Материал: 2385

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

В связи с широким распространением цифровых фотограмметрических приборов и рабочих

станций на базе ПЭВМ разработка новых конструкций фототрансформаторов перестала быть

актуальной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Трансформирование снимков на фототрансформаторе

 

 

 

Фототрансформирование снимков может быть выполнено по установочным данным

или по опорным точкам.

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансформирование снимков по установочным данным выполняется с помощью

наиболее приспособленных для этой цели фототрансформаторов ФТА, Rectimat, Seg-V, Seg-VI и

некоторыхдругих.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для аналитического трансформирования необходимы: элементы внутреннего

ориентирования снимка f,

x0, y0; угловые элементы его внешнего ориентирования ,

, ; средняя высота фотографирования H; фокусное расстояние фототрансформатора F и

масштаб создаваемого плана 1:M. По этим данным выполняют расчет элементов

трансформирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее аэронегатив закладывают в кассету фототрансформатора и точно

ориентируют по координатным меткам. На соответствующих шкалах с учетом их мест

нулей устанавливают вычисленные значения элементов трансформирования, а аэронегатив

разворачивают в своей плоскости на угол P = + t, где – угол поворота снимка в первой

системе элементов внешнего ориентирования, а

t – дирекционный угол оптической оси

съемочной камеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

После этого включают освещение и полученное на экране трансформированное

изображение снимка фиксируют на фотобумаге.

 

 

 

 

 

 

 

Точность трансформирования снимков по установочным элементам зависит

главным образом от точности определения элементов внешнего ориентирования снимков и

погрешностей юстировок фототрансформатора.

 

 

 

 

 

 

 

Трансформирование снимков по опорным точкам ещё недавно являлся одним из

наиболее распространенных способов преобразования наклонной центральной проекции в

горизонтальную. Способ требует наличия на каждый снимок не менее четырех четких

контурных точек, расположенных по углам его рабочей площади снимка. Обычно исполь-

зуемая пятая контрольная точка располагается в центре снимка. Такие точки, называемые

опорными или трансформационными, определяют в ходе полевых геодезических работ или

построения фототриангуляционных сетей. В отдельных случаях их координаты могут быть

определены по топографическим картам.

 

 

 

 

 

 

 

Основными процессами трансформирования являются: изготовление плановой ос-

новы и опорных планшетиков, подготовка аэронегативов, расчет толщины подложки для

учета

деформации

фотобумаги,

собственно

 

 

 

 

 

 

фототрансформирование и фотографическая обработка отпе-

 

 

 

 

 

 

чатков. Кратко рассмотрим эти процессы.

 

718

 

 

 

 

Изготовление основы. На лист тонкой авиационной

719

720

721

фанеры или алюминия размером 60 60 см наклеивают чер-

 

 

 

 

 

 

тежную бумагу. После просушивания на планшете строят

657

656

655

 

654

 

сетку координат, наносят углы рамки съемочной трапеции

 

 

или границы обработки, сетку координат, трансформа-

 

 

 

 

 

 

ционные точки, подписывают номера аэронегативов, вычер-

451

452

453

 

454

 

чивают границы рабочих площадей и оформляют принятыми

 

 

 

 

 

 

на предприятии условными знаками (рис. 8.4).

 

Рис. 8.4. Плановая основа

Опорные планшетики используют для совмещения

точек на экране фототрансформатора вместо основы. Их готовят на каждый трансформи-

руемый аэронегатив или на их группу, включающую два-три смежных аэронегатива одного

маршрута.

С этой целью

на лист чертежной

бумаги с помощью восковки

или на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

137

просветном столе переносят центр аэронегатива и необходимые для его трансформирования ориентирующие точки. Точки оформляют принятыми условными знаками, а их наколы чернят тушью или острием карандаша.

