Глава 10. Построение

ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

§ 70. Построение фотограмметрической модели по паре аэроснимков

Ранее было установлено, что фотограмметрическая модель местно­сти представляет собой некоторую поверхность, образованную сово­купностью точек пересечения соответственных проектирующих лу­чей. Для получения такой модели необходимо выполнить внутреннее ориентирование пары смежных аэроснимков, их взаимное ориентиро­вание с использованием той или иной системы координат и опреде­лить координаты отдельных точек.

Задача может быть решена инструментальным или аналитическим способами, различающимися применяемыми техническими средства­ми, реализующими рассмотренные ранее теоретические положения.

Инструментальный способ основан на применении средств аналогового моделирования операций по внутреннему, взаим­ному ориентированию снимков и определению положения точек с по­мощью оптико-механических, механических или оптических прибо­ров..

Аналитический способ основан на математическом моде­лировании процессов построения модели по строгим зависимостям (§§61, 66), полученным применительно к общему случаю аэрофото­съемки. Этот способ широко применяется в аналитических фотограм­метрических приборах и цифровых фотограмметрических системах.

Аналитическое построение фотограмметрической модели предпо­лагает предварительное измерение координат и параллаксов точек аэро­снимков на стереокомпараторе и последующую вычислительную обра­ботку. Причем в числе включаемых в модель точек должны быть как расположенные в стандартных зонах (рис. 9.10), так и опорные, необ­ходимые для последующего приведения модели в систему координат местности (карты). Построение фотограмметрической модели можно выполнить в базисной координатной системе (рис. 9.7), в линейно-угловой (рис. 9.8), или в произвольной (рис. 9.4), выбор которой не связан ни с базисом фотографирования, ни со снимками стереопары. Во всех случаях взаимное ориентирование выполняется строгим спо­собом по избыточному числу точек, а определение пространственных

178

координат точек в избранной координатной системе - с произвольно выбранным базисом В и на оснЪве строгих формул (9.1) - (9.3), усло­вием использования которых является трансформирование измерен­ных на снимках координат на плоскость XY системы, в которой вы­полняется построение модели.

Использование произвольной координатной системы представляет наиболее общий случай построения фотограмметрической модели, предполагающий, что положение левого снимка стереопары относи­тельно этой системы известно и определяется его угловыми элемен­тами внешнего ориентирования. Построение модели в этой системе требует передачи элементов внешнего ориентирования от левого сним­ка к правому (§ 69) и трансформирования измеренных на снимках коор­динат по этим элементам, что и обеспечивает возможность применения общих формул (9.1) - (9.3) прямой фотограмметрической засечки.

Система координат левого аэроснимка используется для построе­ния фотограмметрической модели в случаях, когда элементы взаимно­го ориентирования определяются в линейно-угловой системе (рис. 9.8). Этот выбор можно считать частным случаем предыдущего, когда угловые элементы внешнего ориентирования левого снимка отно­сительно фотограмметрической системы равны нулю, координаты то­чек правого снимка трансформируются на плоскость левого по эле­ментам взаимного ориентирования Да, Асо, Ах, а составляющие базиса фотографирования находятся по элементам т\ v'.

Использование базисной системы координат представляется наи­более простым и естественным, так как предполагает выполнение ми­нимума операций. В этом случае положение левого и правого снимков относительно этой системы вполне однозначно определяется элемен­тами взаимного ориентирования, по которым и выполняется транс­формирование координат их точек. Поскольку составляющие базиса фотографирования В_у и В_г равны нулю, то имеются основания для использования формул (9.5) прямой фотограмметрической засечки, полученных для идеального случая съемки.

Во всех рассмотренных выше и представленных на рис. 10.1 тех­нологических вариантах фотограмметрическая модель строится в сис­темах координат, пространственное положение которых в общем слу­чае неизвестно, ц их преобразование в координатную систему местно­сти требует наличия включенных в модель опорных точек и примене­ния рассмотренного ниже математического аппарата.

179

Порядок построения фотограмметрической модели в системах координат:

[произвольной SXYZ (рис. 9.4)[ снимка Pi ffjX\y\Z\ (рис. [ базисной SjX YZ^рис. 9.7)

О пределение a'i,x'i, a'₂, cu'2, x'2

Выбор системы коор­динат SXYZ, расчет л

а.1«лХл

Расчет A^T_x'v',

В_х, B_Y. B_z Ф

Расчет Л\„»_пХп (формулы 9.35)

Определение t'i, v'i. Да', Л©', Ах'

Трансформирование ^х°2> У°2 по Да', Асо\

*

Расчет Вх, By, Bz по t'i, v'i (формулы 9.37)

Расчет X, Y, Z (формулы 9.3)

Определение a'ux'ucxS, со'₂, х'2

ж

Трансформ ирование х°ъ У°\ noa'i, x'ih х°2,у°2 поа'₂,со'2, х'2

Расчете Y, Z (формулы 9.5)

Трансформирование х'\, у⁽\ по ал, о)_Л, Хл

к"2. iA ^{по а}П, СОп, ХП

Расчет X, Y, Z (формулы 9.3)

Преобразование координат точек фотограмметрической модели в систему координат местности

Рис. 10.1. Варианты технологии построения фотограмметрической модели

Построение фотограмметрической модели в произвольно выбранной системе координат представляется чуть более сложным, но в ряде случаев это вполне оправдано конкретными условиями обработки данных.