Цифровое ортофототрансформирование снимков

Равнинной местности

При фототрансформировании снимков матрицу высот (МВ) можно не использовать, если в пределах рабочей площади снимка смещения точек, вызванные рельефом местности, не превышают допустимой величины. Чтобы рассчитать допустимый перепад высот, вызывающий такие смещения, запишем формулу (15) в следующем виде:

, (16)

где r - радиус-вектор угла рабочей площади снимка (см. раздел 9).

Из трансформированных снимков монтируют фотоплан, являющийся основой контурной части карты, на которой смещения точек, вызванные рельефом местности, не должны превышать dr_hдоп = 0,3 мм (рис. 23).

Фотоплан создаётся в более крупном масштабе, чем снимок, поэтому смещения точек на снимке в пределах рабочей площади не должны превышать

, (17)

где к_т = m/M- коэффициент фототрансформирования, М - знаменатель масштаба фотоплана, m - знаменатель масштаба снимка. После подстановки формулы (17) в (16) получим допустимое предельное превышение на местности.

.

На местности превышения рассчи-тываются от средней плоскости Е. Поэтому допустимый перепад высот Q (называется высотой зоны) будет равен удвоенному предельному превышению, и его можно рассчитать по формуле

.

Если в пределах рабочей площади снимка Q ≥ A_MAX - A_MIN, где A_MAX - максимальная и A_MIN - минимальная высоты, то в формулы (4) для всех точек снимка вместо их высот Z можно подставить среднюю высоту
Z_СР = и при фототрансформировании снимка матрицу высот не использовать. Особенность состоит в том, что трансформированное изображение будет получено в центральной проекции, а не в ортогональной. Однако отклонения точек этого изображения от положений, соответствующих условию ортогонального проектирования, не будут превышать 0,3 мм.

27. монтирование Фотоплана

Фотоплан - план местности, составленный из трансформированных снимков, который по точности планового положения контуров соответствует топографической карте.

Фотоплан может использоваться как самостоятельный вид картографического документа, так и в качестве основы для сбора векторной информации о контурной части создаваемой цифровой карты. Фотоплан составляют из рабочих площадей трансформированных снимков. Чтобы соединить соседние снимки, нужно провести на них линию разреза по середине зон продольных и поперечных перекрытий. При проведении линии нужно соблюдать следующие требования:

- линейные объекты нужно разрезать под прямым углом;

- нельзя проводить разрез вдоль линии, разделяющей объекты разного тона (темные и светлые);

- нельзя проводить разрез через объекты, имеющие хозяйственное назначение или служащие ориентирами;

- населённые пункты нужно обходить. Если этого сделать нельзя, то разрез лучше провести по широкой улице или огородам.

Принцип соединения цифровых снимков можно пояснить на примере соединения четырёх трансформированных снимков (рис. 24): два Р_1-1и Р_1-2 в верхнем маршруте и два Р_2-1и Р_2-2 в нижнем маршруте. Для обеспечения стыковки строк в соседних снимках снимки должны иметь одинаковый размер пикселей и кратные этому размеру начала систем координат. Посредине продольного и поперечного перекрытий снимков проводят полилинии, которые будут линиями их разреза. Пиксели, через которые проходят линии разреза, будут граничными пикселями. С учётом размеров изображений компьютер формирует матрицу фотоплана, которая должна по площади накрывать четыре снимка. Там где нет изображения, пиксели матрицы останутся пустыми (белые квадраты). Заполнение строк компьютер выполняет слева направо и сверху вниз. Каждая строка матрицы заполняется вначале соответствующей строкой левого и верхнего снимков, включая граничные пиксели. После граничных пикселей строка заполняется соответствующей строкой правого и нижнего снимков. В результате компьютер сформирует фотоплан.

Оценку точности смонтированного фотоплана производят 1) по точкам сети фототриангуляции, 2) вдоль линий разреза соседних снимков, 3) вдоль рамок, общих с соседними фотопланами или картами.

1. Средние расхождения плановых координат на точках сети фототриангуляциине долж-ны превышать 0,5 мм для равнинных и всхолмленных районов и 0,7 мм для горных районов.

2. Средняя величина не совмещения одинаковых контуров на линиях разреза соседних снимковне должна превышать 0,7 мм для равнинных и всхолмленных районов и 1,0 мм для горных районов.

