Фотограмметрические работы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра металлических конструкций

Реферат

на тему: Фотограмметрические работы

Содержание

Введение

1. Понятие о фотограмметрии

2. Подготовительные работы

3. Фотограмметрическое сгущение опорной сети

4. Изготовление фотопланов

5. Дешифрование

6. Составление цифрового оригинала

7. Редакционные работы

Список используемой литературы

Введение

Фотограмметрия выделилась из геодезии в начале прошлого столетия благодаря применению новых начал измерительной техники, базирующихся на способности объектива строить изображения объектов, возможности регистрации этого изображения фотохимическими методами и измерения его с помощью оптических, механических, а позднее - и электронных приборов и инструментов.

В современном производстве цифровые способы сбора топографической информации о местности являются основными, а полученная информация хранится и передается пользователям в цифровой форме. Аналоговые (графические) копии карт и планов являются производными от соответствующих цифровых оригиналов. Чисто аналоговые способы и форма получения и хранения информации допускается лишь при целесообразности их по организационным или экономическим мотивам.

Фотограмметрические работы являются основной составной частью современных технологий создания и обновления топографических карт, изготовления фотокарт, создания и обновления топографических и специализированных планов.

1. Понятие о фотограмметрии

Фотограмметрия - научная дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и пространственного положения объектов в заданной координатной системе по их фотографическим и иным изображениям.

Термин "фотограмметрия" происходит от греческих слов: photos - свет, gramma - запись, metreo - измерение. Следовательно, его дословный перевод - измерение светозаписи.

Предметы изучения фотограмметрии это геометрические и физические свойства снимков, способы их получения и использования для определения количественных и качественных характеристик сфотографированных объектов, а также приборы и программные продукты, применяемые в процессе обработки.

Характеристики объекта могут изучаться по его изображению на одиночном снимке или по паре перекрывающихся снимков, полученных из различных точек пространства.

Если при изучении объекта используются свойства одиночного снимка, то такой метод получения необходимой информации называют фотограмметрическим. Если же он изучается по паре перекрывающихся снимков, то метод называют стереофотограмметрическим.

Полное описание формы, размеров и пространственного положения объектов местности возможно лишь на основе методов стереофотограмметрии.

Например, пусть из двух точек пространства S1 и S2 получена пара перекрывающихся снимков P1 и Р2. Точки местности A и В изобразились на левом снимке P1 в виде точек а1 и b1 а на правом Р2 - в виде точек а2 и b2.

Если снимки P1 и Р2 установить в то положение, которые они занимали во время съемки, то связки лучей, существовавшие в момент фотографирования, окажутся восстановленными, и в пересечении соответственных лучей S1а1 и S2а2, S1b1 и S2b2 возникает пространственная (стереоскопическая) модель объекта, подобная сфотографированному объекту местности. Масштаб стереоскопической модели определяется расстоянием S1S2 между вершинами связок, и, изменяя его, можно привести построенную модель к заданному масштабу. Вращение модели вокруг координатных осей позволяет привести ее в требуемое положение относительно системы координат местности.

Для получения плана (карты) достаточно выполнить измерение координат точек А, В и др. стереоскопической модели и ортогональное их проектирование на плоскость карты (точки Ао, Bо). В зависимости от технических средств, применяемых для фотографирования местности, различают два вида фототопографической съемки: наземную фототопографическую и аэрофототопографическую. В наземной фототопографической съемке местность фотографируют фототеодолитом с точек земной поверхности. Её применяют, как правило, в высокогорной и горной, преимущественно открытой местности со сложными формами рельефа. На небольших участках она может быть применена как самостоятельный метод, а при картографировании значительных площадей - в сочетании с другими методами съемок.

Аэрофототопографическая съемка является основным видом при топографическом картировании в масштабах от 1: 100 000 до 1: 500. Фотографирование местности в этом случае производится аэрофотоаппаратом, установленным на самолете, вертолете или другом носителе.

Основными процессами аэрофототопографической съемки являются: летносъемочный, топографо-геодезический и фотограмметрический.

В задачу летносъемочного процесса входят воздушное фотографирование местности, регистрация показаний спецприборов, фиксирующих положение снимков в момент фотографирования, а также фотографическая обработка материалов съемки и изготовление фотоснимков (если снимки получены не цифровыми камерами).

В топографо-геодезический процесс следует включить определение геодезических координат точек местности, изобразившихся на снимках. Эти точки называют опознаками. Их число зависит от принятой технологии съемки и ее масштаба, от качества снимков и физико-географических условий района работ. В топографо-геодезический процесс входит и дешифрирование - опознавание объектов местности, изобразившихся на снимках и определение их характеристик. Различают полевое, камеральное и комбинированное дешифрирование. Чаще применяют комбинированное дешифрирование, когда в поле составляют снимки-эталоны с результатами опознавания наиболее характерных для данного района объектов. Они затем используются в камеральных условиях для дешифрирования остальных снимков. Фотограмметрический процесс состоит в сгущении опорного обоснования снимков с использованием данных полевых геодезических работ и показаний спецприборов, составлении плана или карты, которые затем оформляют и размножают, цифровых моделей местности и фотопланов.

