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

25. Принцип цифрового ортофототрансформирования снимков Цифровое ортофототрансформирование снимков является одной из основных операций обработки цифровых снимков на ЦФС. Исходное цифровое изображение состоит из элементарных участков-пикселей, которые трансформируют каждый в отдельности с использованием значений элементов ориентирования снимка и данных матрицы высот. На рис. 21 приведена укрупнённая технологическая схема цифрового ортофототрансформирования снимков. Для выполнения цифрового ортофототрансформирования снимка необходимо ввести в компьютер: 1) снимок в цифровой форме, 2) данные фотокамеры, 3) каталог опорных точек или элементы внешнего ориентирования снимка, 4) матрицу высот. Е сли после фототриангуляции для трансформируемых снимков были получены элементы ориентирования, то сразу приступают к цифровому ортофототрансформированию снимков. Если же элементы ориентирования снимков не известны, то сначала выполняют внутреннее и внешнее ориентирования снимков, а затем переходят к их цифровому ортофототрансформированию. Далее поясняется смысл основных процессов при формировании трансформированного изображения в цифровой форме (рис. 22). 1. Вначале создают пустую матрицу трансформированного изображения. 1.1. На снимке задают границы участка изображения, подлежащего трансформированию. Обычно этот участок немного больше рабочей площади снимка, чтобы существовало перекрытие с трансформированными участками соседних снимков. Граница задаётся в виде прямоугольника. 1.2. Компьютер, используя координаты x и y углов участка в системе координат снимка, рассчитывает координаты X и Y этих углов на местности по формулам (4). Т.к. высоты Z на местности не известны, при расчёте используется средняя высота, определённая по высотам опорных точек. 1.3. Задаётся размер  пикселя матрицы трансформированного изображения на местности. Чтобы трансформированное изображение сохранило точность снимка, размер пикселя рассчитывают по формуле  = С m, где С - размер пикселя на снимке, а m - знаменатель масштаба снимка. Если трансформированное изображение будет использоваться для изготовления фотоплана в виде твёрдой копии масштаба 1:М, то размер пикселя рассчитывают по формуле  = 0,07 M/1000 (м), где 0,07 мм - разрешение графического изображения. 1.4. Используя размер  пикселя на местности и координаты X и Y углов участка, компьютер создаёт пустую матрицу трансформированного изображения, представляющую собой сетку квадратов. С этой целью координаты левого верхнего угла матрицы компьютер изменяет так, чтобы они стали кратны размеру  пикселя, и прибавляет к ним последовательно заданный размер пикселя, тем самым строя построчно слева направо и сверху вниз пустую матрицу трансформированного изображения. В результате каждый пиксель матрицы получает координаты XI и YI на местности. 2. Далее матрица заполняется изображением поверхности местности. 2.1. По координатам XI, YI каждого пикселя матрицы трансформированного изображения компьютер находит на МВ соответствующую ему точку и определяет её высоту ZI. МВ (рис. 22) представляет собой многогранную поверхность, состоящую из четырёхугольников, которые в ортогональной проекции на плоскость представляют собой квадраты. Это позволяет путём билинейного интерполирования между ближайшими точками МВ с известными высотами Z1, Z2, Z3, Z4 вычислить высоту ZI. По высотам Z1 и Z2 компьютер рассчитывает высоту ZK, а по высотам Z3 и Z4 - высоту ZN, используя формулы ZK = , ZN = Используя эти высоты, компьютер рассчитывает высоту ZI по формуле . Расчёт расстояний DXI, DYI и D выполняется по разностям плановых координат соответствующих точек, используя формулу D = . 2.2. По координатам ХI, YI, ZI, компьютер вычисляет координаты xi и yi в системе координат снимка по формулам 2.3. По вычисленным координатам xi, yi компьютер находит на снимке пиксель, соответствующий пикселю матрицы трансформированного изображения, и определяет числовое значение оптической плотности (ОП). Если трансформируется цветное изображение, то дополнительно определяется показатель цветности. 2.4. Полученное значение ОП (и показатель цветности) придают пикселю в матрице трансформированного изображения. 2.5. Перемещаясь последовательно по матрице вдоль строк от пикселя к пикселю, компьютер выполняет операции, указанные в пунктах 2.1-2.4, и, таким образом, формирует трансформированное изображение в цифровой форме и выводит его на экран дисплея. При подключении к выходу компьютера фотопечатающего устройства или принтера с высоким разрешением трансформированное изображение можно распечатать в виде фото- или растрового изображения. 