3. Несовмещения одинаковых контуров на рамке фотоплана при сводке с соседним фотопланом (картой) не должны превышать 1,0 мм для равнинных и всхолмленных районов и 1,5 мм для горных районов.

Съёмка рельефа и контуров

Съёмку рельефа выполняют только в стереоскопическом режиме. Съёмку контуров выполняют в стереоскопическом режиме по стереопарам или по фотоплану. Стереосъёмку контуров выполняют при создании топографических карт на всхолмленные, горные и высокогорные районы, а также на территории с многоэтажной застройкой. Съёмку контуров по ортофотоплану используют при создании топографических карт на равнинные и всхолмленные районы, незастроенные территории или с малоэтажной застройкой.

Стереосъёмку рельефа и контуров производят в пределах рабочих площадей стереопар. На их границах производят сводку контуров и горизонталей. Нестыковка контуров не должна быть больше 0,6 мм в масштабе карты, а одноимённых горизонталей - не больше одной трети высоты сечения рельефа. При величине заложения горизонталей менее 2 мм, нестыковка одноимённых горизонталей не должна быть больше 0,7 мм в масштабе карты.

Съёмка рельефа

Съёмку рельефа выполняют либо с использованием ЦМР, по которой в автоматическом режиме строят горизонтали, либо их проводит оператор путём трассирования. Трассирование горизонталей вручную целесообразно применять для равнинной, открытой, мало пересечённой местности. При трассировании горизонталей на участках, покрытых лесом или высокой растительностью, высоту марки над поверхностью модели следует увеличить на их высоту. На плоских участках местности бывает трудно определить направление ската и куда нужно вести марку. В этом случае набирают пикеты и путём интерполирования между ними определяют положения горизонталей. Для плоской местности c большим количеством точек разной оптической плотности и цветности можно использовать автоматическое построение ЦМР с последующим редактированием. В рельефной местности оператор вычерчивает структурные линии рельефа (создаёт скелет местности), набирает пикеты на характерных точках рельефа, а затем выполняет автоматическое построение TIN и горизонталей. Завершив съёмку рельефа, точность положения горизонталей проверяют по контрольным точкам, высоты которых были получены либо при построении сети фототриангуляции, либо в ходе полевых геодезических измерений или же набором пикетов другим оператором.

Проведя горизонтали, измеряютхарактерные точки рельефа, отметки которых должны быть подписаны на карте. При создании карт масштабов 1:2000, 1:1000 и 1:500 измеряют также отметки полотна автомобильных и железных дорог, тротуаров и проезжей части улиц, люков подземных коммуникаций и т.п. согласно содержанию данной топографической карты. Количество таких отметок, например, на карте плоскоравнинных районов должно быть не менее 10-15 на 1 дм².

Съёмка контуров

Съёмку контуров выполняют по фотоплану или по стереомодели местности. Фотопланы изготавливают на равнинные и всхолмленные районы, а также на сельские населённые пункты с малоэтажной застройкой. Стереорисовку контуров выполняют по снимкам горных и высокогорных районов, а также городских населённых пунктов с многоэтажной застройкой.

Съёмку контуров выполняют по слоям с одновременным дешифрированием и кодированием объектов. В каждом слое зарисовывают однотипные объекты: гидрография, растительность, авто- и железные дороги, сельхозугодия, населённые пункты и т.д. Контуры отбираются согласно требуемой нагрузке топографической карты данного масштаба. Рисовка контуров сопровождается указанием семантической информации, для чего используется классификатор топографических объектов на соответствующий масштабный ряд топографических планов и карт. Объекты, не дешифрируемые по стереомодели, отмечают в задании на полевое дешифрирование и досъёмку.

Если в памяти компьютера имеется библиотека условных знаков, то при наведении марки на отдельные объекты (дерево, труба, церковь и т.п.) можно подать команду на вычерчивание соответствующего условного знака.

Съёмка контуров связана с дешифрированием аэроснимков, которое выполняют преимущественно камерально. Но его дополняют полевым дешифрированием, которое осуществляют с наземных маршрутов или выполняют аэровизуальное дешифрирование с вертолёта или самолёта, пролетая над земной поверхностью на высотах 200-300 м. Сплошное полевое дешифрирование производят в крупных населённых пунктах и на участках, где много не дешифрируемых камерально топографических объектов.