При этом опорные точки могут быть определены только в плане, только по высоте или в плане и по высоте. В первом случае привязку называют плановой, во втором – высотной, а в третьем – планововысотной.
Плановые координаты опорных точек определяют геодезическими методами – прямыми, обратными и комбинированными засечками или проложением ходов, либо по результатам GPS-измерений. Высоты опорных пунктов определяют проложением, в зависимости от требуемой точности, ходов геометрического или тригонометрического нивелирования.
Опорные точки располагают в углах рабочей площади снимка, в зоне тройного продольного и поперечного перекрытий снимков, не ближе 1 см к их краям. Собственная высота контурной точки, выбираемой в качестве опорной, не должна приводить к линейному смещению, превышающему 0,1 мм. На местности эти точки должны быть доступны для геодезического определения.
Опорные точки могут обеспечивать либо каждый снимок, либо некоторое их количество. В первом случае речь идет о сплошной привязке, используемой для фотограмметрической обработки отдельных снимков или стереопар, а во втором – о разреженной. Сеть опорных точек, полученных при разреженной привязке, в дальнейшем сгущают путем построения сетей пространственной фототриангуляции с тем, чтобы в итоге обеспечить геодезическими данным каждый снимок или каждую стереопару.
Так, при создании топографических карт плоскоравнинных, рав- нинно-пересеченных и всхолмленных районов, в соответствии с требованиями действующих инструкций, планово-высотные опознаки располагают поперек аэросъемочных маршрутов таким образом, чтобы на каждом маршруте было по одному опознаку каждого ряда (рис. 5.4). Высотные опознаки размещают по такой же схеме, но в два раза гуще, чем планово-высотные. Для обеспечения сводок со смежными объектами по границам обработки плановые и высотные опознаки размещают в два раза гуще, чем рекомендовано действующими инструкциями.
Если параметры аэрофотосъемки или точность фотограмметрической обработки отличаются от рекомендуемых инструкциями, то при составлении проекта выполняется специальный расчет плотности опорных точек, исходя из конкретных значений этих параметров, не-
140
обходимой точности фотограмметрического сгущения (mD, mZ) и следующих соображений.
Действующие инструкции по топографическим съемкам устанавливают, что средняя ошибка в положении четкой контурной точки равна 0,5 мм в масштабе карты (средняя квадратическая ошибка 0,6 мм). Ожидаемая средняя квадратическая ошибка планового сгущения должна быть в 2 раза меньше, т. е. mD 0,3 мм.
Густоту высотных точек подсчитывают исходя из установленной нормативными документами средней ошибки определения высот точек по топографической карте, равной 1/3 сечения рельефа. Исходя из этого, легко найти среднюю квадратическую ошибку сгущения mZ высот и расчетную густоту высотных опорных точек.
В настоящее время часто выполняется геодезическое GPSопределение координат и высот центров фотографирования, которые являются также опорными точками. Поэтому опорные точки имеются практически на каждом снимке и каждой стереопаре, что в итоге приводит к тому, что точность фотограмметрического сгущения оказывается сопоставимой с точностью полевых геодезических работ. В этом случае для блочного сгущения обязательна схема привязки «конвертом», то есть для стандартного блока расположение опознаков по углам и в центре его, а для маршрутного сгущения обязательная стабилизация «вращения вокруг центров» привязкой наземных опознаков на концах маршрута. Значительно повышается точность при совместной обработки таких пересекающихся маршрутов. Осложняет полевую привязку лишь высотное обоснование, плотность которого тем больше, чем меньше сечение рельефа требуется для создания топографических карт или планов.
Практически каждое предприятие, выполняющее фотограмметрическую обработку материалов аэрофотосъемки, располагает типовыми схемами размещения опорных точек, разработанными применительно к принятой технологии выполнения работ и точности конкретного оборудования, к физико-географическим условиям объекта обработки и т.д.
5.9. Программы построения и уравнивания сетей пространственной фототриангуляции
Программы аналитического построения и уравнивания фотограмметрических сетей, в соответствии с требованиями действующих
141
нормативных документов, должны базироваться на строгих математических зависимостях (где они существуют), реализовывать всю геометрическую точность исходных аэроснимков или иных изображений и гарантировать решение задачи во всех случаях, где оно теоретически возможно. Эти программы должны обеспечивать:
максимальную автоматизацию всех основных процессов – внутреннего, взаимного, внешнего ориентирования, построения сети и т. п. по произвольному числу точек;
использование опорных точек, заданных в различных системах координат, а также представление в этих системах результатов обработки данных;
обработку результатов неравноточных измерений;
построение одномаршрутных, многомаршрутных сетей различными способами;
получение возможно более полных протоколов обработки результатов измерений снимков и диагностики ошибок данных;
использование данных, полученных в результате уравнивания, для дальнейшей обработки снимков с помощью любых обрабатывающих приборов и систем;
построение фототриангуляционных сетей любых размеров;
получение стабильных результатов при построении сетей неза-
висимо от масштаба снимков, физико-географических условий района и условий аэрофотосъемки.