Подготовка аэронегативов заключается вспециальной маркировке центральных и ориентирующих точек, по которым будет выполняться фототрансформированиеУчет деформации фотобумаги выполняется путем изготовления отпечатка в более крупном масштабе, чем это требуется. С этой целью определяют величину деформации: получают отпечаток с заранее известными размерами элементами изображения и подсчитывают толщину картонной подложки, которую нужно разместить при совмещении точек под опорным планшетиком. При печати изображения подложку и опорный планшетик заменяют фотобумагой, на которой фиксируется изображение в чуть более крупном, чем требуется масштабе. После мокрой фотографической обработки и последующей сушки отпечаток примет нужные размеры.

Собственно фототрансформирование начинают с приведения прибора в исходное состояние: экран устанавливают в горизонтальное положение, а на шкалах рабочих движений – начальные отсчеты (места нулей). В кассету укладывают аэронегатив эмульсией к объективу, совмещая его главную точку с центром кассеты, а на экране размещают подложку с уложенным на нее опорным планшетиком. После этого включают освещение и открывают диафрагмуобъектива.

Техника фототрансформирования зависит от конструкции применяемого фототрансформатора и сводится к совмещению светящихся точек аэронегатива (проектируемого на экран изображения) с зачерненными точками опорного планшетика.

Совмещение точек считается достигнутым, если несовпадение проектируемых с аэронегатива опорных точек с их положением на экране не превышает 0,4 мм. После совмещения точек объектив диафрагмируют, закрывают светофильтром, опорный планшетик с подложкой заменяют фотобумагой, выравнивают ее покровным стеклом и выполняют экспонирование.

Фотографическая обработка отпечатков заключается в их проявлении, фиксировании и сушке на специальных стеллажах.

Трансформированные снимки, полученные в результате выполнения рассмотренных операций, используют для монтажа фотоплана.

5. Учет рельефа при фототрансформировании

Рассмотренная выше технология фототрансформирования является теоретически строгой лишь для точек местности, лежащих в одной плоскости. Практически это условие не выполняется, и положение точек имеющих превышение h над средней плоскостью снимка, получают искажения, описываемые формулой (3.54).

Учет влияния рельефа местности при использовании любого способа трансформирования (в том числе фототрансформирования) основан на очевидном положении, заключающемся в том, что масштаб изображения произвольной точки местности определяется отношением фокусного расстояния съемочной камеры к высоте фотографирования над этой точкой. Поэтому масштаб изображения точек, лежащих выше средней плоскости аэроснимка, всегда крупнее среднего масштаба, а лежащих ниже нее – мельче. Это обстоятельство и объясняет наличие искажений под влиянием рельефа местности. С учетом изложенного задача учета влияния рельефа местности при трансформировании сводится к тому, чтобы скорректировать масштабы изображения точек аэронегатива на экране прибора в соответствии с их положением относительно плоскости трансформирования и привести эти масштабы к требуемому.

Механизм учета влияния рельефа местности при фототрансформировании, заключающийся в преобразовании изображения по частям (зонам), предложен австрийским инженером Шеймпфлюгом еще 1903 г. и сводится к следующему.

138

Пусть рабочей площади аэроснимка отметки самой низкой и самой высокой точек в

пределах рабочей площади равны соответственно Zmin и Zmax, а колебание рельефа Z = Zmin

Zmax.

 

 

 

Найдем по формуле высоту зоны (ступени) Q, при которой величина искажения,

вызванного влиянием рельефа местности, не превысит заданного допуска h:

Q 2h

пред

2 hfM .

 

 

1000r

Очевидно, что трансформирование на одну

 

плоскость даст приемлемые по точности резуль-

 

таты только при Z < Q.

 

 

 

Если же Z>Q, то фототрансформирование

Hср. пл.

на одну плоскость даст грубые результаты. Во

избежание этого необходимо разделить местность

 

по высоте на несколько зон так, чтобы разности

 

высот в пределах каждой из них не превышали Q

Zmax=Zmin+3Q

(рис. 8.5). Каждую из таких зон необходимо

трансформировать отдельно, используя исправ-

Zmin+2Q

ленные соответствующим образом трансформа-

Zmin+Q

ционные точки. При этом переход от одной зоны

Zmin

 

к другой осуществляется путем изменения только

Рис. 8.5. Зоны трансформирования

масштаба проектирования на величину, пропор-

 

циональную высоте зоны. В последующем, при монтаже фотоплана, из каждого отпечатка

используют лишь часть изображения, в которой располагается соответствующая зона.