При сочетании наземной фототопографической и аэрофототопографической съемок местность фотографируется дважды: фототеодолитом с наземных станций и аэрофотоаппаратом с летательного аппарата. По наземным снимкам сгущается опорная геодезическая сеть, а по аэроснимкам составляется топографическая карта. Этот вид фототопографической съемки требует наличия аппаратуры для производства наземной и воздушной фотосъемок и приборов для обработки наземных снимков и аэроснимков. На практике он применяется редко.

Основными достоинствами фотограмметрического и стереофотограмметрического методов являются:

- высокая точность результатов, так как снимки объектов получают прецизионными фотокамерами, а их обработку выполняют, как правило, строгими методами;

- высокая производительность, достигаемая благодаря тому, что измеряют не сами объекты, а их изображения. Это позволяет обеспечить автоматизацию процесса измерений и последующих вычислений;

- объективность и достоверность информации, возможность при необходимости повторения измерений;

- возможность получения в короткий срок информации о состоянии, как всего объекта, так и отдельных его частей;

- безопасность ведения работ, так как съемка объекта выполняется неконтактным (дистанционным) методом.

- возможность изучения движущихся объектов и быстро протекающих процессов.

Наряду с отмеченными достоинствами рассматриваемые методы имеют и недостатки. К ним следует отнести зависимость фотографических съемок от метеоусловий и необходимость выполнения полевых геодезических работ с целью контроля всех технологических процессов. Поэтому только разумное их сочетание с другими методами получения информации может обеспечить решение поставленной задачи с минимальными затратами труда и средств.

2. Подготовительные работы

Фотограмметрической обработке снимков предшествуют подготовительные работы, которые включают:

а) сбор, изучение и оценку исходных съемочных и картографических материалов, материалов полевых топографо-геодезических работ;

б) рабочее техническое проектирование процессов обработки снимков;

в) подготовку необходимых материалов и исходных данных;

г) подготовку технических средств;

д) подготовку редакционных указаний;

е) подготовку инженерно-технического персонала и исполнителей.

2.1 Сбор, изучение и оценка исходных съемочных и картографических материалов, материалов полевых топографо-геодезических работ

Исходными материалами при создании топографических карт и планов являются материалы наземной, аэро- или космической съемки (черно-белые, цветные или спектрозональные изображения), материалы планово-высотной подготовки снимков. Могут использоваться и другие дополнительные материалы (топографические и специальные карты и планы смежных масштабов, эталоны дешифрирования, справочники, словари, схемы, протоколы-описания, ведомости, лоции и т.п.).

Вместе с исходными материалами изучаются и анализируются также инструкции, наставления, руководства, условные знаки и др. документы, касающиеся содержания и технологии проведения работ.

Планово-высотной основой при создании топографических карт и планов могут служить пункты государственной геодезической сети, геодезических сетей сгущения и точки съемочной геодезической сети, определенные при полевой подготовке снимков.

2.2 Рабочее техническое проектирование процессов обработки снимков

В рабочем техническом проекте должны быть указаны и технически обоснованы рекомендуемые способы фотограмметрической обработки. При этом необходимо учитывать характер местности и застройки, качество исполненной воздушной или наземной съемки, плотность и размещение пунктов геодезических сетей и съемочного обоснования, оснащенность фотограмметрическими приборами и программным обеспечением.

При рабочем техническом проектировании составляют схему работ по фотограмметрическому сгущению опорной сети и схему работ по составлению оригиналов карт (планов) в цифровой форме. Обосновывается выбор варианта фотограмметрической обработки снимков.

В зависимости от объема и качества планово-высотной подготовки в технологической схеме камеральных процессов может предусматриваться:

- фотограмметрическое сгущение съемочного обоснования (при разреженной полевой подготовке снимков) и последующий сбор цифровой информации о местности по одиночным снимкам или стереопарам, ориентированным по данным фотограмметрического сгущения;

- обработка одиночных снимков или стереопар, ориентированных непосредственно по точкам полевой подготовки (при сплошной привязке снимков) или по контурным точкам, опознанным на имеющихся снимках прежних лет или на картах (планах) более крупного масштаба.

Рабочее техническое проектирование фотограмметрического сгущения включает выбор и обозначение точек фотограмметрической сети, а также составление схемы сети.

Опорными данными для фотограмметрического сгущения являются опознанные на снимках пункты государственной геодезической сети, геодезических сетей сгущения и точки съемочной геодезической сети, а также дополнительная информация, полученная бортовыми приборами непосредственно в аэросъемочном полете.

Точки фотограмметрической сети выбираются и обозначаются либо непосредственно на диапозитивах, либо с использованием комплекта контактных отпечатков и с последующим переносом точек на диапозитивы. Отпечатки с намеченными точками систематизируют по маршрутным сетям и участкам обработки.

При использовании цифровых приборов точки выбираются и обозначаются на экране монитора по цифровым изображениям снимков.

