10.Охарактеризуйте два способа стереоскопических измерений (способ действительной марки и способ мнимой марки).
11.Перечислите основные элементы принципиальной схемы стереокомпаратора.
12.Как оценивается точность при монокулярных измерениях?
13.Как оценивается точность при стереоскопических измерениях (в плане и по высоте)?
14.Какие измерения наиболее предпочтительнее по точности – монокулярные или стереоскопические?
165
Глава 7. ТРАДИЦИОННОЕ ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ СНИМКОВ
7.1. Понятие о трансформировании
Трансформированием называется преобразование центральной проекции, которую представляет собой аэронегатив (аэроснимок), полученный при наклонном положении главного оптического луча, в ортогональную проекцию заданного масштаба или в изображение, соответствующее проекции составляемой карте (плану), с учётом рельефа с точностью соответсвующей масштабу выпуска.
Трансформирование выполняют путем «обратного проектирования» изображения, т. е. преобразования изображения путем переноса его с картинной плоскости на предметную, соответствующую ортогональной проекции. Для такого преобразования необходимы данные, позволяющие прямо или косвенно найти элементы внешнего ориентирования снимка. В связи с этим методы трансформирования делятся на две основные, принципиально и технически различные группы – трансформирование по опорным точкам и трансформирование по элементам ориентирования.
В процессе трансформирования полностью исключаются все виды перспективных искажений аэроснимка, вызванные влиянием угла наклона, а так же разномасштабность смежных снимков, являющаяся следствием колебания высоты фотографирования. Названные искажения подчиняются определенным законам, потому их учет не вызывает затруднений.
Что же касается искажений, вызванных влиянием рельефа местности, то определяющие их превышения точек местности связаны с одной стороны, с формами рельефа, а с другой – с выбором плоскости, на которую производится трансформирование. Учет таких искажений является одной из наиболее трудных задач фотограмметрии, строгое решение которой связано с разложением изображения на отдельные точки (зоны) и раздельным их трансформированием. Устранение этих искажений возможно лишь применением соответствующих методов или технологических приемов, обеспечивающих учет рельефа с той или иной степенью точности.
Для трансформирования аэроснимков применяют несколько способов, различающихся используемыми техническими средствами: аналитический, фотомеханический, оптико-графический, дифференциальный и др.
166
Аналитический способ трансформирования основан на использовании зависимостей между координатами соответственных точек аэроснимка и местности.
Фотомеханический способ трансформирования основан на использовании специальных приборов – фототрансформаторов. Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором построенное на экране изображение соответствует горизонтальному аэроснимку, и фиксируют это изображение на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги. До недавнего времени этот способ трансформирования был основным.
Оптико-графический способ трансформирования предпо-
лагает применение специальных малоформатных приборов – проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом, и оформляют принятыми условными знаками. В настоящее время способ находит ограниченное применение при обновлении топографических или иных карт неспециализированными предприятиями.
Дифференциальный способ трансформирования (ор-
тотрансформирование) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом элементов ориентирования аэроснимка и высоты центра этого фрагмента над средней плоскостью. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ. Результатом обработки является ортофотоснимок или ортофотоплан.
Термин «дифференциальное трансформирование» (иногда –
«щелевое трансформирование») в фотограмметрической литературе применяется в случаях, когда ортофотоснимок создается с помощью прибора универсального типа, путем сканирования одного из снимков стереопары вдоль оси Y с постоянным изменением высоты проектирования согласно профилю местности и проектирования изображения на фотографический слой через щель ромбической или трапециевидной формы.
Термин «ортогональное трансформирование» применяется в случаях, когда выполняется цифровая обработка изображений, а ортофотоснимок создается путем преобразования группы пикселов с использованием формул связи координат точек наклонного и гори-
167
зонтального снимков (3.11) и полученной тем или иным способом цифровой модели рельефа местности.
7.2. Понятие о традиционном фотомеханическом Трансформировании
Фотомеханическим трансформированием (фототрансформированием) называется такое преобразование фотографического изображения, в результате которого получается новое фотографическое изображение в заданном масштабе и требуемой точности.
Фотомеханическое трансформирование выполняют при помощи специальных оптико-механических приборов – фототрансформаторов.
В кассету фототрансформатора, находящегося в темном помещении, закладывают аэронегатив P (рис. 7.1), освещают его сверху и
проектируют изображение через объектив S на экран E. |
|
|
Механическими перемещениями и |
|
|
наклонами добиваются такого взаимного |
|
|
положения аэронегатива, объектива и эк- |
|
b P |
рана фототрансформатора, при котором |
a |
|
проекции наколотых на аэронегативе то- |
d |
c |
чек a, b, c и d точно совмещаются с нане- |
|
|
сенными по координатам точками a0, b0, |
|
S |
c0 и d0 основы, уложенной на экран E. |
|
|
При этом масштаб спроектированного на |
|
|
экран изображения будет равен масшта- |
c0 |
d0 |
бу основы, а само изображение окажется |
|
|
свободным от перспективных искажений |
b0 |
|
и будет соответствовать плану местно- |
a0 |
|
E |
|
|
сти.
После совмещения точек объектив закрывают красным светофильтром, заменяют основу фотобумагой и, открыв
объектив, печатают трансформированное изображение. После фотографической обработки полученный снимок используют для монтажа фотоплана.
Фототрансформирование можно выполнить двумя путями:
восстановить связку проектирующих лучей, подобную существовавшей в момент фотографирования;
168
построить связку проектирующих лучей в соответствии с условиями теоремы Шаля, т. е. изменив взаимное положение плоскости аэроснимка P и экрана (предметной плоскости E).
Первый путь реализуется в фототрансформаторах первого рода, работающих по принципу подобия связок проектирующих лучей, а второй – в фототрансформаторах второго рода, где используется принцип преобразованных связок проектирующих лучей.
Для правильного фототрансформирования снимков необходимо, чтобы был выполнен ряд условий, обеспечивающих резкость и геометрическую корректность формируемого на экране изображения. Оптические условия фототрансформирования обеспечивают получение на экране фототрансформатора резкого изображения. Геометрические условия фототрансформирования обеспечивают получение на экране фототрансформатора геометрически правильного изображения в заданном масштабе 1:M.
7.3. Фототрансформаторы
При выполнении фотограмметрических работ используется ряд современных приборов отечественного и зарубежного производства, часть которых рассмотрена ниже.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
3 |
|
|
||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
а) |
5 |
4 |
б) |
Рис. 7.2. Автоматизированные фототрансформаторы ФТА (а) и «Пеленг» (б):1 – осветитель;
2 – кассета; 3 – пульт управления;
4 – счетчики коррекционных механизмов; 5 – экран; 6 – подвижная щель; 7 – объектив
Фототрансформаторы автоматизированные ФТА (рис. 7.2, а) и «Пеленг» рис. 7.2, б)) реализуют первую систему элементов трансформирования и предназначены для трансформирования плановых и перспективных снимков с преобразованными связками проектирующих лучей по опорным точкам или установочным данным.
В качестве дополнительной информации о
169