для студентов и аспирантов геологического факультета		Методическое пособие по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу Методическое пособие предназначено для обучающихся по специальности 151901 Технология машиностроения
	Программа и методические указания по курсу «прикладная геодезия» Программа и методические указания по курсу «Прикладная геодезия». Часть Изд. МиигаиК. Упп «Репрография», 2012 г., с. 52		Методическое пособие для самостоятельной работы студентов по курсу... Методическое пособие подготовлено доцентом кафедры разведения с Х. животных и зоотехнологий Хасановой С. А
	Методическое пособие по вопросам организации и проведения контроля... Контроль выполнения мероприятий по устранению недостатков и нарушений, выявленных в результате проверки		Учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям по курсу «Основы кристаллооптики» Практическое руководство по работе с поляризационным микроскопом для исследования петрографических объектов: Учебно-методическое...
	Методическое пособие по вопросам организации и проведения контроля... Контроль выполнения мероприятий по устранению недостатков и нарушений, выявленных в результате проверки		Учебно-методическое пособие филиал казанского (Приволжского) федерального... Кулинарный практикум: учебно-методическое пособие / А. Л. Файзрахманова, И. М. Файзрахманов. – Елабуга: Изд-во филиала кфу в г. Елабуга,...
	Учебно-методическое пособие Казань 2010 Печатается по рекомендации... Учебно-методическое пособие по курсу «Организационное поведение» /Д. М. Сафина. – Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет;...		Контрольная работа по курсу «Теория менеджмента» Проанализировать... Ждем вас на осеннюю сессию, которая состоится с 24 сентября по 14 октября 2012 г. Просим вас до 15 сентября сдать в учебную часть...
	Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...		Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...
	Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...		Итоговая контрольная работа по географии 5 класс фгос Образовательные: Обобщить и систематизировать знания по курсу; выявить уровень усвоения учащимися результатов обучения