Разметка фотограмметрических точек введется при стереоскопическом рассматривании снимков с увеличением не менее 4 - 6 крат. Точки намечаются на плоских участках местности, не имеющих ощутимых наклонов и кажущихся горизонтальными.

Для идентификации и разметки общих точек на снимках перекрывающихся маршрутов используются стереомаркирующие приборы или технологии и программное обеспечение цифровой идентификации на аналитических и цифровых фотограмметрических приборах.

Схему работ по фотограмметрическому сгущению опорной сети составляют на стандартных бланках по группам трапеций - в границах комплектования материалов полевых топографо-геодезических работ. На схему наносят:

а) границы аэросъемочных участков, оси маршрутов аэросъемки (в том числе каркасных), указывают номера конечных аэроснимков, даты аэросъемки, номера использованных на каждом участке съемочных камер;

б) гидрографическую сеть с указанием мест полевых отметок урезов воды и проектируемых мест для фотограмметрических определений (намечаются в 2 - 2,5 раза чаще, чем это требуется для подписи на карте, с тем, чтобы повысить точность построения продольных профилей водотоков);

в) пункты геодезических сетей и точки съемочного обоснования с выделением замаркированных точек и указанием качества изображения маркировочных знаков;

г) границы маршрутных сетей и блоков;

д) очередность обработки сетей на участке.

Стереопары для наблюдений в пределах маршрута нужно составлять так, чтобы снимки были однообразно ориентированы относительно местности. Это означает, что одни маршруты следует наблюдать в порядке возрастания номеров снимков, а другие - наоборот, в порядке убывания их номеров (т.е. с поворотом на 180 градусов).

Если используемое программное обеспечение не предусматривает ввода информации о положении маркированной координатной метки, то для каждой группы маршрутов, проложенных слева направо или наоборот, указываются свои данные о съемочной камере, в которых учтено направление полета.

Стереоскопическая съемка рельефа (т.е. сбор цифровой информации о рельефе) предусматривается на аналитических или цифровых фотограмметрических приборах.

На схеме работ по составлению карт или планов показывают трапеции (планшеты), для которых должны изготавливаться фотопланы (для фотокарт или создания контурной основы). Отдельно выделяют участки, где необходимо выполнить ортотрансформирование снимков, а также участки, на которых целесообразно сочетание графического плана с фотоизображением (фотоврезкой) в рамках одного оригинала. Указывают также трапеции (планшеты), на которых должен составляться оригинал при помощи стереофотограмметрических приборов. На схеме помечают участки, обеспеченные ведомственными материалами картографического значения.

2.3 Подготовка необходимых материалов и исходных данных

Подготовка исходных материалов для выполнения работ заключается в их изготовлении, подборе, проверке комплектности.

Исходными для фотограмметрической обработки являются следующие материалы:

- исходные негативы и диапозитивы на стекле или мало деформирующейся фотопленке (если это предусматривается технологией работ);

- контактные отпечатки на фотобумаге или увеличенные отпечатки в масштабе, близком к масштабу создаваемой карты (плана);

- каталоги координат и высот пунктов государственной геодезической сети, геодезических сетей сгущения и точек съемочной сети, полученных геодезическими методами, составляемые по номенклатурным листам. Координаты всех опорных точек должны быть заданы в той системе координат, в которой составляется или обновляется карта (план). В противном случае выполняется преобразование координат в нужную систему;

- копия паспорта съемочной камеры со значениями элементов внутреннего ориентирования, эталонных координат или расстояний между координатными метками, сведениями о дисторсии объектива и другими константами (для нетрадиционных камер);

- приближенное значение высоты фотографирования или среднего масштаба аэроснимков;

- редакционные указания и подлежащие использованию ведомственные материалы картографического назначения, подобранные по трапециям; материалы полевого и камерального дешифрирования уточненные фотосхемы или снимки, увеличенные до масштаба составляемой карты с подписанными географическими названиями, характеристиками топографических объектов.

Подготовка материалов и исходных данных включает:

а) изготовление диапозитивов, контактных отпечатков на фотобумаге, отпечатков, увеличенных до масштаба плана (для дешифрирования);

б) нанесение на снимки опорных точек;

в) обработку результатов спутниковых или других бортовых определений;

г) сканирование снимков (при использовании цифровых обрабатывающих приборов);

д) перенос цифровой исходной информации (паспортные данные съемочных камер, каталоги координат геодезических точек, цифровые изображения) на машинные носители и размещение их на жестком диске компьютера с помощью и по правилам программных средств, намеченных к использованию при обработке снимков.

2.4 Подготовка технических средств

Подготовка технических средств включает проверку их комплектности, калибровку и тестирование, а также проверку наличия и работоспособности необходимых программных средств.

Для выполнения поверочных работ используется набор специальных тестов,

контрольных сеток, эталонных снимков (стереопар) и т.п.

