Дорожинський О.Л., Тукай Р. Фотограмметрія

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 7.4. Вікно модуля ISSD

ЇШ

Рис. 7.5. Вікно модуля ISAE

Характерні риси:

- генерування точок у прийнятій системі координат для моделі;

- опрацювання зображень чорно-білих, кольорових, аеро- та космічних;

-додатковий інтерфейс до зручного виконання процесів включення і

перетворення даних;

- зручні алгоритми вимірювання;

-використання існуючих елементів ЦМР для підвищення ефективності

програмного модуля;

-використання технології Symmetric Multiprocessing для максимального

використання апаратних засобів;

- епіполярне перетворення "на ходу";

- наявність механізмів протидії "пороговому" ефекту.

240

7.2. Технологія побудови мереж аеротріангуляції

з цифрових знімків

У кінці XX століття аналітичну аерофототріангуляцію майже повністю замінено

іншим підходом, який в літературі часто називають цифровою аеротріангуляцією. На

це вплинули такі істотні зміни: по-перше, заміна вимірювального засобу - замість

стереокомпаратора використовується комп'ютер; по-друге, вихідним матеріалом

замість фотознімка є цифровий знімок.

Це спричинило кардинальні зміни в технологічних процесах, оскільки стало

можливим виконувати вимірювальні операції в автоматичному режимі. Проте

алгоритми фототріангуляційних побудов (метод в'язок, метод моделей тощо)

залишались такими самими, як при аналогічній фототріангуляції.

Аеротріангуляція цифрова (АТЦ) об'єднує такі процеси:

1. Складання проекту мережі АТЦ.

2. Підготовчі роботи.

3. Вимірювальні роботи.

4. Обчислення (побудова) мережі АТЦ.

5. Аналіз отриманих результатів.

Відзначимо кілька особливих рис, які істотно впливають на побудову АТЦ.

Передусім це використання зафіксованих у польоті лінійних (за допомогою GPS) та

кутових (з використанням INS) елементів зовнішнього орієнтування знімків. За їхньої

наявності істотно скорочується необхідна і достатня кількість опорних точок, тобто

зменшуються обсяги польових робіт.

Інший фактор стосується режиму стереоспостереження: він може бути ручним,

напівавтоматичним або ж автоматичним. Вибір методики залежить від якості та

фактури цифрових знімків, наявності потрібного програмного забезпечення. За

автоматичного режиму оператор звільняється від копіткої камеральної роботи, а саме

вимірювання стає швидшим і дешевшим.

Проект АТЦ складають на комп'ютері, і, по суті, це схема (рис. 7.6) з

розміщенням у стандартних зонах таких точок:

- опорних точок (планово-висотних або висотних);

- контрольних точок (теж планово-висотних або висотних);

- центрів знімків з підписаними їхніми номерами;

- зв'язкових точок (у зонах потрійного перекриття);

- точок у міжмаршрутних перекриттях;

- характерних точок рельєфу

або

місцевості

(як правило,

їх вибирають

ручному

режимі).

Підготовчі роботи передбачають:

- введення загальних для всього маршруту (блока) спільних даних (елементи

внутрішнього орієнтування, дані калібрування камери, елементи зовнішнього

орієнтування);

- введення цифрових зображень у необхідному форматі, який сприймається

програмним забезпеченням;

241

Ю\0® Ч

ют_о&

2І22.

2_21

3_23

3-24 4.43

ЮГ_0&4

5-45

5.46

-* -А. ~

• А- -

3-25

4_42 _~

5_47

*>? 003

№_№5

6_вЄ

/і

6_*64

1_5

ί_β

СУ

ІІ8

its

2-І.ЯГ

2*18

2.17

2-16

2_*15

2_Л 4

3_26"

3-27

ЮТ_сО!

4-4Ґ

4_*40

4_38

5^46

5_*49

к&г

5*51

е_ез

Qv.ooe

3-30 4-37

3-31

і©? а**

φ! 10

2.13

3-32

4_36

5-53

6_62

єіГві

6*60

віт

6-58

«Г-Дґ*

llit

__ Δ

3_*33~ 4-34 5.55

6.5Є

т.ооз

33 34 35 36 37 38

Legenda:

zdjecle -

rofka 567

/β numer szeregu

** orkusze

mopy i:iO 000

ukladu

1992

Q fotopunKt

Δ fotopunkt

XYZ

Д punkt kontrolny

Рис 7.6. Схема блока цифрової аеротріангуляції

- введення каталогу координат опорних і контрольних точок;

- введення (у разі необхідності) допусків як параметрів оцінки якості побудови

АТЦ;

- вибір ручного або автоматичного режиму для вимірювальних операцій.

Вимірювальні роботи:

- виконання внутрішнього орієнтування для кожного знімка у ручному,

напівавтоматичному або автоматичному режимах;

- вимірювання зв'язкових точок в одному з вищезазначених режимів;

- вимірювання опорних (рис. 7.7) і контрольних точок (переважно у ручному

режимі);

- вимірювання (за необхідності) характерних та особливих точок рельєфу та

місцевості.

Обчислювальні роботи ведуться

автоматичному режимі з виданням інформації

про відбраковані точки на кожному з етапів фотограмметричних побудов, про оцінку

точності (середньої квадратичної похибки одиниці ваги, ср. кв. похибок визначених

елементів зовнішнього орієнтування тощо). У разі наявності контрольних точок

здійснюється обчислення

ср.

кв. похибок за координатами цих

точок,

що є об'єктивною

оцінкою якості фотограмметричних побудов.

