Расчет величины элемента геометрического разрешения для сканирования снимков

Перед сканированием снимков выполняется расчет оптимального элемента геометрического разрешения Р, исходя из: требуемой точности определения плановых координат Vs (0,2 мм) и высот Vz (0,2 hс ) точек фотограмметрической модели; передачи разрешающей способности исходного снимка R (в мм^-1); разрешающей способности графического фотоплана 70 мкм; -масштаба карты (плана) M_k, масштаба обрабатываемых снимков M_c, величины фокусного расстояния камеры f базиса фотографирования на снимке b.

Величина элемента разрешения для обеспечения точности определения плановых координат составит

Для обеспечения точности определения высот

Для обеспечения разрешающей способности снимка

Для обеспечения разрешающей способности графических фотопланов

В первых двух формулах цифра 2 - коэффициент, учитывающий потерю точности из-за процессов обработки: сканирования, опознавания, стереонаведения и измерения точек. За окончательное из Ps, Pz, PR, РР берется их минимальное значение.

Например, если план масштаба 1:2 000 с сечением рельефа 1,0 м составляется по аэроснимкам масштаба 1:10 000, полученным АФА формата 18x18 см с фокусным расстоянием 100 мм и разрешающей способностью 40 мм^-1, то Ps = 20 мкм, Pz = 14 мкм, PR =10мкм, РР =14мкм. Чтобы выполнить все условия требуется элемент сканирования снимков 10 мкм. На практике часто приходится оптимизировать соотношения между элементом разрешения цифрового изображения и объемом цифровой информации. При этом следует иметь в виду, что если для обеспечения точности плана или фотоплана выбрать элемент разрешения 14 мкм, то он не обеспечит полностью дешифрируемость цифрового изображения на экране монитора. В этом случае дешифрирование мелких объектов должно выполняться традиционными методами.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ДЛЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИХ РАБОТ

Программное обеспечение для выполнения фотограмметрических работ должно базироваться на строгих математических решениях (если таковые известны) фотограмметрических задач и позволять реализовывать всю геометрическую точность аналоговых или цифровых снимков с учетом их проекции, масштаба, измерительных и изобразительных качеств.

Используемые при этом алгоритмы должны обеспечивать максимальную автоматизацию выполнения основных процессов ориентирования снимков, построения фотограмметрической модели и получения цифровой информации о местности. Алгоритмы должны быть насыщены логическими операторами контроля полноты и правильности данных; решение основных этапов должно сопровождаться оценкой точности.

Программное обеспечение должно гарантировать решение задачи во всех случаях, когда оно теоретически возможно. При этом не допустимы какие-либо ограничения, связанные с быстродействием и объемом памяти современных компьютеров.

Пользовательский интерфейс должен обеспечивать удобство работы с системой. Программная документация должна быть полной и ясной. Составляющей частью программной документации должна служить хорошо развитая справочная информация.

Программное обеспечение должно поддерживаться авторским сопровождением, предусматривающим учет опыта производственного функционирования и модернизацию в соответствии с общими тенденциями развития программно-технологических средств.

С учетом ограниченного срока функционирования программного продукта, следует следить за его периодическим обновлением, чтобы он полностью отвечал вновь возникающим потребностям производства и возможностям наиболее распространенных в конкретный момент операционных систем и средств вычислительной техники.

Программные средства цифровых и аналитических приборов должны позволять выполнять обработку одиночных снимков, отдельных стерепар, множества снимков в пределах фотограмметрической сети произвольного размера и конфигурации. Программные средства должны обеспечивать:

- внутреннее ориентирование снимков по произвольному числу координатных меток (не менее 4) или крестов (не менее 25) с возможностью учета поправок за дисторсию объектива съемочной камеры;

- взаимное ориентирование по произвольному (не менее 6) числу точек снимков стереопары;

- внешнее ориентирование по произвольному числу плановых, высотных, планово-высотных опорных точек;

- восстанавление ориентирования одиночных снимков и отдельных стереопар на основе элементов их внутреннего и внешнего ориентирования, полученных на стадии фотограмметрического сгущения или в процессе съемки;

- сбор цифровой информации о рельефе в виде горизонталей, профилей, регулярной и нерегулярной сетки ЦМР, отдельных пикетов, урезов воды, структурных линий и т.д.;

- сбор цифровой информации о контурах с настраиваемым классификатором и информационным обеспечением, использованием шаблонов типов объектов (прямоугольник, окружность, параллельные линии и др.), автоматизирующих процесс сбора;

- редактирование цифровой информации с использованием автоматизированных процедур (слияние, разделение, примыкание, заимствование метрики, конструирование объектов из отдельных элементов, удаление, добавление, перемещение точек, линий, объектов и т.п.);

- представление собранной цифровой информации в широко распространенных форматах и в виде графических копий, полученных с учетом результатов калибровки плоттера.

