Фотограмметрия как наука

     Элементами  взаимного ориентирования являются:

- угол в главной базисной плоскости левого снимка между осью Z₁' и главным лучом связки;

- угол на левом снимке между  осью y₁ и следом плоскости ;

- угол в главной базисной  плоскости левого снимка между  осью Z₂' и проекцией главного луча правой связки на главную базисную плоскость левого снимка;

- угол между проекцией главного  луча правой связки на главную  базисную плоскость левого снимка  и главным лучом;

- угол на правом снимке между осью y₂ и следом плоскости .

      Вторая система  элементов. За начало пространственной фотограмметрической системы координат принимается центр проекции левого снимка S₁. Координатные оси этой системы направлены параллельно соответствующим координатным осям x₁, y₁ левого снимка (рис. 5), а ось совпадает с главным лучом левой связки. Система координат параллельна системе координат .

      Элементами  взаимного ориентирования являются:

- угол между осью  и проекцией базиса на плоскость (или элемент ориентирования B_y);

- угол наклона базиса S₁S₂ относительно плоскости (или B_Z);

- взаимный продольный угол  наклона снимков, составленный  осью  с проекцией главного луча правой связки на плоскость ;

- взаимный поперечный угол  наклона снимков, заключённый между плоскостью и главным лучом правой связки;

- взаимный угол поворота снимков,  угол на правом снимке между  осью y₂ и следом плоскости

     Таким образом, каждая система включает пять элементов взаимного ориентирования. Зная их, можно найти пространственные фотограмметрические координаты любой точки модели. 
 

     Планово-высотная привязка аэрофотоснимков 

     Фотограмметрическая обработка как одиночного снимка, так и пары снимков предполагает наличие опорных точек. Опорные точки позволяют проводить трансформирование одиночных снимков и геодезическое ориентирование пространственных моделей местности. Геодезические координаты опорных точек можно получить с помощью геодезических измерений в поле или камерально фотограмметрическим методом.

     Процесс опознавания на снимках точек местности и определение координат этих точек геодезическими методами называют привязкой аэрофотоснимков. В качестве опорных точек выбирают надежно идентифицируемые на снимках точки местности. Привязка, обеспечивающая каждый снимок или каждую стереопару опорными точками в количестве, необходимом для фотограмметрической обработки, называют сплошной, в противном случае — разреженной.

     Если в результате привязки у каждой опорной точки определены все три геодезические координаты, то привязку называют планово-высотной, если только плановые координаты — плановой, если только высотная координата — высотной.

     Привязка аэрофотоснимков состоит из нескольких этапов: подготовки материалов; составления проекта привязки; рекогносцировки и закрепления на местности опорных точек; полевых измерений; вычислительных работ; оформления материалов и сдачи работ.

     Подготовка материалов включает подбор комплектов контактных или увеличенных снимков и репродукций накидного монтажа на объект работ. На репродукцию накидного монтажа переносят пункты геодезической сети с имеющихся топографических карт.

                               

        Рис.6 Схема расположения опорных точек при разреженной привязке снимков 

  Составление проекта привязки аэрофотоснимков проводят на репродукции накидного монтажа. Как правило, при разреженной привязке опорные точки располагают рядами поперек аэрофотосъемочных маршрутов (рис. 6). Расстояние между опорными точками зависит от масштаба создаваемого плана, высоты сечения рельефа, параметров аэрофотосъемки и выражается числом базисов фотографирования «, которое подбирают по формулам

                                                       ; 

 

где σ_z  σ_l  — средние квадратические погрешности наиболее слабо определяемых точек соответственно по высоте и в плане относительно опорных точек; Н— высота фотографирования; σ_q — средняя квадратическая погрешность определения поперечного параллакса (для аналитических методов 0,010...0,015 мм); р— среднее значение продольных параллаксов (мм), приближенно равное базису фотографирования на снимках (мм); у — максимально возможная ордината точек внутри рабочей площадки снимков, мм. 
 

Значения σ_z  и σ_l   выбирают из таблицы от масштаба плана и высоты сечения. 

 
 

       Места расположения проектируемых опорных точек показывают на репродукции накидного монтажа кружками диаметром 5 мм красной тушью и на одном из перекрывающихся снимков красным карандашом. Опорные точки стараются располагать на середине продольных и поперечных перекрытий, чтобы они изобразились на максимальном числе снимков. Опорные точки нельзя размещать ближе 1 см от края снимка.

        Кроме проектирования зон расположения опорных точек на репродукции накидного монтажа намечают схемы теодолитных ходов и полигонов в закрытой местности и возможные прямые, обратные или комбинированные засечки в открытой местности. Если привязку снимков выполняют теодолитными ходами, то максимальную длину каждого из них рассчитывают по формуле

              L =2MT∆ 

     где М— знаменатель масштаба создаваемого плана; Т— знаменатель допустимой относительной погрешности в теодолитном ходе;  ∆ — погрешность в плановом положении опорных точек относительно пунктов опорной геодезической сети, м, которая составляет 0,2 мм в масштабе создаваемого плана.

