В способе связок для каждой точки, включенной в фотограмметрическую сеть, составляются два уравнения коллинеарности, связывающие ее фотокоординаты x и y с пространственными координатами X,Y,Z соответствующей точки местности. Каждое из уравнений содержит 6 неизвестных, если они составлены для опознака (неизвестными являются элементы внешнего ориентирования снимка), и 9 неизвестных для точки, пространственные координаты которой подлежат определению. Фотокоординаты точек измеряют на всех снимках маршрута, после чего приступают к вычислению искомых координат, действуя в установленной последовательности.
Этот способ дает возможность при построении сети использовать зафиксированные в полете элементы внешнего ориентирования (GPS определения, показания статоскопа, радиовысотомера и т.д.). Уравнивание, в этом случае, выполняют с учетом весов всех измеренных величин. Следует заметить, что он в настоящее время и наиболее популярен, так как практически нет ограничений на использование памяти ЭВМ, что ранее было серьезной проблемой.
Так же как и в маршрутной в блочной фототриангуляции, также могут использоваться три варианта ее построения.
Наиболее популярный из них является развитием способа связок для маршрутной фототриангуляции. Важно только выбирать связующие точки не только в зоне тройного перекрытия, но и в зоне поперечного перекрытия снимков.
Второй вариант основан на построении независимых моделей соединении их в общую для всего блока модель, для которой затем выполняется операция внешнего ориентирования. То есть это эквивалент способа независимых моделей маршрутной фототриангуляции.
В третьем варианте вначале создаются свободные маршрутные сети. Затем по точкам, расположенным в зоне поперечного перекрытия они соединяются в общую модель для блока, внешнее ориентирование которой осуществляется с помощью опознаков.
Построить идеальную модель по паре снимков нельзя, так как в процессе летносъемочных, геодезических и фотограмметрических работ на положении ее точек влияет большое число различных факторов. Основными причинами, вызывающими деформацию модели, являются:
- Отступление изображений на реальных снимках от центральной проекции;
- Погрешности измерения снимков;
- Методические ошибки, связанные с отступлениями от строгой теории в технологии построения модели.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие технологии выполнения фототриангуляции Вам известны?
2. В чем сущность способа частично зависимых моделей?
3. Как работает алгоритм решения задачи в способе частично зависимых моделей?
4. В чем сущность способа независимых моделей?
5. Расскажите о способе связок.
6. Какие варианты используются маршрутной в блочной фототриангуляции?
7. Назовите основные причины, вызывающими деформацию модели.
Тема 7.3 Понятие о цифровой модели местности
Построение ЦМР это очень важный этап работы любой цифровой фотограмметрической системы. Без нее невозможно выполнить трансформирование снимков рельефной местности и ортотрансформирование, автоматизировать процесс нанесение горизонталей и проч. Кроме того, ЦМР представляет и самостоятельный интерес для специалистов различных областей науки и техники.
Строят ее в ручном и автоматическом режиме. В первом случае необходимо набрать высотные пикеты характерных точек рельефа местности и по характерным его линиям. Чем больше таких точек, тем точнее будет ЦМР.
При построении в автоматическом режиме получается, как правило, регулярная ЦМР, являющаяся набором точек в некоторых границах, расположенных по сетке с одинаковым шагом. Значения высот в этих точках определяются с помощью коррелятора (например, модуль DTM программы PHOTOMOD) или методом интерполирования по значениям высот, набранных в процессе векторизации пикетов (Талка).
Алгоритмы построения ЦМР различны, и в модуле DTM (Digital Terrain Model), например, их несколько: регулярная, адаптивная, гладкая и оптимизация. Он строит и визуализирует ЦМР исследуемого объекта в виде пространственной сети триангуляции TIN (Triangulation Irregular Network); Какую из четырех моделей построения ЦМР использовать зависит от характера местности.
Любая программа обеспечивает редактирование ЦМР, построенной в автоматическом режиме, проведение горизонталей с заданным сечением, построение профилей местности, определение объемов и т.д.
Вопросы для самоконтроля
1. Для каких целей необходимо построение ЦМР?
2. В каком режиме возможно построение цифровых моделей рельефа?
3. Как строится ЦМР в программе PHOTOMOD?
4. Какие алгоритмы построения ЦМР предусмотрены в программе PHOTOMOD?
5. Какие операции предусматривает программа PHOTOMOD при работе с ЦМР?
Раздел 8. Создание топографических карт по наземным снимкам
Литература: /1/, гл.XVI, §§126-132, /2/, гл.10.1-10.2.
