§ 82.2. Обработка снимков на аналитических приборах

В целом технология обработки снимков на аналитических прибо­рах не отличается от изложенной (§ 82.1), однако имеет ряд особенно­стей, связанных со спецификой компьютерной обработки.

При внутреннем ориентировании измерительная марка подводит­ся к координатным меткам снимков автоматически, и задача оператора сводится к наведению на них измерительной марки и регистрации от­счетов.

При взаимном ориентировании измерительная марка подводится к стандартным зонам автоматически, а оператор выполняет ее совме­щение с поверхностью модели и регистрацию результатов. По завер­шению наблюдений программа переходит к определению элементов вза­имного ориентирования строгим способом (§ 66, формулы 9.25-9.27). Для оценки выполненных измерений на экран компьютера выдаются величины остаточных поперечных параллаксов (9.16), анализируя которые оператор может исключить некоторые точки, заменить их, повторить наблюдения и т. п.

При геодезическом ориентировании оператор вводит в память ЭВМ координаты опорных точек в системе местности выполняет из­мерение их координат на снимках. Соответствующая программа по формулам (9.3) вычисляет пространственные координаты этих точек, составляет и решает систему уравнений (10.5) под условием [vv] = min и находит элементы внешнего ориентирования модели. При наблюдении стереоскопической модели программа автоматически построит эпиполярные изображения, при наблюдении которые опера­тор не обнаруживает поперечного параллакса.

При съемке рельефа и контуров программа составит последова­тельности пространственных координат точек с нужными семантиче­скими характеристиками.

Возможности аналитических фотограмметрических приборов оп­ределяются набором программ обработки результатов измерений. По­этому техника исполнения перечисленных выше операций определя­ется конструктивными особенностями прибора и возможностями про­граммного обеспечения.

§ 83. Дифференциальное трансформирование

Сложности, возникающие при создании фотопланов местности с крупными формами рельефа, и малая эффективность фототрансфор­мирования по зонам привели к необходимости разработки принци-

208

пиально новых методов и технических средств на базе универсальных фотограмметрических приборов.

Для обработки снимков пересеченной местности применяют диф­ференциальный (щелевой) способ трансформирования, элементы ко­торого были предложены и реализованы в 1927 г французским инже­нером Фарбером. В 1950-х гг. эти исследования были продолжены в СССР (Е. И. Калантаров, Г. П. Жуков, Ф. В. Дробышев и др.) и в США (Р. Бин и др.). В результате в СССР, США, Италии, Канаде, Франции и др. практически одновременно был создан ряд приборов, базирую­щихся на сходных теоретических положениях и использовании анало­говых приборов. Последние их модели в значительной степени авто­матизированы и по своим характеристикам приближаются к цифро­вым фотограмметрическим системам.

Идея дифференциального трансформирования заключается в том, что в пределах малого фрагмента изображения местность можно счи­тать горизонтальной, а искажения, вызванные влиянием угла наклона планового снимка, незначительными. Поэтому такой фрагмент можно рассматривать как план соответствующего участка в масштабе, зави­сящем от высоты фотографирования над центром фрагмента. Размер фрагмента зависит от уклона местности, фокусного расстояния аэро­камеры и точности трансформирования.

Рис. 12.11. Принципиальная схема дифференциального фототрансформирования

Реализация этой идеи на универсальных стереофотограмметриче-ских приборах сводится к следующему (рис. 12.11).

209

Наблюдая по ориентированным снимкам Pi и Р2 модель местно­сти, оператор удерживает на ее поверхности измерительную марку, ав­томатически перемещающуюся параллельно оси У прибора. Синхрон­но с маркой над фотоматериалом перемещается щель Щ, через ко­торую проектируется изображение одного из снимков стереопары. Поскольку положение измерительной марки соответствует центру этой щели и она постоянно удерживается на поверхности модели, то масштаб проектируемого изображения будет меняться в соответствии с высотой проектирования для каждой точки профиля, оставаясь по­стоянным и соответствующим заданному.

Так как изображение через щель проектируется непрерывно, то при ее перемещении по одному направлению на фотоматериале формируется ортоизображение в пределах полосы, соответствующей ширине щели. Ортофотоснимок, соответствующий рабочей площади стереопары, полу­чают путем сканирования геометрической модели местности параллель­ными маршрутами, расстояние между которыми равно длине щели.

Пусть ортоизображение формируется через щель длиной I в на­правлении, перпендикулярном сканированию. При уклоне местности v превышение между крайними точками щели будет равно

п = — ratgv,

где т - знаменатель масштаба снимка.

Тогда смещение точки 5_орто, вызванное превышением h в пределах щели, можно найти по следующей формуле, вытекающей из (3.40):

5 =_г ^h = г ^/mtgV = г ^{UgV орто} Н 2fm If

Отсюда размер щели, через которую проектируется изображение местности с уклоном v при заданном значении 5_орто:

1<^2И.. (12.5)

rtgv

При / = 150 мм, г = 100 мм, tgv = 0,15 (8°,5) и борто = 0,3 мм /<6,0мм.

В фотограмметрических приборах длина щели может изменяться в пределах от 2 до 6 мм при ширине 0,5-1,5 мм. Регулируемая операто­ром скорость перемещения щели при сканировании изображения мо­жет изменяться от 2 до 8 мм/сек. При указанных параметрах средняя

210

продолжительность операций по получению одного ортофотоснимка составляет около двух часов.

Формула для расчета ширины щели корректируется с учетом кон­структивных особенностей конкретного прибора.

Заметим, что если профилирование осуществляется по предвари­тельно ориентированной модели местности, то полученный ортофо-госнимок будет отнесен к горизонтальной плоскости* Если же внеш­него ориентирования модели не выполнялось, то этот снимок будет соответствовать наклонной плоскости, и для его приведения к ортого­нальной проекции необходимо выполнить трансформирование по опорным точкам. В обоих случаях снимки, должны быть взаимно ори­ентированы, а тогда остаточное влияние рельефа местности не превы­сит значения, принятого при расчете ширины щели по формуле (12.5).

В настоящее время приборы дифференциального трансформиро­вания практически полностью вытеснены цифровыми фотограмметри­ческими системами, использование которых позволяет получить ор-тофотоплан с зарамочным оформлением в автоматическом режиме.

211