Аналіз отриманих результатів виконується фотограмметристом на підставі

отриманих ср. кв. похибок, векторної діаграми похибок на контрольних точках,

уточнених елементів зовнішнього орієнтування (за даними з GPS та INS). У разі

необхідності вводяться необхідні корективи, і побудова АТЦ повторюється. У разі

якісного виконання видрукований та збережений каталог координат точок мережі та

242

PROJEKTOWANA LOKAU2ACJA PUNKTU OSNOWY FOTOGRAMETRYCZNEJ

Рис 7 7 Розміщення опорної точки (плановане) та зарис вибраної опорної точки

243

елементів зовнішнього орієнтування для кожного знімка приймається для подальшого

використання

Нижче подається (як приклад) виконання АТЦ фірмою ТМСЕ (Краків) на

цифровій станції від INTERGRAPH

1 Проект блочної АТЦ

При виконанні АТЦ з елементами зовнішнього орієнтування, зареєстрованими в

польоті, кількість опорних точок

меншою порівняно

класичною фототріангуляцією

Розміщення опорних точок приймається таким

- у кутах блока розмішуються

по

дві опорні точки (не по одній, як рекомендовано

класичною схемою), що є дуже важливим для точності і надійності побудови

мереж,

- на кінцях маршрутів теж розміщують точки, це показано на рис 7 6,

- контрольні опорні точки розташовують всередині блока

На рис 7 6 подано блок з 66 знімків У мережі використано опорні точки, не

замарковані перед польотом, а натуральні контурні точки Частину опорних точок,

які важко було розпізнати на місцевості, використано як висотні опорні точки (а не

планово-висотні) На кожну опорну точку виготовлено зарис Приклад такого зарису

показано на рис 7 7

2 Внутрішнє орієнтування

У комп'ютер імпортуються такі дані

- фокусна віддаль аерокамери,

- координати головної точки,

- параметри калібрування камери, передусім ті, які моделюють дисторсію,

- координати координатних позначок

На рис 7 8 подано вікно з даними про камеру Дисторсія подана як середнє

значення в інтервальному діапазоні від точки автоколімаци (калібрування камери

Рис 7 8 Вікно з даними про знімальну камеру

244

виконувалось на автоколіматорі. (Цей спосіб вивчається в курсі "Аерокосмічні

знімальні системи"). Камера має вісім координатних позначок (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Координати 8-координатних позначок

на знімку

У вікні рис. 7.10 показано дані про радіальну дисторсію.

Рис. 7.10. Дані про дисторсію камери

245

Вимірювання координатних позначок (рис. 7.11), як правило, ведеться

автоматично. Проте оператор повинен вручну виконати наведення хоча би на одну

позначку, а інші відшукуються та вимірюються в автоматичному режимі.

Рис. 7.11. Вимірювання координатної позначки

Для восьми позначок використовується афінне перетворення для виконання

внутрішнього орієнтування. При скануванні знімків з пікселем 16 мкм точність

орієнтування становить близько 10 мкм. При більших значеннях необхідно

повторити сканування або повторно виконати калібрування камери.

3. Вимірювальний процес в аеротріангуляції автоматичній.

Використання кореляції ідентичних точок на кількох знімках істотно

пришвидшує вимірювальний процес в автоматичному режимі, а програма дає змогу

шукати такі точки на 6 або більше знімках. Знайдені ідентичні точки перевіряються на

точність: обчислюють похибки на підставі різниць плоских прямокутних координат

із суміжних знімків, а виправлення виконують на підставі вимірювань, які здійснює

оператор у ручному режимі.

разі

застосування методу кореляції

до

вимірювань опорних точок отримують, як

показав досвід, значно кращі результати, ніж у разі стереовимірювань оператором.

На рис. 7.12 подано приклад вимірювання контрольної опорної точки, яка

зображена на чотирьох знімках.

246

Рис 7 12 Вимірювання контрольної точки, що зобразилась на чотирьох

знімках

На рис 7

показано схему (вікно) розміщення зв'язкових точок у блоці знімків

Червоним кольором показано точки, що належать одному маршруту, а синім - ті, що

розташовані у зонах поперечного перекриття.

Рис 7 13 Вікно з розміщенням зв'язкових точок у блочній

мережі

247

4. Вирівнювання АТЦ\

В основу блочної АТЦ покладено метод в'язок з використанням даних GPS.

Вихідними даними для

цього

процесу

є:

фотограмметричні вимірювання для зв'язкових

точок та точок міжмаршрутних перекриттів, просторові координати опорних точок

та їхні плоскі прямокутні координати на знімках, параметри аерокамери, просторові

координати центрів проекцій.

На рис. 7.14 наведено вікно, в якому показано:

Рис. 7.14. Вікно з даними для вирівнювання цифрової аеротріангуляції

- визначені елементи зовнішнього орієнтування для кожного знімка;

- просторові координат кожної зв'язкової точки та точність їхнього отримання;

- використані виміряні в польоті за допомогою GPS;

- для кожного маршруту визначено дрейф і штифт GPS-вимірів.

5. Аналіз результатів.

Аналіз здійснюється на підставі:

- порівняння очікуваних похибок вимірювань з їхніми середніми значеннями,

отриманими після вирівнювання;

- відхилень фотограмметричних і геодезичних координат на опорних точках;

-відхилень у координатах на контрольних точках (які не брали участі у

вирівнюванні).

Контроль виконується як на підставі цифрових даних (рис. 7.15), так і з аналізу

еліпсів похибок, показаних у вікні (рис. 7.16).

248

Рис 7 15 Цифрові дані для аналізу точності побудови АТЦ

Рис 7 16 Вектори похибок на опорних точках

249