Глава 4. Трансформирование снимков § 31. Понятие о трансформировании

Трансформированием называется преобразование централь­ной проекции, кото­рую пред­ставляет собой аэронегатив (аэроснимок), полу­ченный при наклонном положении глав­ного оп­тического луча, в другую центральную проекцию, соответствующую его отвес­ному по­ло­же­нию, с одновременным приведением к заданному масштабу.

Трансформирование выполняют путем «обратного проектирова­ния» изображения, т. е. пре­образования изображения путем переноса его с картин­ной плос­кости на предметную, соответ­ствую­щую ортого­нальной про­екции. Для такого преобразования необходимы данные, позволяю­щие прямо или кос­венно найти элементы внешнего ориенти­рования снимка. В связи с этим ме­тоды трансформирования делятся на две ос­новных, принципи­ально и технически раз­лич­ных группы – трансфор­мирование по опор­ным точкам и трансформирование по эле­ментам ориентирования.

В процессе трансформирования полностью исключаются все виды перс­пективных ис­ка­же­ний аэроснимка, вызванных влиянием угла на­кло­на, а так же разномасштабность смеж­ных снимков, являющаяся след­стви­ем колебания высоты фотографирования. Названные ис­каже­ния под­чи­няются определенным законам, потому их учет не вызывает за­трудне­ний.

Что же касается искажений, вызванных влиянием рельефа местно­сти, то определяю­щие их превышения точек местности связаны с од­ной стороны, с формами рельефа, а с другой – с вы­бором плоскости, на кото­рую произво­дится трансформирование. Учет таких искажений явля­ется одной из наи­бо­лее трудных задач фотограммет­рии, строгое решение которой связано с раз­ложением изо­бра­жения на отдельные точки (зоны) и раздельным их трансформирова­нием. Уст­ранение этих искажений возможно лишь применением со­от­вет­­ствую­щих методов или техноло­гических приемов, обеспечивающих учет рельефа с той или иной степенью точ­ности.

Для трансформирования аэроснимков применяют несколько спосо­­бов, различающихся ис­пользуемыми техническими средствами: ана­литиче­с­кий, фотомеханический, оптико-графи­че­ский, диф­фе­­рен­циаль­ный и др.

Аналитический способ трансформирования основан на ис­поль­зо­вании зависи­мо­стей (3.15) между координатами соответствен­ных точек аэро­снимка и местности (§ 23).

Фотомеханический способ трансформирования основан на ис­поль­зовании спе­ци­альных приборов – фототрансформаторов. Соот­вет­­ст­вующими рабочими движениями ос­новные части фототрансфор­ма­тора при­водят в положение, при котором построенное на экране изо­браже­ние соответствует горизонтальному аэроснимку, и фикси­ру­ют это изображение на фото­­бу­маге. Трансформированный фотосни­мок получается в результате хими­ческой обработки экспониро­ванной фотобумаги. До недавнего вре­мени этот способ трансформирования был основным.

Оптико-графический способ трансформирования предпола­гает применение спе­циаль­ных малоформатных приборов – проекто­ров. Полу­ченное с их помощью трансфор­ми­рованное изображение проекти­руют на лист бумаги, обводят карандашом и оформля­ют приня­тыми услов­ными знаками. В настоящее время способ находит ограни­ченное при­мене­ние при обнов­лении топографических или иных карт неспециали­зирован­ными предпри­ятиями.

Дифференциальный способ трансформирования (ортотранс­фор­мирование) ос­нован на преобразовании отдельных фрагментов ис­ход­ного изображения с учетом элементов ори­ентиро­вания аэроснимка и вы­со­ты центра этого фрагмента над средней плоскостью. Спо­соб реали­зу­ет­ся на приборах универсального типа либо на ЭВМ. Резуль­татом об­ра­ботки яв­ля­ется ортофо­тоснимок или ортофотоплан.

Термин «дифференциальное трансформирова­ние» (иногда – «щеле­вое трансформи­рова­ние») в фотограмметрической литературе применя­ется в случаях, когда ортофотосни­мок создается с помощью прибора универ­сального типа, путем сканирования одного из снимков стерео­пары вдоль оси Y с постоянным изменением высоты проекти­рования со­гласно про­филю местности и проектирования изображения на фотогра­фический слой через щель ром­бической или трапецие­вид­ной формы.

Термин «ортогональное трансформирование» применяется в слу­чаях, когда выпол­ня­ется цифровая обработка изображений, а ортофо­тос­нимок создается путем преобразова­ния группы пикселов с исполь­зо­ва­нием формул связи координат точек наклонного и гори­зон­таль­ного сним­ков (3.21) и полученной тем или иным способом цифровой модели рельефа местности.