Особое внимание уделяется контролю правильности и надежности работы узлов прибора, фиксирующих плоские или пространственные координаты точек в системе координат фотограмметрического прибора или сканера. Следует убедиться в соответствии системы координат прибора требованиям программного обеспечения. При необходимости предусматривается преобразование данных из левой системы координат в правую или наоборот.

2.5 Подготовка редакционных указаний

Редакционные указания разрабатывают на основе технического проекта с использованием всех основных и дополнительных материалов и результатов их анализа. В редакционных указаниях даются конкретные предписания и рекомендации по созданию карты (плана) в зависимости от особенностей местности и качества исходных материалов.

Редакционные указания подготавливаются на основании технических условий и результатов изучения и оценки исходных материалов и утверждаются главным редактором предприятия.

При разработке редакционных указаний особое внимание уделяют трудно дешифрируемым объектам местности, а также не дешифрируемым непосредственно по основным аэроснимкам объектам местности. Для таких объектов перечисляются источники, по которым они могут быть отображены на оригинале.

2.6 Подготовка специалистов к выполнению работ

Подготовка специалистов к выполнению работ должна включать изучение задания, технического проекта, редакционных указаний и обучение инженерно-технического персонала и исполнителей выполнению наиболее сложных операций, которые редко встречались в предыдущей практике или не встречались вообще.

Обработку снимков поручают опытным специалистам, знакомым с районом работ и особенностями аэро- или космических снимков. При необходимости организуют техническую учебу специалистов.

Критериями подготовки специалистов являются острота стереоскопического зрения, способность оценки местности по ее изображениям, степень освоения вычислительной техники.

3. Фотограмметрическое сгущение опорной сети

фотограмметрический топографический снимок дешифрирование

Фотограмметрическое сгущение планового и высотного съемочного обоснования должно выполняться путем построения блочных или маршрутных фотограмметрических сетей. При многомаршрутной, площадной аэросъемке формируются и уравниваются блочные сети.

Для построения маршрутных фотограмметрических сетей необходимо, чтобы фактическое продольное перекрытие снимков было порядка 60 %. Для блочных фотограмметрических сетей при таком же продольном перекрытии снимков поперечное перекрытие их должно составлять порядка 30 % или более.

В фотограмметрические сети включают:

а) пункты геодезических сетей и точки съемочного обоснования, а также опорные фотограмметрические точки, определяемые при построении фотограмметрических сетей по каркасным маршрутам;

б) основные фотограмметрические точки (в углах моделей), используемые как опорные или контрольные при после дующей обработке отдельных моделей или снимков на процессах составления оригинала и трансформирования снимков;

в) ориентировочные точки, по которым осуществляется внешнее ориентирование снимков и создаются отдельные модели, т.е. элементарные звенья сети;

г) связующие точки, лежащие в зоне тройного перекрытия снимков и служащие для соединения соседних элементарных звеньев при формировании маршрутной сети;

д) общие точки, предназначенные для объединения перекрывающихся маршрутных сетей в блок;

е) точки для связи со смежными участками;

ж) точки на урезах вод и наиболее характерные точки местности, отметки которых должны быть подписаны на карте или плане;

з) закрепленные на местности точки инженерного назначения;

и) дополнительные точки, служащие для придания большей жесткости отдельным элементарным звеньям и сети в целом.

Число связующих точек для соединения моделей в маршрутную сеть должно быть не менее пяти-шести в полосе тройного продольного перекрытия.

Общие точки для соединения маршрутов в блок размещают равномерно по всей полосе поперечного перекрытия. Количество таких точек зависит от ширины полосы, но в любом случае с каждой стороны стереопары следует намечать не меньше 3 точек при 30 % поперечном перекрытии и не менее 6 точек при 60 % поперечном перекрытии.

Точки сети следует выбирать при стереоскопическом рассматривании снимков с увеличением не менее 4 - 6Ч. Их размещают на плоских участках и совмещают с надежно отождествляемыми контурами.

Для измерения координат точек снимков используются автоматизированные стереокомпараторы, аналитические и цифровые фотограмметрические приборы. Порядок измерения точек сети и координатных меток и форматы записи результатов измерений определяются требованиями используемой программы обработки.

Измерения на автоматизированных стереокомпараторах выполняют одним или двумя приемами в зависимости от точности прибора.

Визирование на координатные метки можно осуществлять монокулярно или стереоскопически. В любом случае в момент снятия отсчетов со шкал прибора и левая, и правая измерительная марка должны точно совмещаться с изображением координатной метки на своем снимке.

Измерениям связующих и общих точек должно предшествовать их искусственное маркирование с использованием стереомаркирующих приборов или интерпретаскопа. Такие точки маркируют при стереоскопическом рассматривании снимков с увеличением не менее 8 - 12Ч. Точки маркируют на левом снимке каждой стереопары, диаметр маркировки не должен превышать 0,04 - 0,05 мм. Вначале маркируют общие точки в поперечном перекрытии маршрутов, а затем все остальные точки вне поперечного перекрытия маршрутов.

Отождествление идентичных точек и их искусственное маркирование необходимо выполнять с максимально возможной точностью и тщательно контролировать. Каждая связующая и общая точка в пределах маршрута маркируется один раз.

