Пример решения задания

ЗАДАНИЕ № 1

В рукописном виде необходимо ответить на следующие вопросы. Выбор вопросов для контрольной производится согласно таблице №1 по первым буквам в Фамилии и Имени.

1. Предмет фотограмметрии ее содержание и задачи.

2. Фототопография и фототопографические съемки.

3. История развития фотограмметрии.

4. Оптические и геометрические основы фотограмметрии.

5. Построение изображения в фотокамере.

6. Характеристика фотографических объективов.

7. Характеристика фотографических материалов.

8. Принцип получения цифровых снимков

9. Центральная проекция снимка и ортогональная проекция плана.

10. Элементы центральной проекции и ее свойства.

11. Получение снимков местности

12. Технические средства аэро и наземной фотосъемки.

13. Летательные аппараты

14. Аэрофотоаппараты

15. Вспомогательное аэрофотосъёмочное оборудование.

16. Оборудование для фотографирования с земли

17. Основные характеристики фотограмметрических цифровых камер

18. Аналитические основы одиночного снимка

19. Системы координат точек местности и снимка.

20. Элементы ориентирования снимка

21. Зависимость между пространственными и плоскими координатами точки снимка.

22. Зависимость между координатами точки местности и снимка
23. Зависимость между координатами точки горизонтального и наклонного снимков.

24. Масштаб снимка.

25. Смещение точек и искажение направлений вызванное наклоном снимка
26. Смещение точек и направлений на снимке вызванное рельефом местности.
27. Определение элементов внешнего ориентирования снимка

28. Теория пары снимков

29. Стереоскопическая пара снимков и элементы ее ориентирования
30. Зависимость между координитами точки местности и координатами ее изображения на паре снимков

31. Элементы взаимного ориентирования пары снимков

32. Уравнение взаимного ориентирования пары снимков

33. Определение элементов взаимного ориентирования

34. Построение модели с преобразованием связок проектирующих лучей
35. Внешнее ориентирование модели

36. Двойная обратная пространственная фотограмметрическая засечка

37. Особенности теории наземной фотограмметрии

38. Основные виды наземной стереофотограмметрической съемки

39. Стереоскопическое зрение измерение снимков и модели.
40. Основы стереоскопического зрения.

41. Стереоскопический эффект простейшие стереоприборы.

42. Особенности измерения цифровых снимков

43. Средства измерений

44. Принципы измерений

45. Механизм корреляции изображений

46. Внутреннее ориентирование снимка в системе координат цифрового изображения

47. Физические источники ошибок снимка

48. Технологии фототопографических съемок

49. Основные технологические схемы

50. Стереотопографический метод афс

51. Технологические схемы

52. Летносъемочный процесс

53. Трансформирование снимков и составление фотоплана

54. Общие положения

55. Перспективное трансформирование

56. Составление фотоплана

57. Понятие о привязке снимков.

58. Фототриангуляция

59. Основные понятия

60. Аналитическая маршрутная фототриангуляциа

61. Понятие о блочной фототриангуляции

62. Деформация модели и точность построения фотограмметрической сети
63. Понятие о топографическом дешифрировании снимков

64. Технологии основанные на обработке фотоснимков

65. Классификация универсальных аналоговых стереоприборов

66. Оптические универсальные аналоговые стереоприборы

67. Универсальные приборы механического типа

68. Составление планов на спр

69. Другие приборы механического типа

70. Ортофототрансформирование

71. Автоматизация обработки снимков на фотограмметрическом оборудовании
72. Понятие об универсальных стереоприборах аналитического типа
73. Особенности цифрового трансформирования и составления фотоплан
74. Назначение и области применения цифрового трансформирования снимков
75. Создание цифровых фотопланов

76. Точности цифровых трансформированных фотоснимков и фотопланов

Таблица №1

Фамилия Имя	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И	К	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Э	Ю	Я
А	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
Б	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
В	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
Г	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
Д	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
Е	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
Ж	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
З	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
И	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
К	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
Л	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
М	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
Н	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
О	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
П	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
Р	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
С	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
Т	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
У	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
Ф	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
Х	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
Ц	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
Ч	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
Ш	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26
Э	1, 21	2, 32	3, 53	4, 14	5, 25	6, 26	7, 61	8, 47	9, 54	10, 69	11, 21	12, 32	13, 53	14, 54	15, 25	16, 26	17, 61	18, 47	19, 54	20, 69	21, 41	22, 32	23, 53	24, 14	25, 73	26, 66	27, 61
Ю	28, 47	29, 54	25, 73	26, 66	27, 61	28, 47	29, 54	30, 69	31, 21	32, 22	33, 53	34, 14	35, 25	36, 26	37, 61	38, 47	39, 54	40, 69	41, 21	42, 32	43, 53	44, 14	45, 25	46, 26	47, 61	48, 47	49, 54
Я	50, 69	51, 21	52, 32	53, 23	54, 14	55, 25	56, 26	57, 61	58, 47	59, 54	60, 69	61, 21	62, 32	63, 53	64, 14	65, 25	66, 26	67, 61	68, 47	69, 54	70, 69	71, 21	72, 32	73, 53	74, 14	75, 25	76, 26

ЗАДАНИЕ № 2

Рассчитать точность определения координат и высот точек местности по стереопаре снимков. Характеристики фотокамеры взять из табл. 2.

