§ 66.2. Обработка снимков на аналитических приборах
В целом технология обработки снимков на аналитических приборах не отличается от изложенной (§ 66.1), однако имеет ряд особенностей, связанных со спецификой компьютерной обработки.
При внутреннем ориентировании измерительная марка автоматически подводится к координатным меткам снимков, и задача оператора сводится к наведению на них измерительной марки и регистрации отсчетов.
При взаимном ориентировании измерительная марка автоматически подводится к стандартным зонам, оператор выполняет ее совмещение с поверхностью модели и регистрацию результатов. По завершению наблюдений программа переходит к определению элементов взаимного ориентирования строгим способом (§ 56, формулы 8.14–8.18). Для оценки выполненных измерений на экран компьютера выдаются величины остаточных поперечных параллаксов (8.6), ориентируясь на которые оператор может исключить некоторые точки, повторить на них наблюдения и т. п.
При геодезическом ориентировании оператор выполняет измерение координат опорных точек в системах снимков и вводит в память ЭВМ их координаты в системе местности. Соответствующая программа по формулам (8.21) вычисляет пространственные координаты этих точек, составляет и решает систему уравнений (8.34) под условием [vv]=min и находит элементы внешнего ориентирования модели. При наблюдении стереоскопической модели программа автоматически построит эпиполярные изображения, при наблюдении которые оператор не обнаружит 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.
§ 67. Дифференциальное трансформирование
Сложности, возникающие при создании фотопланов местности с крупными формами рельефа, и малая эффективность фототрансформирования по зонам привели к разработке принципиально 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 следующем.
В пределах некоторого 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, фокусным расстоянием аэрокамеры и точности трансформирования.
Р
еализация
этой идеи на универсальных
стереофотограмметрических
приборах сводится к следующему (рис.
9.10).
Наблюдая по ориентированным снимкам P1 и P2 модель местности, оператор удерживает на ее поверхности (в точках A, B, C и др.) измерительную марку, автоматически перемещающуюся параллельно оси Y прибора. Синхронно с маркой над плоскостью E с уложенным на нее фотоматериалом перемещается щель, 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.
Поскольку 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 (рис. 9.11).
Пусть ортоизображение формируется через щель длиной l в направлении, перпендикулярном сканированию. При уклоне местности превышение между крайними точками щели
,
где m – знаменатель масштаба снимка.
Тогда искажение точки орто, вызванное превышение h в пределах щели, можно найти по следующей формуле, вытекающей из (3.40):
.
Отсюда
размер щели, через которую проектируется
изображение местности с уклоном
при заданном перспективном
искажении орто:
. (9.5)
При f=150 мм, r=100 мм, tg=0,15 (8,5) и орто =0,3 мм l 6,0 мм.
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 продолжительность операций по получению одного ортофотоснимка составляет около двух часов.
Формула (9.5) расчета ширины щели корректируется с учетом конструктивных особенностей конкретного прибора, с помощью которого выполняется ортотрансформирование.
Заметим, что если профилирование осуществляется по предварительно ориентированной модели местности, то полученный ортофотоснимок будет отнесен к горизонтальной плоскости. Если же внешнего ориентирования модели не выполнялось, то этот снимок будет соответствовать некоторой наклонной плоскости, и для его приведения к ортогональной проекции необходимо выполнить трансформирование по опорным точкам. В обоих случаях снимки должны быть взаимно ориентированы, а величины остаточных искажений ортофотоснимка, вызванные влиянием рельефа местности, не будут превышать значения, принятого при расчете ширины щели по формуле (9.5).