26. Цифровое ортофототрансформирование снимков равнинной местности При фототрансформировании снимков матрицу высот (МВ) можно не использовать, если в пределах рабочей площади снимка смещения точек, вызванные рельефом местности, не превышают допустимой величины. Чтобы рассчитать допустимый перепад высот, вызывающий такие смещения, запишем формулу (15) в следующем виде: , (16) где r - радиус-вектор угла рабочей площади снимка (см. раздел 9). Из трансформированных снимков монтируют фотоплан, являющийся основой контурной части карты, на которой смещения точек, вызванные рельефом местности, не должны превышать rhдоп = 0,3 мм (рис. 23). Фотоплан создаётся в более крупном масштабе, чем снимок, поэтому смещения точек на снимке в пределах рабочей площади не должны превышать , (17) где кт = m/M- коэффициент фототрансформирования, М - знаменатель масштаба фотоплана, m - знаменатель масштаба снимка. После подстановки формулы (17) в (16) получим допустимое предельное превышение на местности. . На местности превышения рассчи-тываются от средней плоскости Е. Поэтому допустимый перепад высот Q (называется высотой зоны) будет равен удвоенному предельному превышению, и его можно рассчитать по формуле . Если в пределах рабочей площади снимка Q ≥ AMAX - AMIN, где AMAX - максимальная и AMIN - минимальная высоты, то в формулы (4) для всех точек снимка вместо их высот Z можно подставить среднюю высоту ZСР = и при фототрансформировании снимка матрицу высот не использовать. Особенность состоит в том, что трансформированное изображение будет получено в центральной проекции, а не в ортогональной. Однако отклонения точек этого изображения от положений, соответствующих условию ортогонального проектирования, не будут превышать 0,3 мм. 27. монтирование Фотоплана Фотоплан - план местности, составленный из трансформированных снимков, который по точности планового положения контуров соответствует топографической карте. Фотоплан может использоваться как самостоятельный вид картографического документа, так и в качестве основы для сбора векторной информации о контурной части создаваемой цифровой карты. Фотоплан составляют из рабочих площадей трансформированных снимков. Чтобы соединить соседние снимки, нужно провести на них линию разреза по середине зон продольных и поперечных перекрытий. При проведении линии нужно соблюдать следующие требования: - линейные объекты нужно разрезать под прямым углом; - нельзя проводить разрез вдоль линии, разделяющей объекты разного тона (темные и светлые); - нельзя проводить разрез через объекты, имеющие хозяйственное назначение или служащие ориентирами; - населённые пункты нужно обходить. Если этого сделать нельзя, то разрез лучше провести по широкой улице или огородам. Принцип соединения цифровых снимков можно пояснить на примере соединения четырёх трансформированных снимков (рис. 24): два Р1-1 и Р1-2 в верхнем маршруте и два Р2-1 и Р2-2 в нижнем маршруте. Для обеспечения стыковки строк в соседних снимках снимки должны иметь одинаковый размер пикселей и кратные этому размеру начала систем координат. Посредине продольного и поперечного перекрытий снимков проводят полилинии, которые будут линиями их разреза. Пиксели, через которые проходят линии разреза, будут граничными пикселями. С учётом размеров изображений компьютер формирует матрицу фотоплана, которая должна по площади накрывать четыре снимка. Там где нет изображения, пиксели матрицы останутся пустыми (белые квадраты). Заполнение строк компьютер выполняет слева направо и сверху вниз. Каждая строка матрицы заполняется вначале соответствующей строкой левого и верхнего снимков, включая граничные пиксели. После граничных пикселей строка заполняется соответствующей строкой правого и нижнего снимков. В результате компьютер сформирует фотоплан. Оценку точности смонтированного фотоплана производят 1) по точкам сети фототриангуляции, 2) вдоль линий разреза соседних снимков, 3) вдоль рамок, общих с соседними фотопланами или картами. 1. Средние расхождения плановых координат на точках сети фототриангуляции не долж-ны превышать 0,5 мм для равнинных и всхолмленных районов и 0,7 мм для горных районов. 2. Средняя величина не совмещения одинаковых контуров на линиях разреза соседних снимков не должна превышать 0,7 мм для равнинных и всхолмленных районов и 1,0 мм для горных районов. 3. Несовмещения одинаковых контуров на рамке фотоплана при сводке с соседним фотопланом (картой) не должны превышать 1,0 мм для равнинных и всхолмленных районов и 1,5 мм для горных районов. 