3.4 Создание фотопланов

Фотопланы изготавливаются:

- как самостоятельный вид топографической продукции (фотоплан, ортофотоплан, фотокарта, ортофотокарта);

- как основа для сбора по ней цифровой векторной информации.

Для изготовления фотопланов используются цифровое трансформирование снимком. Для трансформирования должны использоваться черно-белые, цветные или спектрозональные снимки, полученные, как правило, узкоугольными и нормальноугольными съемочными камерам, для снимков которых меньше влияние рельефа на смещения изображений точек.

Процесс получения цифрового фотоплана включает следующие основные этапы:

- расчет элемента разрешения для сканирования снимков;

- ориентирование снимков;

- получение информации о рельефе;

- выбор фрагментов для трансформирования (ортотрансформирования);

- ортотрансформирование или простое трансформирование по фрагментам;

- сшивка фрагментов мозаик с выравниванием тона, коррекции изображения;

- получение трансформированного изображения в пределах заданной трапеции или границ;

- оформление.

Расчет элемента разрешения Р_Р (в мкм) для сканирования снимков выполняется исходя из разрешающей способности исходных снимков R,

Р_Р = 1000/2*R

Значения параметров внешнего ориентирования цифровых снимков, необходимые для выполнения процессов цифрового трансформирования, могут быть получены в результате построения сетей пространственной аналитической фототриангуляции или путем непосредственной фотограмметрической обработки стереопар и одиночных снимков на цифровых фотограмметрических приборах.

Информация о рельефе, необходимая для цифрового трансформирования снимков, может быть получена в результате стереофотограмметрической обработки снимков или по цифровым моделям рельефа для существующих топографических карт и планов.

Точность и плотность узлов ЦМР должна обеспечивать определение высот элементарных участков цифрового трансформированного снимка с погрешностями (в м) не более

h_пред. = 0,3 f M_К /r,

где 0,3 мм - графическая точность топографической карты ;

f - фокусное расстояние съемочной камеры (в мм);

М_К - знаменатель масштаба создаваемого фотоплана;

г - максимальное удаление точки снимка от точки надира (в мм).

Тип создаваемой цифровой модели рельефа определяется требованиями используемого для цифрового трансформирования программного обеспечения.

Если перепад высот местности не превышает удвоенной величины h_пред., трансформирование производится на среднюю горизонтальную плоскость. Допустимые значения h_пред. или превышения точек местности в пределах используемой части снимка не должны превышать значений, рассчитанных по табл. 1.

Таблица 1

Допустимые hпред. (м) при масштабе фотоплана 1:10000
для формата кадра 18х18 см и fК (мм)							для формата кадра 23х23 см и fК (мм)
Радиус рабочей площади на аэроснимке (мм)	70	100	140	200	250	350	Радиус рабочей площади на аэроснимке (мм)	90	150	210	300	600
60	7	10	14	20	25	35	90	6	10	14	20	40
70	6	9	12	17	21	30	100	6	9	13	18	36
80	5	7,5	10	15	20	26	110	6	8	11	16	33
90	4,5	7	9	13	17	23	120	5	7,5	10	15	30
100	4	6	8	12	15	21	130	5	7	10	14	28
110	4	5,5	7,5	11	14	19	140	4,5	6,5	9	13	26

Примечание. Если масштаб 1:М создаваемого фотоплана отличается от 1:10000, то допустимые высоты зон определяют умножением табличных значений на отношение М:10000.

При получение цифровой модели рельефа на цифровом фотограмметрическом приборе могут использоваться автоматический или ручной режим сбора ЦМР, либо их комбинация. В зависимости от характера рельефа шаг регулярной сетки ЦМР может меняться в пределах участка работ и стереопары. Мелкие элементы рельефа (промоины, небольшие перегибы скатов, канавы и т. п.) в пределах допустимых h_пред. не принимаются во внимание, а в населенных пунктах марка совмещается с поверхностью земли.