Программные средства цифровых приборовдополнительно должны позволять:

- обрабатывать цифровые изображения (черно-белые и цветные) в несжатых и сжатых (с различной степенью) форматах;

- обеспечивать стереоскопические измерения цифровых изображений с использованием оптического (бинокулярная стереонасадка) и электронного (стереоочки) методов;

- автоматически опознавать и измерять изображения координатных меток и выполнять внутреннее ориентирование цифровых снимков;

- выполнять автоматическое стереоотождествление и измерение идентичных точек перекрывающихся снимков при цифровой фототриангуляции, а также на процессах взаимного и внешнего ориентирования снимков стереопары, построения по стереопаре цифровых моделей рельефа и сбора контуров;

- использовать для ортотрансформирования информацию о рельефе, представленную в виде горизонталей, пикетов, регулярной и нерегулярной ЦМР и их сочетания;

- получать ортотрансформированное изображение с пикселем произвольного размера, выбранного с учетом соотношения масштабов аэросъемки и ортофотоплана и элемента сканирования фотоснимков;

выполнять автоматическое выравнивание плотностей фотомозаик при формировании из них ортофотоплана;

- выполнять векторизацию контуров по одиночным снимкам, ортоизображению, стеремодели.

Программное обеспечение цифровых приборов может иметь процедуры автоматического дешифрирования цифровых изображений отдельных топографических объектов.

Для аналитической фототриангуляции могут использоваться программные средства двух типов.

1) Фототриангуляция встроена в общую автоматизированную фотограмметрическую систему обработки снимков на аналитическом или цифровом приборе (он-лайн). При этом программы фототриангуляции жестко связаны с внутренней информационной базой системы, и состав программ диктуется технологическими решениями, реализуемыми в этой системе. Целесообразно, чтобы информационная база системы содержала файлы измеренных координат точек снимков и других исходных данных, относящихся к фототриангуляции, в текстовом формате. Это позволит при необходимости переносить информацию в другие программные продукты для независимого контроля результатов обработки, сравнения различных систем и объективной оценки их. Отсутствие таких файлов в какой-либо системе должно служить предостерегающим сигналом в отношении принятия решения о ее использовании.

2) Комплексы программ для технологической обработки фотограмметрических измерений общего назначения, не накладывающие ограничения на приборы и методы сбора информации по снимкам (оффлайн). Окончательные результаты вычислений должны быть пригодны для использования в любых обрабатывающих фотограмметрических приборах. Состав процедур и модулей таких комплексов должен позволять компилировать исполняемые файлы применительно как к задачам топографической съемки, так и к другим специальным задачам, в том числе и к проектированию работ.

3) Комплексы программ второго типа должны складываться, в свою очередь, из нескольких взаимно связанных компонентов. В минимальный перечень должны входить следующие компоненты:

- библиотечный, объединяющий программы составления и ведения библиотек геодезических проекций, измерительных приборов и съемочных камер;

- маршрутной фототриангуляции с программами подготовки исходных данных или заимствования их из других систем (аналитических или цифровых) и самой маршрутной фототриангуляции (с построением свободной и внешне ориентированной сети); сюда же могут входить дополнительные программы, обеспечивающие удобство анализа протоколов маршрутной фототриангуляции и сопоставления смежных маршрутных сетей;

- блочной фототриангуляции, включающей программы подготовки заданий на уравнивание блока, самого уравнивания различными способами и анализа протоколов счета;

- сервисный, включающий программы составления различных каталогов координат точек уравненной фототриангуляционной сети, а также программы подсчета установочных данных, упрощающих процедуры ориентирования одиночных снимков и стереопар на фотограмметрических приборах;

В комплекы программ могут входить и другие компоненты, например, исследовательский, позволяющий проверить, как влияет изменение каких-либо параметров фототриангуляцинной сети на ее точность, и подобрать оптимальный вариант сети.

В оптимальном варианте целесообразно иметь на производстве для фототриангуляции как программное обеспечение, непосредственно входящее в систему аналитического или цифрового фотограмметрического прибора, так и независимый от этой системы комплекс программ общего назначения.

Программное обеспечение, как первого, так и второго типов должно удовлетворять следующим основным требованиям:

- программы должны позволять создавать фототриангуляционные сети произвольных размеров, реально встречающихся или потенциально возможных в производстве.

- должны восприниматься любые виды опорных данных, в том числе элементов внешнего ориентирования снимков; при этом должна предусматриваться возможность задания неравноточных опорных данных;

- в каждом конкретном случае точность решения должна зависеть только от геометрии фототриангуляционной сети и погрешностей исходных данных.

Используемое программное обеспечение для построения сетей фототриангуляции должно обеспечивать стабильные результаты точности независимо от масштаба картографирования, физико-географических условий района работ и условий аэросъемки.