3. Построение и уравнивание фототриангуляционной сети

Построение фототриангуляционной сети в пределах маршрута или блока выполняется в автоматическом режиме с использованием различных методов. Задача оператора на этом этапе фотограмметрической обработки сводится к выбору методы уравни­вания (независимые или полузависимые модели, уравнивание мар­шрутов, подблоков, связок проектирующих лучей и т. п.), а также оп­ределению критериев для подготавливаемого программой отчета. Критерием качества построения и уравнива­ния фотограмметрической сети служат величины расхождений исходных и найденных по резуль­татам уравнивания ко­ординат, которые не должны превышать:

• для опорных точек, по которым выполнено внешнее ориентиро­вание – 0,2 мм в масштабе карты в плановом поло­жении и 0,15 сечения рельефа по высоте;

• для контрольных опорных точек – не более 0,3 мм в масштабе создаваемого плана и 0,1–0,25 м по высоте при сечении рельефа 0,5–1,0 м;

• связующих точек смежных маршрутов – не более 0,5 мм в мас­штабе создаваемого плана (карты).

Надежность уравнивания фотограмметрического блока повыша­ется, если число использованных опорных точек в полтора – два раза превышает минимально необходимое.

При этом наиболее достоверную оценку по­лучают по контроль­ным опорным точкам, координаты которых использовались при урав­ни­вании. Важно, чтобы эти точки располагались в наиболее сла­бых местах фототриангуляционной сети, примерно по середине между опорными точками, по которым выполнялось уравнивание.

Окончательное уравнивание фототриангуляционных сетей часто выполняют с помо­щью специализированных программ типа ORIMA, в которых реализованы более стро­гие алгоритмы обработки, а также имеются широкие графические и статистические возмож­ности диагностики ошибок. Поэтому обработка аэроснимков сред­ст­вами цифровых фотограмметрических систем за­час­­тую ог­раничивается из­мере­нием координат и параллаксов точек, исключением грубых ошибок и экс­портом результа­тов измерений снимков в эти специализированные программы.

2.Цифровые модели рельефа. Способы построения цифровых моделей рельефа.

Известно, что топографическая поверхность в общем случае может быть представлена как в аналоговой форме, так и в цифровой. В первом случае имеют в виду изображение по­верхности горизонталями или отмывками, а во втором – в виде каталога координат опре­де­лен­ным образом упорядоченных точек, описания связей между ними и алгоритма опреде­ле­ния высот точек в зависимости от их местополо­жения. С учетом этого можно дать сле­дую­щее определение цифровой модели рельефа (поверхности):

Цифровая модель рельефа (ЦМР) представляет собой математи­ческое описание земной поверхности с помощью совокупности распо­ложенных на ней точек, связей между ними, а также метода опреде­ления высот произвольных то­чек, принадлежащих об­ласти моделиро­вания, по их плановым координатам.

Применяемые в настоящее время способы построения цифровой модели рельефа, в зави­симости от принятой схемы размещения точек и типа математической модели, можно ус­ловно разделить на две группы.

Первая группа объединяет способы, основанные на нелинейной ин­терпо­ляции высот с использованием полиномов, сплайнов, корреля­цион­ных функций и т. п., различающиеся видом используемой функ­ции, способом отбора исходных пунктов и пр.

Параметры приме­няе­мой математической модели вычисляют по исход­ным точкам, а затем используют для интер­поля­ции высот произ­вольных точек области моде­лирования по их плано­вым координатам.

Полиномиальные способы предполагают представление модели­руемой поверхности в виде полинома второй или третьей степени вида

. (11.10)

Для отыскания неизвестных коэффициентов полинома для каж­дой опорной точки со­ставляют уравнение поправок, в котором в каче­стве неизвестных приняты коэффициенты полинома a₀…a₅. Коэффици­енты при неизвестных определяют как функции координат в соответст­вии с уравнением (11.10), а свободные члены находят как разности между отметками опорных точек и их вычисленными значе­ниями при на­чальных значениях неизвестных. По­лученную систему решают по­следовательными приближениями, в каждом из которых неиз­вестные находят методом наименьших квадратов, под условием [pv²]=min. Най­денные таким образом коэффициенты a₀…a₅ используют для ин­терполяции высот произ­вольных точек области мо­делирования в соот­ветствии с уравнением (11.10).

Кусочно-полиномиальные способы предполагают деление области моделирования на уча­стки, подбор для каждого участка своего ло­кального полинома вида (11.10) и последую­щую связь локальных по­линомов с помощью переходных уравнений. Во всех случаях возни­кают переопределенные системы, решение которых выполняют ме­тодом наименьших квад­ратов, под условием минимума суммы квадра­тов расхождений высот точек реальной и аппрок­сими­рующей поверх­но­стей.

Сходные по характеру решения используют способы, основанные на применении ря­дов Фурье (разложения по сферическим гармони­кам), различного рода сплайнов (кубические, бикубические, на много­образиях и др.) и т. п.

Вторая группа объединяет способы, основанные на построе­нии геометрически упорядоченной (регулярной или нерегулярной) модели, элементами которой являются либо определенным образом упорядоченные линии, либо поверхности многогранников (треугольников, четырехугольников или иных фигур). Во втором случае поверхность задается точками в вершинах геометрически правильных фигур (треугольников, квадра­тов и др.) исходя из предположения, что ограничи­ваемая ими поверхность имеет одинаковый и однообразный уклон.

В зависимости от схемы расположения исходных точек и характером связей между ними выделяют следующие типы ЦМР:

1.Структурная модель местности пред­ставляется отметками то­чек, размещенных в ха­рактерных точках рельефа – на линиях водо­разде­лов, тальвегов, в точках локаль­ного экс­тремума . Та­кая мо­дель наиболее точно отражает поверхность ми­нимальным чис­лом то­чек, однако ее использование затруднено.Такая модель называется структурно-цифровой моделью или структурно-лингвистческой моделью.