Реализация метода фотограмметричесиого проектирования

Применяя системный подход, формализуем описанные технологические процессы. Будем обозначать переменной Хвходные величины, а переменной Y — выходные.

При фотограмметрическом проектировании входные величины в общем случае могут включать множество измерений Х,, множество базисных элементов Х,, множество связей Х,, множество элементовпроектного задания Х, Выходные величины включают агрегативную (Y,), обобщенную (К,), объектную (Y,) модели.

Для описания основных процессов достаточно трех формализованных выражений:

где Р, — построение агрегативной модели У, как отображения декартова

произведения подмножества Х, базисных элементов и множе-
ства связей объекта Х,;

Р, — построение обобщенной модели У, как отображения декартова

произведения подмножества К, реальных измерений и агрега-
тивной модели У,;

Р, — построение объектной модели У, как отображения декартова

произведения подмножества У, элементов обобщенной модели
и множества данных проектного задания Х,,

Такой подход к получению проектных решений в ГИС применим для широкого класса геообъектов, элементы которых имеют определенную структуру,

Принципиальным в данной технологии следует считать возможность получения проектных решений для двух классов задач: для объектов, полностью изображенных на снимках, и для объектов,изображенных частично или не изображенных на снимках.

В п е р в о м случае возможно построение статической модели объекта или при наличии набора снимков ( измерений, разделенных по времени) динамической модели изменения состояния объекта.

При построении с т а т и ч е с к о й модели используют набор снимков видимой части объекта при условии их получения в одно время.

Для построения д и и а м и ч е с к о й модели применяют снимки объектов, полученных в разное время, На основе набора снимков получают либо картину развития процесса за период исследований,либо визуальное представление области изменения.

Во в т о р о м случае для объектов, изображенных частично или не изображенных на снимках, процесс получения модели возможен на основе разложения объекта на базисные составляющие по видимойчасти фотографии и моделирования той части объекта, которая на снимках не показана.

Таким образом, технология фотограмметрического проектирования позволяет решать принципиально новый класс задач: построение чертежей и моделей объектов, которые в явном виде на фотоснимкене изображены.

Рис. 6.5.Применение фотограмметрического проектирования для построения цифровой модели
объекта: а — вид современного южного фасада, построенный на основе обобщенной цифровой
модели; б — вид южного фасада Никольской церкви на Старом Ваганьково, построенный
на основе обобщенной цифровой модели и архивного снимка; в — фотограмметрический проект
восточного фасада церкви, невидимого на снимке

Рис. 6.5.(Продолжение)

Следует отметить, что такие задачи решаются только для класса геоинформационных объектов, которые с помощью процедур декомпозиции могут быть р а з л о ж ен ы на полный набор базисныхсоставляющих элементов и определены на множестве правил преобразования и построения.

В качестве примера применения фотограмметрического проектирования можно привести построение проекта фасадов Никольской церкви на Старом Ваганьково (ныне ДК им, П. Морозова, г, Москва) сиспользованием архивного снимка южного фасада.

При проведении комплекса полевых работ были сделаны обмеры объекта по всем фасадам, что позволило создать обобщенную цифровую модель современного состояния объекта, по которой были построены все четыре фасада.

На рис. 6.5, а показана объектная модель (чертеж южного фасада), созданная в результате обработки современных снимков и построения обобщенной модели,

Затем был использован единственный архивный снимок этого же южного фасада, На основе комплексной обработки данных со снимка и обобщенной цифровой модели современного состояния объектабыла построена новая обобщенная цифровая модель объекта до его реконструкции.

На рис. 6,5, б покыана объектная модель этого же фасада, полученная путем синтеза современных снимков и одного архивного,

Поскольку обобщенная модель была определена на совокупности правил преобразования и построения, это дало возможность построить невидимый на снимке фасад, применяя эти правила кобобщенной модели объекта.

На рис. 6.5, в показана объектная модель восточного фасада, построенная на основе обобщенной модели объекта до периода ее реконструкции, Таким образом, с использованием концепций ГИС решенапринципиально новая задача — определение планов объекта, невидимых на фотоснимках

ВЫВОДЫ

Цифровое моделирование является основой организации, хранения, обновления и представления пространственно-временных данных в ГИС

Цифровые модели ГИС совершенствуются, появляются новые, например цифровая модель явления,

Особенность формирования ЦММ в геоинформационных технологиях заключается в создании их как сщруктуры базы данных.

Информационно ЦММв системе ГИС должка быть переопределена по отношению к модели одиночного обьекта. Она должна содержать не только параметры обьекта, но и свойства классаобъектов, а также набор методов преобразования и построения объектов этого класса.

Метод фотограмметрического проектирования появился как развитие технологий цифрового моделирования в ГИС. Он имеещ следующие основные преимущества:

Уменьшение объема семантического моделирования при сборе информации за счет определения меньшего числа связей между злеменщами объекта по сравнению с большим числом связей междумножеством точек объекта.

2, Сокращение обьема геометрического моделирования при сборе информации за счет измерения меньшего числа параметров элементов по сравнению с большим числом координат точек объекта.

3. Упрощение процесса построения реляционной модели базы данных благодаря использованию более типизированной модели базисных объектов по сравнению со слаботипизированной модельюмножества точек,

4, Появление дополнительных возможностей контроля и коррекции метрических данных за счет использования известных свойств структур базисных моделей.

5. Расширение возможностей автоматизированного ввода информации (автоматизированное распознавание образов) благодаря использованию известного набора форм базисных моделей,

6. Более эффективное использование технологий НАПР и получение проектных решений.

7. более эффективное использование графических баз данных на этапе сбора информации, поскольку при разложении модели объекта применяются графические примитивы. При этом исключаютсяпроцедуры преобразования наборов точек объекта в элементы графической базы данных на этапе моделирования,