Фотограмметрическое сгущение опорной сети с использованием цифровых фотограмметрических приборов требует наличия растровых изображений снимков или их фрагментов.

Растровое изображение может быть получено как непосредственно в процессе аэро- или космической съемки цифровыми камерами, так и путем сканирования снимков, полученных традиционными съемочными фотокамерами. В этом случае подбирается величина элемента сканирования (пикселя) снимков, исходя из требуемой точности определения координат точек сгущения.

Для измерения на цифровых фотограмметрических приборах следует применять метод автоматического отождествления точек на смежных снимках. В зависимости от используемого программного обеспечения автоматическое отождествление может выполняться для двух, трех и т.д. (до шести или более) снимков, на которых изображается измеряемая точка.

Обработку стереопар следует вести строго последовательно согласно их расположению в маршрутной схеме. В этом случае уже обработанные стереопары будут защищены от порчи, так как редактирование положения точек будет выполняться всегда только на правом снимке.

В состав исходной информации для программы фототриангуляции кроме паспортных данных съемочной камеры, измеренных на снимках координат точек и координатных меток, а также каталога координат опорных и контрольных точек могут входить:

а) длины и азимуты отрезков, превышения между объектами местности;

б) координаты центров проектирования снимков, определяемые спутниковыми системами (ГЛОНАСС или GPS);

в) значения угловых элементов внешнего ориентирования снимков, высот фотографирования и высот центров проекции над изобарической поверхностью или их функции, определенные в полете.

При условии, что точность координат центров проектирования, выраженная в масштабе снимков, сопоставима с измерительной точностью самих снимков, использование при фототриангулировании таких координат в качестве дополнительной исходной информации позволяет существенно сократить необходимое число опорных точек.

На блок среднего размера (10 маршрутов по 15 стереопар) в этом случае необходимо определять не менее пяти планово-высотных опознаков, располагая их по схеме «конверт». При большем размере блока и повышенных требованиях к точности сети количество необходимых опознаков увеличивается. В первую очередь дополнительные опознаки следует располагать в середине сторон блока, а затем - равномерно по площади его.

В реальных программах фототриангуляционные сети создаются двумя способами:

- посредством совместного уравнивания полной совокупности геодезических, фотограмметрических и других измерений на всю сеть;

- путем предварительного формирования отдельных частей сети (одиночных моделей, триплетов, маршрутных сетей) и последующего объединения таких частей в более крупное построение.

Процесс построения сетей пространственной фототриангуляции должен контролироваться путем анализа значений и распределения погрешностей измеренных величин и их функций, выявленных на всех этапах построения и уравнивания:

- внутреннего ориентирования снимков;

- взаимного ориентирования снимков;

- построения маршрутных сетей;

- соединения смежных маршрутов;

- построения блочных сетей.

Критерием точности служат значения максимальных и средних погрешностей измеренных и определяемых величин. Для выявления грубых погрешностей на каждом этапе построения сети следует руководствоваться не только ее значением на точке, но и положением этой точки на снимке и положением в сети относительно других точек.

Качество сетей, уравненных по опорным данным, оценивается по следующим критериям:

а) по остаточным расхождениям фотограмметрических и геодезических координат на опорных точках;

б) по расхождениям фотограмметрических и геодезических координат контрольных геодезических точек, не использованных при уравнивании сетей;

в) по разностям бортовых данных и фотограмметрических значений соответствующих величин;

При превышении допустимых значений погрешностей анализируют измерения, а также правильность координат опорных и контрольных точек. При выявлении погрешностей или грубых промахов результаты должны быть откорректированы, а процесс уравнивания фототриангуляции выполнен повторно. При повторении процесса уравнивания блочной сети результаты каждого предыдущего счета следует использовать как стартовые для очередного, последующего счета.

После завершения процесса фототриангулирования по результатам его составляют каталоги координат точек фотограмметрического сгущения, элементов внешнего (а для цифровых систем - и внутреннего) ориентирования снимков и проводят оценку их точности.

Результаты оценки должны быть записаны в формуляры трапеций и в технический отчет.

Исходные данные и полученные окончательные результаты фототриангуляции следует сохранять в текстовом формате и форматах программ обработки путем создания архивной копии файлов на машинных носителях.

4. Изготовление фотопланов

Фотопланы изготавливаются:

- как самостоятельный вид топографической продукции (фотоплан, ортофотоплан, фотокарта, ортофотокарта);

- как основа для сбора по ней цифровой векторной информации.

Для изготовления фотопланов используются два метода трансформирования снимков: аналоговый (оптико-механический) и цифровой. Предпочтение следует отдавать цифровому трансформированию, как наиболее точному и производительному. Оптико-механический метод может применяться только в случае отсутствия соответствующих аппаратно-программных средств цифрового трансформирования.

Для трансформирования должны использоваться черно-белые, цветные или спектрозональные снимки, полученные, как правило, узкоугольными и нормальноугольными съемочными камерами, для снимков которых меньше влияние рельефа на смещения изображений точек.