Для фототрансформирования на средние плоскости зон необходимо соответствую-

щим образом исправить положение точек основы, сместив нанесенные на нее по координа-

там трансформационные точки A0, B0 и др. в положение A , B (рис. 8.5). При этом вели-

чина поправки h определяется по формуле, вытекающей из рис. 8.5:

 

h

 

Ri hi

 

,

 

 

 

 

 

(8.1)

 

Hабс. Zср.пл.

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

hi = Zi

 

(8.2)

 

II

 

 

 

 

– Zср.пл .

I

 

В формулах (8.11) и (8.12): Zср.пл., Hабс.

74,0

 

отметка средней плоскости зоны и абсолютная высота

72,5

Зоны

 

фотографирования;

Zi,

Ri,

hi

отметка

 

транс-

 

трансформационной точки, ее удаление от центра

 

формирова

 

-

 

снимка

на

основе

и–

превышение

над

средней

 

ния

 

плоскостью зоны.

 

 

 

 

 

 

 

зона 1

 

 

 

 

 

 

 

 

зона 2

 

Положительные

поправки h

откладываются

 

зона 3

 

от центральной точки снимка, а отрицательные – к

 

 

 

 

 

 

центральной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С учетом изложенного рассмотренная ранее

IV

III

 

технология

фототрансформирования

дополняется

 

следующими операциями.

 

 

 

 

66,0

67,0

 

 

 

 

 

Рис. 8.6. Фигуры трансформирования снимка

 

1.

Определение

по

карте

высот

опорных

 

(трансформационных) точек Zi, округление их высот

по зонам

 

 

 

 

 

до отметок

ближайших горизонталей и расчет коле-

бания рельефа в пределах рабочей площади снимка

 

 

 

 

 

 

Z=Zmin– Zmax.

2. Расчет высоты зоны (ступени) Q по формуле (3.55), ее округление до сечения рельефа (как правило, в сторону уменьшения) и подсчет числа зон N= Z/Q.

139

3. Вычисление отметок средних плоскостей каждой зоны Zср.пл.:

Zср.пл. = Zmin + (n–0,5)Q,

где n – порядковый номер зоны считая от наименьшей по высоте.

4. Расчет поправок по формулам (8.1), (8.2) и введение их в положение трансформационных точек опорного планшетика для нескольких зон (как правило, первой, средней и последней). Контролем правильности выполненных расчетов является параллельность фигур трансформации, соответствующих расчетным зонам трансформирования (рис. 8.6).

Техника совмещения точек при фототрансформировании на первую плоскость первой зоны не отличается от рассмотренной ранее и выполняется с учетом особенностей конструкции фототрансформатора.

Номер зоны, на которую выполнено трансформирование, подписывают на обратной стороне фотоотпечатка.

Изменение масштаба изображения при переходе от одной зоны к другой выполняют по изменению l длины какого-либо отрезка, например, расстояния l между изображениями на экранефототрансформаторапротивоположныхкоординатныхметок. При изменении длины l при переходеотзоныiкзонеi+1определяетсяпоформуле

l

i,i 1

l

i

Q

,

(8.3)

 

 

 

Hi

 

где Q – высота зоны; li – длина отрезка при трансформировании зоны i; Hi – высота фотографирования над средней плоскостью зоны i.

Фототрансформирование по зонам – очень трудоемкий процесс, и потому он применяется при числе зон, не превышающем трех. При необходимости использования большего числа зон применяют другие методы трансформирования (ортотрансформирования).

6. Понятие о фотопланах и фотосхемах

При работе на значительных территориях, покрываемых несколькими маршрутами, использование отдельных аэроснимков влечет ряд неудобств, таких, как недостаточная обозреваемость изучаемой территории, невозможность измерения площадей и линий, части которых расположены на разных аэроснимках и т. п. Это заставляет соединять отдельные аэроснимки в единое целое, удаляя их перекрывающиеся части. При этом объединять можно как трансформированные снимки, свободные от влияния угла наклона и рельефа местности, так и контактные отпечатки, содержащие все названные искажения. В первом случае в результате монтажа будет получена доброкачественная топографическая основа (фотоплан), а во втором – фотосхема.