28. Съёмка рельефа и контуров Съёмку рельефа выполняют только в стереоскопическом режиме. Съёмку контуров выполняют в стереоскопическом режиме по стереопарам или по фотоплану. Стереосъёмку контуров выполняют при создании топографических карт на всхолмленные, горные и высокогорные районы, а также на территории с многоэтажной застройкой. Съёмку контуров по ортофотоплану используют при создании топографических карт на равнинные и всхолмленные районы, незастроенные территории или с малоэтажной застройкой. Стереосъёмку рельефа и контуров производят в пределах рабочих площадей стереопар. На их границах производят сводку контуров и горизонталей. 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. Съёмка рельефа Съёмку рельефа выполняют либо с использованием ЦМР, по которой в автоматическом режиме строят горизонтали, либо их проводит оператор путём трассирования. Трассирование горизонталей вручную целесообразно применять для равнинной, открытой, мало пересечённой местности. При трассировании горизонталей на участках, покрытых лесом или высокой растительностью, высоту марки над поверхностью модели следует увеличить на их высоту. На плоских участках местности бывает трудно определить направление ската и куда нужно вести марку. В этом случае набирают пикеты и путём интерполирования между ними определяют положения горизонталей. Для плоской местности c большим количеством точек разной оптической плотности и цветности можно использовать автоматическое построение ЦМР с последующим редактированием. В рельефной местности оператор вычерчивает структурные линии рельефа (создаёт скелет местности), набирает пикеты на характерных точках рельефа, а затем выполняет автоматическое построение TIN и горизонталей. Завершив съёмку рельефа, точность положения горизонталей проверяют по контрольным точкам, высоты которых были получены либо при построении сети фототриангуляции, либо в ходе полевых геодезических измерений или же набором пикетов другим оператором. Проведя горизонтали, измеряют характерные точки рельефа, отметки которых должны быть подписаны на карте. При создании карт масштабов 1:2000, 1:1000 и 1:500 измеряют также отметки полотна автомобильных и железных дорог, тротуаров и проезжей части улиц, люков подземных коммуникаций и т.п. согласно содержанию данной топографической карты. Количество таких отметок, например, на карте плоскоравнинных районов должно быть не менее 10-15 на 1 дм2. Съёмка контуров Съёмку контуров выполняют по фотоплану или по стереомодели местности. Фотопланы изготавливают на равнинные и всхолмленные районы, а также на сельские населённые пункты с малоэтажной застройкой. Стереорисовку контуров выполняют по снимкам горных и высокогорных районов, а также городских населённых пунктов с многоэтажной застройкой. Съёмку контуров выполняют по слоям с одновременным дешифрированием и кодированием объектов. В каждом слое зарисовывают однотипные объекты: гидрография, растительность, авто- и железные дороги, сельхозугодия, населённые пункты и т.д. Контуры отбираются согласно требуемой нагрузке топографической карты данного масштаба. Рисовка контуров сопровождается указанием семантической информации, для чего используется классификатор топографических объектов на соответствующий масштабный ряд топографических планов и карт. Объекты, не дешифрируемые по стереомодели, отмечают в задании на полевое дешифрирование и досъёмку. Если в памяти компьютера имеется библиотека условных знаков, то при наведении марки на отдельные объекты (дерево, труба, церковь и т.п.) можно подать команду на вычерчивание соответствующего условного знака. Съёмка контуров связана с дешифрированием аэроснимков, которое выполняют преимущественно камерально. Но его дополняют полевым дешифрированием, которое осуществляют с наземных маршрутов или выполняют аэровизуальное дешифрирование с вертолёта или самолёта, пролетая над земной поверхностью на высотах 200-300 м. Сплошное полевое дешифрирование производят в крупных населённых пунктах и на участках, где много не дешифрируемых камерально топографических объектов. 29. наземная стереофотограмметрическая съёмка 29.1. Области применения наземной стереофотограмметрической съёмки Наземная фотосъёмка была разработана вначале для использования в топографии и в связи с этим получила название фототопографическая съёмка. Однако в дальнейшем наземная фотосъёмка получила распространение в других областях деятельности человека (см. раздел 1). С учётом этого её стали называть фотограмметрической съёмкой. Потом в её название добавили слово стерео.

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