Процесс получения цифрового фотоплана включает следующие основные этапы:

- расчет элемента разрешения для сканирования снимков;

- ориентирование снимков;

- получение информации о рельефе;

- выбор фрагментов для трансформирования (ортотрансформирования);

- ортотрансформирование или простое трансформирование по фрагментам;

- сшивка фрагментов мозаик с выравниванием тона, коррекции изображения;

- получение трансформированного изображения в пределах заданной трапеции или границ;

- оформление.

Трансформирование снимков следует проводить в пределах полезной площади, ограниченной линиями, проведенными через середину продольного и поперечного перекрытия смежных снимков.

Формирование цифрового фотоплана производят из смежных цифровых трансформированных снимков с одинаковыми размерами элементарных участков по выбранным границам фрагментов («линиям порезов»), полученным со смежных снимков.

Границы «порезов», как правило, выбирают по середине зон перекрытий снимков. Линия «пореза» не должна пересекать высотные объекты и объекты, служащие ориентирами, а также не должна проходить вдоль границ объектов разного тона. При наличии таких линейных объектов, как дороги, реки и т.п. линию «пореза» следует проводить по середине объектов. При пересечении линейных объектов и четких контуров линию «пореза» следует проводить под прямым углом к этим объектам.

Для выравнивания фототона фрагментов в пределах фотоплана наиболее целесообразно использовать автоматический метод.

На фотоплан должны быть нанесены все опорные геодезические пункты. Их следует отобразить на фотоплане условными знаками. Кроме этого должны быть нанесены рамка листа карты, координатная сетка и выполнено зарамочное оформление фотоплана.

Для получения на основе изготовленного цифрового фотоплана цифровой фотокарты на растровое фотоизображение (ортофотоизображение) накладывается векторная цифровая информация. Эта информация может включать условные знаки; линии различных типов, толщин и цветов; заливки, штриховки, подписи и т.п.

Цифровая векторная информация может включать в себя не все, а только часть слоев, например, горизонтали, гидрографию, дорожную сеть и т.д.

Точность созданных цифровых фотопланов оценивается по опорным и контрольным фотограмметрическим точкам, по линиям соединения фрагментов («порезам»), полученным со смежных снимков, и сводкам со смежными фотопланами. Контроль планового положения опорных и контрольных фотограмметрических точек выполняется по разности плановых координат изображений этих точек на фотоплане и их значений, выбранных из соответствующих каталогов.

В качестве конечной продукции могут служить цифровой фотоплан или фотокарта на машинном носителе в форматах, согласованных с потребителем, либо их графическая копия, полученная на соответствующих технических средствах.

5. Дешифрование

Камеральное дешифрирование заключается в выявлении и распознавании по изображению местности тех объектов, которые должны показываться на топографической карте или плане данного масштаба, установлении их качественных и количественных характеристик и отображении в виде условных знаков и надписей, принятых для обозначения данных топографических объектов.

Камеральное дешифрирование с последующей полевой доработкой должно применяться в качестве основного варианта работ по дешифрированию. Обратный порядок работ может потребоваться для районов, недостаточно изученных в топографическом отношении, и районов со значительным количеством объектов, не распознающихся на снимках. Камеральное дешифрирование целесообразно ставить после полевого также при съемках в масштабах 1:1000, 1:500 на участках с плотной малоэтажной застройкой, когда возникает необходимость измерения в натуре ширины свесов крыш и карнизов построек, чтобы устанавливать затем на аэроснимках положение оснований дешифрируемых зданий.

При камеральном дешифрировании, выполняемом до полевых работ, после изучения редакционных указаний проводят стереоскопическое изучение снимков и используют дополнительные материалы, содержащие сведения об объектах местности. В качестве дополнительных применяются географические, топографические и специальные планы, карты, схемы, атласы, энциклопедии, справочники, кинофильмы и другие материалы, содержащие сведения о местности в районе картографирования или имеющей подобные ландшафты.

В процессе дешифрирования, наряду с распознаванием и отображением уверенно дешифрирующихся объектов, отмечают участки, по которым потребуется доработка дешифрирования на местности (из-за недостаточности характеристик объектов, их малых размеров и контрастности, слабой распознаваемости среди растительности и в тенях, нечеткости воспроизведения на снимках углов контуров ориентирного значения и др.).

Камеральное дешифрирование, выполняемое после полевых работ, следует начинать с переноса на оригинал карты (плана) материалов полевого дешифрирования, включающих данные по дешифрированию объектов непосредственно в натуре и по передаче упрощенными знаками топографического содержания всех различных по изображению контуров.

При дешифрировании непосредственно на аналитических или цифровых приборах рекомендуется на каждой стереопаре вначале отрабатывать гидрографию и контуры, а затем рисовать рельеф. Такая последовательность в случае сложной ситуации дает возможность обнаруживать пропуски в дешифрировании. Исключение составляют горные районы с большой амплитудой превышений, где рельеф определяет ландшафтные особенности территории и поэтому должен быть зарисован в первую очередь. В процессе дешифрирования протяженные линейные объекты целесообразно отрабатывать сразу по всей стереопаре, а мелкие и сложные объекты - по отдельным ее частям.