Точность фотограмметрического сгущения должна определяться только геометрией уравниваемой сети и погрешностями исходных данных.
Одной из таких программ является широко распространенный комплекс ORIMA (ORIentation MAnagement) фирмы Leica, появив-
шийся в конце 90-х гг. и включающий пять взаимодополняющих программных продуктов (версий) со следующими функциональными возможностями:
ORIMA B – внутреннее, взаимное и внешнее ориентирование одиночной модели (базовая версия с ограниченными функциональными возможностями);
ORIMA S – построение одиночной модели на аналитических фотограмметрических приборах (SD2000, SD3000и др.) ее уравнивание, и диагностика ошибок на всех этапах обработки;
142
ORIMA T – измерение аналоговых снимков, их контроль, уравнивание маршрутных сетей, статистическая оценка точности, графическое представление результатов обработки;
ORIMA TB – уравнивание сетей маршрутной и блочной фототриангуляции путем объединения отдельных моделей (объем сети не более 100 снимков);
ORIMA TE – наиболее полная и мощная версия, включающая уравнивание связок проектирующих лучей неограниченного числа снимков с использованием результаты фотограмметрических, GPSизмерений и данных инерциального измерителя углов.
Пакет программ снабжен обучающей системой, хорошо документирован, имеет контекстную справку по выполняемым функциям, гибкие форматы представления данных и хорошо проработанный графический интерфейс. К его особенностям можно отнести:
использование конформных и аффинных преобразований, учет радиальной дисторсии объектива;
введение поправок за влияние кривизны Земли и атмосферной рефракции в пространственные координаты точек моделей;
использование для построения модели линейно-угловой системы координат с плоскостью XY, параллельной плоскости левого снимка;
возможность уточнения параметров съемочной камеры методом самокалибровки, когда при уравнивании связок проектирующих лучей неизвестными являются не только фокусное расстояние съемочной камеры и координаты главной точки снимка, но и суммарные искажения изображения в границах некоторых зон;
наличие эффективной системы диагностики ошибок с графическим представлением результатов на всех этапах уравнительных вычислений;
применение специальных приемов улучшения обусловленности систем уравнений, возникающих при взаимном и внешнем ориентировании снимков и уравнивании связок;
эффективное использование GPS-измерений и средств диагностики их ошибок.
Эти и другие особенности программы обеспечили ее применение более чем в 60-ти странах мира, выполняющих построение и уравнивание фотограмметрических сетей.
143
Контрольные вопросы
1.Какие задачи решаются пространственной фототриангуляцией?
2.В каких процессах используют выходные данные пространственной фототриангуляции?
3.Каким образом устраняются систематические искажения маршрутной сети?
4.Что понимается под блочной фототриангуляцией?
5.В чём сущность фототриангуляции, строящейся по методу независимых маршрутов?
6.В чём сущность метода построения и уравнивания маршрутной и блочной фототриангуляции по методу независимых моделей?
7.Какие преимущества даёт определение координат центров проекций с помощью системы GPS?
8.Чему равно количество неизвестных в блочной фототриангуляции по методу независимых моделей?
9.От каких данных зависит общее количество уравнений поправок?
10.На решении каких условных уравнений основан метод фототриангуляции по методу связок?
11.От чего зависит количество неизвестных при построении и уравнивании фототриангуляции по методу связок?
12.Каким образом определяется количество уравнений поправок в методе связок?
13.В чём существенное отличие построения и уравнивания маршрутной и блочной сети по методу связок с самокалибровкой от других строгих методов?
14.Перечислите опорные точки и точки сгущения, которые включаются в фотограмметрические сети.
15.Каким образом размещаются общие точки для соединения маршрутов в блок?
16.Перечислите требования, предъявляемые при выборе точек сгущения.
17.Какие варианты данных включают в состав исходной информации для программы фототриангуляции?
18.Какие критерии точности определяют качество построения сетей пространственной фототриангуляции?
144