Таблица 2

Вариант	Название фотокамеры	Размер пикселя матрицы, мкм	Фокусное расстояние фотокамеры, f	Размер кадра lx (вдоль полета) х ly (поперек полета)
			мм	пиксели	мм	пиксели
Аналоговые
	RC-30			-	230 x 230	-
	LMK			-	230 x 230	-
	АФА-ТЭ 200			-	180 x 180	-
Цифровые
	UltraCam Xp				67,9 x 103,9	11310 x 17310
	DIMAC Wide	6,8	80,5		48,3 x 69,6	7100 x 10240
	DIMAC Lite	6,8	56,6		36,8 x 49,2	5412 x 7216
	DMC				92,2 x 165,9	7680 x 13824
	Hasselblad H4d 60		81,8		40,2 x 53,7	6708 x 8956
	Rollei				24,5 x 32,6	4080 x 5440
	Canon 5d Mark II	6,2			19,6 x 29,5	3168 x 4752

Из табл. 3 взять значения высоты фотографирования Н и продольного перекрытия р%.

Таблица 3

Вариант
Высота фотографирования, Н, м
Продольное перекрытие, р, %

Данные для расчётов формируются из двух таблиц:

а) из табл. 2 выбираются данные, соответствующие последней цифре шифра студента,

б) из табл. 3 выбираются данные, соответствующие предпоследней цифре шифра. При шифре из одной цифры берется вариант 0.

Например, студент с шифром ПГ-157 берёт:

- из табл. 2 данные, соответствующие варианту 7;

- из табл. 3 данные, соответствующие варианту 5.

Точность измерений координат и параллаксов принять равной 0,5 пикселя, т. е mx = my = mp = mq = m = 0,5 пикселя. В этом случае размер пикселя, указанный в табл. 1, надо умножить на 0,5.

Пример вычислений для варианта 7 (табл. 1) и варианта 5 (табл. 2).

Исходные данные:

- стереопара снимков получена цифровой среднеформатной камерой
Hasselblad H4d 60 с размером пикселя матрицы 6 мкм;

- фокусное расстояние f = 81,8 мм или 13633 пикселя;

- формат кадра 40,2x53,7 мм или 6708x8956 в пикселях, соответственно;

- короткая сторона кадра направлена вдоль полета;

- продольное перекрытие p = 60%.

Размер пикселя D на земной поверхности вычисляется по формуле:

.

С учётом размера пикселя D точность определения плановых и высотных координат вычисляется по формулам:

.

Базис фотографирования в масштабе снимка b получим по формуле:

или в пикселях

Рассчитаем точность определения координат точек на местности mX, mY, mZ.

Поскольку в инструкции по фотограмметрическим работам принято указывать точность плановых координат вдоль радиус-вектора, рассчитаем её по формуле:

Вывод.

Точность определения координат по стереопарам для предложенных параметров следующая:

- в плане mXY = 0,1 м;

- по высоте mZ= 0,37 м.

ЗАДАНИЕ № 3.

С учетом выполненного задания № 2сделать вывод: пригодна ли фотокамера и параметры аэросъёмки для создания карты масштаба 1:1000 с сечением рельефа 1 м?

На основании выводов сделать рекомендации по выбору фотокамеры (любой из предложенного списка в таблице № 1) и оптимальных параметров аэросъёмки. Рекомендации обосновать расчётами.

Пример решения задания.

В соответствии с инструкцией по фотограмметрическим работам , средние расхождения на опорных точках после уравнивания фототриангуляции должны удовлетворять следующим требованиям:

а) остаточные средние расхождения плановых координат опорных точек должны быть не хуже 0,2 мм, умноженные на знаменатель масштаба карты Мк, т. е. mXY = 0,2 Мк.

б) остаточные средние расхождения высот не должны превышать 0,15, умноженные на высоту сечения рельефа, т. е. mZ = 0,15hсеч.

Для карты масштаба 1:1000 и сечением рельефа hсеч = 1 м получаем:

mXY = 0,2 Мк = 0,2 х 1000 = 0,2 м,

mZ = 0,15 hсеч = 0,15 x 1 = 0,15 м.

Приведенные расчёты показывают, что точность в плане вполне обеспечивается, поскольку расчётное значение ожидаемой плановой точности 0,1 м, а вот расчётная точность определения высот - 0,37 м, что более чем в два раза ниже требований в [3]: 0,15 м.

Чтобы удовлетворить требованиям точности по высоте необходимо выполнить аэросъёмку, например, с высоты 800 м. Тогда расчётная точность определения высоты будет следующая:

mZ = .

Другие способы повышения точности определения высоты могут быть связаны с увеличением базиса фотографирования или повышением точности измерений координат и параллаксов.

Вывод:

Предложенная в данном варианте съёмочная камера (Hasselblad H4d) с соответствующими параметрами аэросъёмки (Н = 2000 м и р = 60%) позволяет обеспечить плановую точность при создании карты масштаба 1:1000, а вот для создания оригинала рельефа с сечением 1 м необходимо изменить высоту аэросъёмки.

ЗАДАНИЕ № 4

Для заданных параметров фотокамеры и аэросъёмки (задания № 2) вычислить предельную погрешность определения высоты Dhпред по ЦМР при создании фотопланов и дать рекомендации по способу и точности построения ЦМР.

Пример выполнения задания.

Формула вычисления предельной погрешности определения высоты берется из инструкции по выполнению фотограмметрических работ [3]:

Dhпред =

где радиус рабочей площади снимка rопределяется по формуле:

r =

Тогда при создании фотоплана отвечающего требованиям точности карты масштаба 1:1000 получим:

Dhпред =

Вывод

Полученный результат означает, что если перепад высот в пределах Рабочей площади данного снимка не превышает двойной величины Dhпред, (2 х 0,7 = 1,4 м), то цифровое фототрансформировании снимка можно выполнить на среднюю плоскость (среднюю высоту местности в пределах данного снимка). В противном случае следует создаватьматрицу высот с точностью определения высот не больше 0,7 м. Такая точность определения высот может быть обеспечена построением горизонталей по ЦМР с сечением 2 м, что согласуется с требованием к построению горизонталей с точностью hсеч/3.