При камеральном дешифрировании высоких местных предметов (мачт, заводских труб, вышек) и высоких зданий для правильного нанесения их оснований должны использоваться не только центральные, но и краевые части всех смежных аэрофотоснимков.

Когда на аэроснимке основание здания видно с какой-либо его стороны, измерения свесов выполнимы при помощи фотограмметрических приборов. Для тех же целей следует привлекать материалы технической инвентаризации зданий, включающие данные их натурного обмера.

При камеральном дешифрировании рекомендуется руководствоваться следующими принципами:

- приоритетностью материалов, которые наиболее соответствуют современному состоянию местности и не содержат субъективных ошибок;

- возрастанием достоверности опознания объекта с увеличением количестваиспользованных для опознания признаков изображения объекта;

- ранжированием признаков объекта в соответствии с их значимостью для опознания объекта в конкретной ситуации.

При крупномасштабных съемках дешифрирование независимо от технологических вариантов съемки должно, как правило, контролироваться непосредственно на местности.

Оцифрованное фотоизображение, как правило, имеет пониженную разрешающую способность по сравнению с оригинальным. В таком случае с целью повышения эффективности камерального дешифрирования целесообразно для мелких трудно читаемых топографических объектов использовать традиционное инструментальное дешифрирование, т.е. применять комбинированный метод дешифрирования, заключающийся в сочетании дешифрирования топографических объектов (большей их части) на экране дисплея и традиционного дешифрирования фотоизображений (фотоотпечатков, диапозитивов) с использованием стереоскопа, интерпретаскопа или бинокулярного микроскопа.

Важным преимуществом цифровых изображений являются широкие возможности их корректировки в отношении изменения гаммы, яркости, контраста, динамического диапазона и др. применительно ко всему снимку или отдельным его частям.

Для автоматизации дешифрирования цифровых изображений можно использовать различные программные средства, предназначенные для сегментации и идентификации по фототону площадных объектов почвенно-растительного покрова и некоторых других типов объектов.

Оформление результатов дешифрирования заключается в присвоении объектам соответствующих условных знаков и сводке их на смежных снимках.

Сводка со смежными снимками, фотопланами и ранее составленными картами состоит в согласовании планового положения контуров, качественных и количественных характеристик, единообразия в условных знаках и генерализации однотипных объектов.

При приемке результаты дешифрирования рассматривают и оценивают с учетом увязки контуров и рельефа, а также содержания и оформления карты или плана в целом.

6. Составление цифрового оригинала

Процесс составления цифрового оригинала топографической карты (плана) на фотограмметрических приборах включает подготовительные работы, ориентирование снимков, сбор цифровой информации о рельефе и контурах.

Подготовительные работы заключаются в получении исходных материалов и проверке их комплектности, подготовке приборов и технических средств к работе, выполнении необходимых расчетов.

Исходными для получения цифровой информации при составлении оригинала карты (плана) на фотограмметрических приборах являются следующие материалы:

а) формуляр трапеции (планшета);

б) диапозитивы TT1 1 T(на стекле или малодеформирующейся пленке) или цифровые изображения снимков на машинном носителе;

в) фотоотпечатки (контактные отпечатки или увеличенные фотоснимки) с отмеченными на них точками геодезического обоснования (плановыми и высотными) и точками фотограмметрического сгущения опорной сети. Для точек, используемых в качестве опоры при ориентировании фотограмметрической модели, должны быть, кроме того, выписаны их отм., отнесенные к поверхности земли:

г) каталоги координат и высот опорных точек;

д) список элементов внешнего ориентирования снимков (если по этим же снимкам выполнялось фотограмметрическое сгущение опорной сети);

е) сведения об элементах внутреннего ориентирования съемочной камеры и положении координатных меток на прикладной рамке фотокамеры;

ж) значение высоты съемки над средней плоскостью участка или средний масштаб снимков;

з) материалы для дешифрирования: редакционные указания; материалы полевого дешифрирования (если оно предшествовало камеральному); снимки, увеличенные до масштаба составляемой карты (плана).

Подготовка фотограмметрических приборов к работе включает проверку работоспособности их аппаратных средств и программного обеспечения (ПО).

Калибровка аналитического прибора выполняется 1 - 2 раза в год или после перемещений прибора и заключается в измерении контрольной сетки с оценкой инструментальной точности прибора.

Построение фотограмметрической модели на аналитическом или цифровом обрабатывающем приборе должно обеспечиваться строгим математическим решением фотограмметрической засечки, полностью реализующим геометрическую точность снимка с учетом его масштаба, фотографического и фотограмметрического качества и величины элемента сканирования. Используемые алгоритмы должны также максимально обеспечивать автоматизацию выполнения основных процессов восстановления и ориентирования фотограмметрической модели.