Тема 8.1 Общая характеристика метода
Наземную стереофототопографическую съёмку применяют в предгорной, горной и высокогорной открытой местности для создания топографических карт и специальных планов в масштабах 1:5000 и крупнее, когда экономически невыгодно проводить аэросъёмку и наземные методы съёмки. Её можно также применять в отдалённых, малообжитых всхолмленных районах с коротким полевым сезоном, т.к. её объём полевых работ намного меньше, чем у других видов наземных съёмок. Данный вид съёмки можно использовать для создания планов населённых пунктов, расположенных в долинах, котловинах между возвышенностями, с которых можно произвести стереофотосъёмку. Наземную стереофототопографическую съёмку можно проводить в сочетании е аэросъёмкой для создания топографических карт в масштабах 1:10000 и мельче. В этом случае по наземным снимкам можно выполнить привязку аэроснимков. Кроме того, при аэросъёмке глубокие ущелья могут стереоскопически не просматриваться, т.к. контура, расположенные в ущелье, могут изобразиться только на одном аэроснимке. Также часть территории может быть закрыта небольшим облаком. Такие «мертвые зоны» доснимают наземной стереофотосъёмкой. Однако нужно отметить, что при наземной стереофотосъёмке процент наличия «мертвых зон» выше из-за того, что возвышенность или выступ на склоне могу т закрыть территории, расположенные за ними, и приходится проводить дополнительные фотосъёмочные и геодезические работы.
При выполнении стереофототопографической съёмки используют фотокамеры, в конструкцию которых входит угломерное устройство, называемое ориентирующим устройством. Оно обеспечивает установку главной оптической оси фотокамеры в заданном направлении относительно базиса фотографирования. Фотосъёмка ведется, в основном, на фотопластинки, хотя имеются фотокамер, у которых предусмотрена съёмка и на фотопластинки, и на фотоплёнки. Не у каждой фотокамеры имеется затвор, т.к. при фотографировании неподвижных объектов он необязателен. Формат кадра, в основном, прямоугольный. Длинная сторона кадра ориентируется в горизонтальном направлении. В нашей стране, в основном, использовались фотокамеры фирмы К.Цейсс: Photheo 19/1318, UMK и SMK. Фототеодолитный комплект Photheo 19/1318 был создан для использования при топографической съёмке и состоит из фотокамеры, теодолита, базисной рейки, трёх штативов. Универсальная фотограмметрическая камера UMK была создана для выполнения фотосъёмок, в основном, прикладного характера. Стереофотограмметрическая камера SMK предназначена для фотосъёмки с близких расстояний и динамических процессов. Она состоит из двух фотокамер, жестко укреплённых на штанге. Штанга с фотокамерами крепится на вертикальной стойке, позволяющей с помощью ручки менять высоту фотокамер.
В настоящее время нес большее распространение получают цифровые фотокамеры, а также лазерные сканирующие съёмомиые системы. Последние позволяют получить не только изображение объекта, но и координат ею точек в заданной системе координат, что ускоряет процесс фотограмметрической обработки снимков.
Вопросы для самоконтроля
1. Где применяют наземную стереофототопографическую съёмку?
2. В сочетании с чем можно проводить наземную стереофототопографическую съёмку и для каких целей?
3. Каким образом используется наземная и аэрофотосъемка при взаимном выполнении.
4. Какие технические средства Вы знаете для выполнения наземной стереофототопографической съёмки?
5. Какие технические средства для выполнения наземной стереофототопографической съёмки получают наибольшее распространение в настоящее время?
Тема 8.2 Создание топографических карт по наземным фотоснимкам
Наземная стереофототопографическая съёмка какого-либо объекта выполняется с одной или нескольких фотостанций, состоящих из двух или трёх точек фотографирования. На этих точках устанавливают штативы, в трегеры которых по очереди вставляют фотокамеру, теодолит, дальномерную рейку или марку. Весь объём работ при наземной стереофототопографической съёмки делится на две части: полевую и камеральную.
В полевые работы при наземной стереофототопографической съёмке входят: рекогносцировка местности, геодезические измерения. фотографирование. фотолабораторные работы, дешифрирование. В ходе рекогносцировки местности уточняют границы съёмочного участка, устанавливают расположение пунктов геодезической сети, выбирают места расположения фотостанций, опорных и контрольных точек, намечают способы привязки станций к геодезической сети и определения координат опорных и контрольных точек. При выборе мест расположения фотостанций исходят из условия, что фотографирование всего участка должно быть произведено с наименьшего их числа. При этом число «мертвых» пространств на стереоскопическом изображении должно быть сведено к минимуму, чтобы сократить затраты на их досъёмку.