Трансформирование снимков

Трансформирование аэрофотоснимков – это преобразование плановых или перспективных снимков в горизонтальные снимки заданного масштаба.

Трансформирование различают фотомеханическое и компьютерное.

Фотомеханическое трансформирование выполняется на фототрансформаторах (рис. 12.4). Для трансформирования должны быть известны координаты четырех изображенных на снимке опорных точек. Планшет с нанесенными на него опорными точками помещают на экран 1, проецируют на него негатив снимка, заложенный в кассету 3 и, изменяя масштаб изображения и поворачивая экран и негатив, добиваются совмещения опорных точек на планшете с соответствующими точками проекции негатива. Полученное на экране трансформированное изображение фиксируют на фотобумаге.

Рис. 12.4 Фототрансформатор Seg-5 (ФРГ):

1 – экран; 2 – объектив; 3 – кассета;

4 – осветительное устройство

Однако при таком трансформировании не устраняются искажения, обусловленные рельефом местности, которые для горных районов весьма существенны. Такие искажения устраняют, трансформируя снимок по зонам, имеющим разную высоту, или с помощью щелевых трансформаторов.

Для компьютерного трансформирования аэрофотоснимок преобразуют в цифровую форму, после чего преобразования выполняют по стандартным компьютерным программам.

По компьютерным программам выполняется и трансформирование сканерных снимков.

Составление фотопланов и фотосхем

Фотоплан монтируют из трансформированных аэроснимков. Основой фотоплана служит бумага, наклеенная на лист алюминия или картона. На основу наносят координатную сетку и по их координатам - опорные точки. На трансформированных снимках опорные точки прокалывают пуансоном, после чего, совмещая отверстия на снимках с опорными точками на основе, середину снимков приклеивают к основе. Наклеив два соседних снимка, разрезают их по середине перекрытия и подклеивают края на стыке снимков. Покрыв снимками всю площадь, получают единое фотографическое изображение местности, соответствующее по точности топографическим планам того же масштаба. Обычно на фотоплан наносят координатную сетку и подписывают названия населенных пунктов, рек и других объектов.

Фотосхемумонтируют без использования опорных точек. Смежные снимки совмещают методом "мигания". На снимок, закрепленный на основе, накладывают смежный снимок и быстрыми отгибаниями его в зоне перекрытия совмещают контуры снимков. Закрепив середину смежного снимка, оба снимка разрезают по середине перекрытия. Продолжая, получают фотографическое изображение местности – фотосхему, менее точную, но требующую меньше времени для ее составления. Можно составлять фотосхемы и из нетрансформированных аэроснимков.

Составление по снимкам топографических планов

Планы местности по снимкам составляют, применяя стереофотограмметрический метод, заключающийся в совместной обработке пар перекрывающихся аэроснимков, полученных фотографированием местности из двух разных точек. Два снимка одного участка местности, полученные фотографированием из разных точек, называют стереопарой.

Если выполнить взаимное ориентирование двух смежных снимков, то есть установить их в то же взаимное положение, которое они занимали в момент съемки, то пересечения лучей, проведенных через центры проектирования от одноименных точек на снимках, образуют пространственную модель местности. Масштаб такой модели равен отношению расстояния между центрами снимков к расстоянию между центрами проектирования - базису фотографирования.

Выполнив внешнее ориентирование построенной модели, то есть повернув ее и изменив масштаб таким образом, чтобы координаты и высоты опорных точек модели стали равны известным из наземных геодезических измерений плановым координатам и высотам, выраженным в заданном масштабе, получают модель, по которой можно определять координаты и высоты всех других точек местности.

Взаимное и внешнее ориентирование снимков и последующие измерения на модели местности выполняют, используя стереофотограмметрические приборы.

Рассмотрим идеальную стереопару (рис. 12.5), в которой оба снимка и базис фотографирования B горизонтальны. Локальные плоские координаты Х_C, Y_C любой точки C можно вычислить по измеренным координатам , ее изображения на снимке (например, левом):

; .

где H – высота фотографирования;

f – фокусное расстояние аэрофотоаппарата.

За начало локальных координат принята проекция O₁ точки S₁ на исходную уровенную поверхность.

Превышения между точками местности вычисляют по разностям их продольных параллаксов. Продольным параллаксом p_c точки c называется разность абсцисс ее изображений на левом и правом снимках стереопары:

p_c = .

Аналогично для точки A:

p_a = .

Из рис. 12.5 видно, что

. (12.2)

Рис. 12.5 Идеальная стереопара

Аналогично для точки A:

. (12.3)

Вычитая (12.3) из (12.2), после преобразований получим:

,

где Dp = p_a - p_c - разность продольных параллаксов;

b = p_c – базис фотографирования, выраженный в масштабе снимка.

Измерив разности продольных параллаксов Dp между изображениями характерных точек местности и опорных точек, высоты которых известны, вычисляют превышения, а затем и высоты определяемых характерных точек.

Обработку стереопар выполняют с помощью цифровых фотограмметрических станций (рис. 12.6), представляющих собой программно-аппаратные комплексы (компьютер, стереоочки, фотограмметрический сканер, программное обеспечение). В ходе обработки выполняется сканирование фотоснимков, их ввод в цифровой форме в память компьютера, взаимное и внешнее ориентирование, визуализация стереопар на экране дисплея. Оператор, наблюдая стереопару через стереоочки, наводит курсор на нужные точки, и компьютер вычисляет их координаты. Автоматически в интерактивном режиме выполняется отслеживание контуров и горизонталей. По результатам обработки стереопар создается план местности, изображение которого высвечивается на экране. Оператор редактирует его, вводя нужные условные знаки и исправляя неточности. Созданный план хранится в цифровом виде и может быть отпечатан на плоттере. Для обработки снимков служат такие программные продукты, как ERDAS Imagine, ENVI, PHOTOMOD, Талка и др.

Рис. 12.6 Цифровая фотограмметрическая станция ЦНИИГАиК