Для получения информации о рельефе могут использоваться цифровые карты смежных масштабов. При этом точность этой информации должна быть вдвое меньше величины h_пред., рассчитанной для высот элементарных участков.

Трансформирование снимков следует проводить в пределах полезной площади, ограниченной линиями, проведенными через середину продольного и поперечного перекрытия смежных снимков.

Размер элементарного участка (пикселя) трансформирования на местности, как правило, выбирается равным величине

= M_С  Р_Р,

где М_С - знаменатель масштаба снимка;

Р_Р - размер элементарного участка исходного цифрового снимка.

Формирование цифрового фотоплана производят из смежных цифровых трансформированных снимков с одинаковыми размерами элементарных участков по выбранным границам фрагментов ("линиями порезов"), полученным со смежных снимков. Границы «порезов», как правило, выбирают по середине зон перекрытий снимков. Линия «пореза» не должна пересекать высотные объекты и объекты, служащие ориентирами, а также не должна проходить вдоль границ объектов разного тона. При наличии таких линейных объектов, как дороги, реки и т.п. линию «пореза» следует проводить по середине объектов. При пересечении линейных объектов и четких контуров линию "пореза" следует проводить под прямым углом к этим объектам.

Для выравнивания фототона фрагментов в пределах фотоплана наиболее целесообразно использовать автоматический метод.

Цифровые фотопланы могут создаваться в пределах рамок планшетов или в произвольно заданных границах (населенный пункт, промышленный объект и др.).

На фотоплан должны быть нанесены все опорные геодезические пункты. Их следует отобразить на фотоплане условными знаками. Кроме этого должна быть нанесены рамка листа карты, координатная сетка и выполнено зарамочное оформление фотоплана.

Для получения на основе изготовленного цифрового фотоплана цифровой фотокарты на растровое фотоизображение (ортофотоизображение) накладывается векторная цифровая информация. Эта информация может включать условные знаки, линии различных типов, толщин и цветов, заливки, штриховки, подписи и т.п.

Цифровая векторная информация может включать в себя не все, а только часть слоев, например, горизонтали, гидрографию, дорожную сеть и т.д.

Точность созданных цифровых фотопланов оценивается по опорным и контрольным фотограмметрическим точкам, по линиям соединения фрагментов («порезам»), полученным со смежных снимков, и сводкам со смежными фотопланами. Контроль планового положения опорных и контрольных фотограмметрических точек выполняется по разности плановых координат изображений этих точек на фотоплане и их значений, выбранных из соответствующих каталогов.

Средние величины погрешностей в плановом положении опорных и контрольных точек не должны превышать в масштабе создаваемого фотоплана 0,5 мм в равнинных и всхолмленных районах и 0,7 мм - в горных.

Несовмещения контуров по линии соединения фрагментов не должны быть более 0,7 мм, а в горных районах - 1,0 мм.

Предельно допустимые величины несовмещений контуров при контроле по сводкам со смежными фотопланами составляют: 1,0 мм в равнинных и всхолмленных районах и 1,5 мм - в горных районах.

Как исключение, в равнинных районах допускают расхождения по сводкам до 1,5 мм (не более 5%).

Запрещается выпуск фотопланов без сводки со смежными фотопланами (или графическими планами) того же масштаба. При съемках в масштабах 1:25000 и 1:10000 должна быть выполнена такая сводка с ранее изданными картами. Если ранее изданные карты построены в иной системе координат, чем вновь созданный фотоплан, то при сводке учитывается различие координат общих углов рамок фотоплана и карты.

Контроль изобразительного качества фотоплана осуществляется визуальным сравнением с эталоном. При этом должно быть обращено особое внимание на проработанность деталей, одинаковую тональность и оптическую плотность по стыкам фрагментов соседних снимков (расхождение до 0,15 ед.), а для цветных и спектрозональных изображений - на одинаковость цветов.

В качестве конечной продукции могут служить цифровой фотоплан или фотокарта на машинном носителе в форматах, согласованных с потребителем, либо их графическая копия, полученная на соответствующих технических средствах.