Внутреннее ориентирование снимков выполняется путем измерения координатных меток (крестов) снимка и вычисления по их координатам параметров преобразования из системы координат прибора в систему координат снимка.

Взаимное ориентирование снимков ведется путем измерения координат точек стереопары, выбираемых в шести стандартных зонах, и вычисления элементов взаимного ориентирования. Оптимальное количество измеренных в каждой стандартной зоне точек равно 2 - 3. Результаты взаимного ориентирования позволяют построить свободно ориентированную фотограмметрическую модель местности.

Для внешнего ориентирования одиночного снимка и стереопары снимков могут использоваться либо элементы внешнего ориентирования, полученные на стадии фотограмметрического сгущения, либо координаты опорных точек, полученные из фотограмметрического сгущения или полевой привязки снимков.

Для определения точности построения модели измеряют контрольные точки, выбирая их, по возможности, в различных частях модели.

После ориентирования модели или снимков производят сбор информации о рельефе и/или контурах в последовательности, определяемой характером картографируемого и участка.

Перед рисовкой рельефа определяют отметки характерных точек, которые должны быть подписаны на карте (плане). При съемке плоскоравнинных районов количество определяемых отметок должно быть не менее 8 - 10 на 1 дм2 карты для равнинных, пересеченных, холмистых, а также низкогорных районов и песчаных пустынь и не менее 10 - 15 на 1 дм2 карты для среднегорных и высокогорных районов, если в задании не предусмотрена их большая густота. Для отдельных плоскоравнинных районов (с мелкими формами рельефа) количество отметок высот может быть увеличено на 50 %. Для каждого квадратного дециметра плана масштабов 1:500 - 1:5000 должно быть определено не менее 5 высот характерных точек местности, если в задании не предусмотрена их большая густота.

Как правило, все горизонтали должны быть получены на приборе в результате стереоскопического трассирования поверхности стереомодели измерительной маркой, установленной на высоту горизонтали. Одновременно с этим программное обеспечение прибора визуализирует на экране монитора положение горизонталей и других элементов рельефа.

Одновременно со стереоскопической рисовкой горизонталей определяют численные характеристики элементов рельефа - высоты обрывов, скал, курганов и др., а также насыпей, выемок, валов и других объектов в соответствии с действующими условными знаками.

После ориентирования каждой последующей стереопары должна быть проверена точность взаимного положения контуров и горизонталей на стыке с соседними стереопарами. Расхождения в положении четких контуров не должны превышать 0,6 мм в масштабе составляемой карты (плана).

Составленный оригинал карты (плана) должен быть сведен со смежными листами карт (планов) того же или более крупного масштаба, создаваемыми одновременно или составленными ранее. Если для старой карты (плана) была использованы система координат, отличающаяся от принятой в данных работах, то координаты всех объектов старой цифровой карты (плана) предварительно преобразовываются в нужную систему. Такая операция должна быть проведена на весь район картографирования. Одновременно корректируется цифровая информация о рамках номенклатурных листов, координатной сетке и других элементах математической основы карт (планов).

7. Редакционные работы

Назначение редакционных работ при топографических съемках - обеспечить полноту и достоверность содержания топографических карт (планов), правильное и наглядное отображение ситуации и рельефа местности установленными условными знаками. В соответствии с этим редакционные работы осуществляют на всех этапах создания топографических карт и планов.

В состав камеральных редакционных работ входит:

а) изучение территории съемки по снимкам и материалам картографического значения (графическим, справочным, литературным), а при специализированных крупномасштабных съемках - изучение дополнительных требований к создаваемой продукции;

б) составление редакционных указаний по камеральному дешифрированию истереоскопической рисовке рельефа и инструктаж исполнителей до начала и в процессе выполнения работ;

в) обеспечение эффективного использования материалов картографического назначения при камеральном дешифрировании, рисовке рельефа и составлении оригиналов карт (планов);

г) редактирование цифровых составительских оригиналов карт и планов.

Редактирование законченных составительских оригиналов должно проводиться детально по всем элементам содержания и оформления как по каждому номенклатурному листу, так и по блокам листов с целью проверки обеспечения единства в показе на всей территории съемки однотипных объектов и увязки между смежными листами характеристик крупных контуров угодий и дорожной сети. Для большей наглядности цифровую информацию на редактируемый планшет представляют в графическом форме.

В процессе редактирования оригиналов карт (планов) окончательно увязывают изображения объектов гидрографической сети и, если это предусмотрено техническими условиями, приводят отметки урезов воды к среднему меженному уровню. Результаты увязки и уравнивания отображают на самих оригиналах и на специальных редакционных схемах.

Список используемой литературы

1.Назаров А.С. «Фотограмметрия», учебное пособие, ТетраСистемс, 2006г.

2. Новаковкий Б.А. «Фотограмметрия и дистанционные методы изучения Земли», М., МГУ, 1997г.

3. ГКИНП (ГНТА)-02-036-02 «Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов», М., 2002г.

4. ГОСТ Р 51833-2001. Фотограмметрия. Термины и определения.

Размещено на Allbest.ru