     Если привязку снимков выполняют с помощью GPS-аппаратуры, то зоны расположения опорных точек намечают на открытых пространствах, чтобы обеспечить радиовидимость необходимого числа спутников.

     В процессе рекогносцировки и закрепления на местности опорных точек опознают и накалывают на снимки существующие пункты триангуляции государственной сети, выбирают окончательное положение каждой опорной точки и уточняют метод ее геодезического определения. В качестве опорной точки выбирают такую точку местности, которая надежно идентифицируется на всех перекрывающихся снимках. Погрешность опознавания опорной точки на местности не должна превышать 0,1 мм в масштабе создаваемого плана.

     Опознанные опорные точки закрепляют на местности кольями длиной 0,3...0,5 м и окапывают треугольником со сторонами 1,2...1,5 м. На снимках эти точки накалывают с погрешностью не более 0,1мм и обводят двумя красными концентрическими окружностями диаметром 8 и 10 мм. Каждой опорной точке присваивают номер.

     Далее проводят геодезические измерения и для каждой опорной точки составляют схему геодезического определения, на которой подписывают значения всех измеренных линий и углов.

     В результате вычислительных работ, проводимых, как правило, по специальным программам, получают каталог геодезических координат опорных точек.

     Для каждой трапеции государственной разграфки, землепользования или населенного пункта формируют техническое дело, в которое входят все материалы полевых и камеральных работ: репродукции накидного монтажа, снимки с оформленными опорными точками, схемы кодов и засечек, полевые журналы, ведомости координат и т. п. 
 

Дешифрирование  – процесс получения  семантической информации со снимков

     Любую необходимую для решения некоторой задачи информацию о местности, расположенных на ней объектах человек может получить путем непосредственных наблюдений (контактный способ). У этого способа сбора информации есть определенные преимущества: возможность тщательного натурного изучения объектов и взятия при необходимости проб для лабораторного анализа, что обеспечивает самый высокий уровень достоверности получаемых сведений. Но этому способу свойственны и существенные недостатки: ограниченность зоны одновременного обзора, анализа и выявления взаимосвязей между элементами природного и антропогенного ландшафтов, ограниченность спектральной чувствительности зрительного аппарата человека, невысокая производительность и оперативность выполнения обследований, сложность работы в труднодоступных районах, довольно сложная процедура документирования результатов обследований и др.

     Аэро- и космические средства и методы получения семантической информации о местности, объектах и процессах в значительной мере восполняют недостатки контактного способа сбора информации, а в некоторых случаях полностью заменяют его. Некоторые задачи, особенно поискового (разведовательного) характера, можно решить только с помощью аэро- и космических съемок.

     Анализ материалов аэро- и космических съемок с целью извлечения из них информации о поверхности и недрах Земли (других планет и их спутников), расположенных на ней объектах, происходящих на поверхности и в близповерхностном пространстве процессах называют дешифрированием (интерпретацией).

     Дешифрирование входит составной частью в технологический процесс топографического и ландшафтного картографирования, а также является важнейшим технологическим компонентом дистанционного зондирования. В последнем случае результаты дешифрирования можно наносить на топографическую основу, например при создании специальных (тематических) карт, или использовать как конечный информационный материал, например при выполнении поисковых работ, экологическом и других видах мониторинга.

     Поскольку в съемке и дешифрировании иногда возникает существенный временной разрыв, в течение которого могут произойти некоторые изменения ситуации, в обязанности дешифровщика войдет полевая инструментальная корректировка — досъемка вновь появившихся или исключение из дешифрирования утраченных элементов. Очевидно, что досъемке подлежат также объекты, не отразившиеся по тем или иным причинам на снимках, например объекты с недостаточным яркостным контрастом относительно фона или объекты, оказавшиеся за пределами линейной разрешающей способности съемочной системы. 
 

  Критерии  качества при дешифрировании. 

     При дешифрировании материалов аэрофотосъемки для составления базовых карт земель масштабов 1:10 000 и 1 : 25 000 установлены следующие требования к точности нанесения элементов ситуации (в масштабе плана):

• ошибка нанесения четкой границы объекта относительно ее изображения не должна превышать 0,2 мм;
• уклонение контрольных определений нечетко выраженной в натуре границы (например, сенокос суходольный и заболоченный) не должно превышать 1,5 мм;
• уклонение контрольных определений инструментально нанесенной на дешифрируемые материалы четкой в натуре границы (положения) объекта не должно превышать 0,3 мм.