Фотосхемой называется фотографическое изображение местности, полученное в результате монтажа рабочих площадей контактных или увеличенных нетрансформированных снимков.

Фотосхемы можно классифицировать по нескольким признакам.

В зависимости от числа маршрутов фотосхемы делятся на одномаршрутные, создаваемые из снимков одного маршрута, и многомаршрутные, создаваемые из снимков нескольких маршрутов.

Взависимости от способа монтажа различают фотосхемы, изготовленные по способу совместной обрезки (только одномаршрутные) и индивидуальной обрезки

(одномаршрутные или многомаршрутные).

Взависимости от вида исходных материалов фотосхемы делят на контактные, создаваемые из рабочих площадей контактных снимков, масштаб которых равен масштабу снимков, и приведенные, создаваемые из предварительно увеличенных или уменьшенных до одного масштаба снимков.

140

В зависимости от наличия и использования опорных пунктов различают фотосхемы свободные, создаваемые без использования данных о геодезической системе координат изображенной на них местности, и каркасные, монтируемые на основе редкой сети опорных точек.

Фотосхемы готовят путем наклейки на основу вырезанных тем или иным способом рабочих площадей снимков, как правило, в границах землепользований или трапеций масштабов 1:10000 – 1:50000. В качестве основы фотосхем используют картон или тонкую фанеру. Область использования фотосхем достаточно широка – от дешифрирования аэроснимков до предварительных изысканий, приближенных количественных оценок и соответствующих измерений в интересах различных отраслей народного хозяйства – землеустройства, лесоустройства, градоустройства, геологии и т. п.

Фотопланом называют одномасштабное фотографическое изображение местности, изготовленное из рабочих частей трансформированных снимков в избранной системе координат и с требуемой точностью.

В зависимости от целевого назначения фотопланы делятся на топографические и специальные.

Топографические фотопланы составляют в общегосударственной разграфке с соблюдением требований действующих инструкций и наставлений по топографической съемке.

Специальные фотопланы составляют, как правило, в произвольной разграфке и с соблюдением требований по точности, оформлению и т. п., регламентируемых ведомственными инструкциями.

Существенным преимуществом фотоплана по сравнению с топографическим планом является высокая информационная емкость и наглядность. В то же время фотографическое изображение контуров отличается от условного их изображения на карте, а отсутствие на фотоплане горизонталей и километровой сетки не позволяет определять по нему координаты и высоты точек. В связи с этим на фотоплане часто показывают соответствующими условными знаками некоторые объекты (населенные пункты, основные дороги и др.), наносят координатную сетку и проводят горизонтали. Такой документ, сочетающий в себе преимущества фотоплана и топографической карты, называют фотокартой.

7. Изготовление фотосхем

Вне зависимости от вида фотосхемы и способа ее монтажа, к линии пореза смежных снимков предъявляется ряд требований, в частности:

линия пореза должна проходить по однотонным участкам изображения обоих снимков, по возможности минуя населенные пункты, не далее 1–2 см от средней линии перекрытия;

линия пореза не должна

проходить через мелкие контуры во избежание их выреза;

линейные контуры должны

пересекаться линией пореза под углами,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

близкими к 900 (не менее 300 и не более 1500).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способ

индивидуальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обрезки применяют

только для из-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

готовления одномаршрутных фотосхем. Его

Рис. 8.7. Изготовление фотосхемы

сущность заключается в выборе на снимках

способом индивидуальной обрезки

пары идентичных хорошо читаемых точек вблизи средней линии перекрытия, расположенных по обе стороны от оси маршрута (рис. 8.7) и их

наколке тонкой иглой. Желательно, чтобы эти точки имели возможно большие превышения относительно средней плоскости, что позволит избежать вырезов контуров при порезе снимков вдоль намеченной линии. Линия, соединяющая выбранные точки, должна отвечать приведенным выше требованиям к линии пореза.

141