- •1. Фотограмметрия. Предмет и задачи. Область применения.
- •2. Технология фотограмметрических методов создания топографических карт и планов.
- •3. Системы координат снимка. Элементы внутреннего ориентирования снимка.
- •4. Системы координат объекта. Элементы внешнего ориентирования снимка.
- •5. Формулы связи координат соответственных точек снимка и местности.
- •6. Определение элементов внешнего ориентирования снимка по опорным точкам (обратная фотограмметрическая засечка).
- •7.Формулы связи координат точек местности и их изображений на стереопаре снимков (прямая фотограмметрическая засечка).
- •8. Формулы связи координат точек местности и координат их изображений на стереопаре снимков идеального случая съемки.
- •9. Определение координат точек местности по стереопаре снимков методом двойной обратной фотограмметрической засечки.
- •10. Условие, уравнения и элементы взаимного ориентирования снимков
- •11. Определение элементов взаимного ориентирования.
- •12. Построение фотограмметрической модели. Внешнее ориентирование модели. Элементы внешнего ориентирования модели.
- •13. Определение элементов внешнего ориентирования модели по опорным точкам.
- •14. Определение элементов внешнего ориентирования снимков стереопары.
- •15. Точность определения координат точек объекта по стереопаре снимков.
- •16. Назначение и области применения цифрового трансформирования снимков
- •17. Наблюдение и измерение цифровых изображений
- •18. Внутреннее ориентирование снимка в системе координат цифрового изображения
- •19. Методы создания цифровых трансформированных изображений местности (объекта).
- •20. Создание цифровых фотопланов и оценка их точности.
- •Оценка точности цифровых трансформированных фотоснимков и фотопланов
- •21. Назначение и классификация методов пространственной фототриангуляции.
- •Маршрутная фототриангуляция методом продолжения.
- •Блочная фототриангуляция по методу независимых маршрутов.
- •24. Построение и уравнивание маршрутной и блочной фототриангуляции по методу независимых моделей
- •25. Построение и уравнивание маршрутной и блочной фототриангуляции по методу связок.
- •26. Назначение и область применения наземной фотограмметрии .
- •27. Съемочные камеры применяемые в наземной фотограмметрии. Понятие о фотограмметрической калибровке камер.
- •28. Системы координат применяемые в наземной фотограмметрии. Основные случаи съемки.
- •29. Принцип трехмерного лазерного сканирования. Область применения наземных лазерных сканеров.
- •30. Принцип формирования изображения с помощью оптико-электронной сканерной съемочной системы..
19. Методы создания цифровых трансформированных изображений местности (объекта).
Принципиальная схема цифрового трансформирования исходного снимка представлена на рис.1.9.
В результате цифрового трансформирования исходный снимок преобразуется в цифровое изображение местности, представляющее собой ортогональную проекцию местности на горизонтальную плоскость.
Исходными материалами при цифровом трансформировании снимков служат:
цифровое изображение исходного фотоснимка;
цифровая модель рельефа (ЦМР)
значение элементов внутреннего и внешнего ориентирования снимков;
значение параметров внутреннего ориентирования снимка в системе координат цифрового изображения.
В большинстве случаев при трансформировании снимков используется цифровая модель местности в виде матрицы высот, представляющей собой регулярную сетку квадратов на местности, стороны которых параллельны осям X и Y системы координат объекта 0XYZ. Координаты и высоты узлов сетки квадратов определены в системе координат объекта.
Для формирования ЦМР в виде матрицы высот, в большинстве случаев, используют цифровые модели рельефа, созданные в результате стереофотограмметрической обработки снимков или по уже существующим топографическим картам.
Наиболее распространённым методом построения цифровых моделей рельефа местности является, в настоящее время, метод триангуляции Делоне, в котором рельеф местности представлен в виде пространственной сети треугольников, координаты и высоты вершин которых определены в системе координат объекта. Рельеф местности в пределах треугольника в этом виде ЦМР, аппроксимируется плоскостью, проведённый через его вершины.
Рис.1.9
Цифровое трансформирование снимка выполняется следующим образом.
Сначала формируется прямоугольная матрица цифрового трансформированного изображения, строки и столбцы которой параллельны осям X и Y системы координат объекта, а координаты одного из углов матрицы заданы в этой же системе координат. Размер элементов (пикселей) матрицы обычно выбирают приблизительно равной величине ×m, в которой:
- - размер пикселя цифрового изображения исходного снимка;
- m - знаменатель среднего масштаба снимка.
Значения координат начала системы координат создаваемой матрицы, выбирают кратными величине элементов матрицы.
Для формирования цифрового трансформированного изображения, каждому элементу цифрового изображения aijнеобходимо присвоить оптическую плотность изображения соответствующего участка объекта на исходном цифровом снимке. Эта операция выполняется следующим образом. По значениям индексов i и j элементов матрицы aijопределяются координатыX, Y центра соответствующего пикселя цифрового трансформированного изображения в системе координат объекта.
По координатам Xi, Yi точки объекта, соответствующей центру пикселя, по цифровой модели рельефа определяется высота этой точки Zi.
Определение значения Zi по ЦМР в виде матрицы высот выполняется методом билинейного интерполирования (рис.1.11).
По координатам Xi,Yi, Zi и значениям элементов внутреннего и внешнего ориентирования снимка вычисляются координаты х,у соответствующей точки на исходном цифровом снимке в системе координат снимка Sхуz.
Рис.1.11
Вычисления производятся по формулам:
, (1.22) в которых .
По координатам х,у и значениям параметров внутреннего ориентирования цифрового изображения определяют координаты точки снимка в системе координат цифрового изображения осхсус.
Затем по координатам хС и уС вычисляются пиксельные координаты точки
.
По значениям пиксельных координат xp,yp точки цифрового изображения снимка, которая является проекцией центра пикселя матрицы цифрового трансформированного изображения, находят ближайшие к этой точке четыре пикселя цифрового изображения снимка. А затем, методом билинейной интерполяции, изложенным в разделе 1.1, по формулам (1.7) определяют значение оптической плотности Di или цвета соответствующего пикселя матрицы цифрового трансформированного изображения. При этом значение величин хp,ypв формулах (1.7) определяют по формулам:
.
Таким же образом определяются оптические плотности или цвет всех остальных пикселей цифрового трансформированного изображения.
Помимо метода билинейной интерполяции для формирования цифрового трансформированного изображения применяют метод “ближайшего соседа”, в котором по пиксельным координатам xp,yp находят пиксель цифрового изображения снимка, на который проектируется точка, соответствующая центру пикселя цифрового трансформированного изображения, и значение его оптической плотности или цвета присваивается пикселю цифрового трансформированного изображения.
Метод “ближайшего соседа” позволяет сократить время формирования цифрового трансформированного изображения по сравнению с методом билинейной интерполяции, однако изобразительные свойства формируемого цифрового изображения при этом ухудшаются.
Если превышения точек на участке местности, изображенной на снимке, незначительны, при создании цифрового трансформированного изображения значения высот точек местности, соответствующих центрам пикселей трансформированного изображения, принимаются равными соседнему значению высоты участка местности.
В этом случае, нет необходимости в создании цифровой модели рельефа местности, так как трансформированное цифровое изображение представляет собой центральную проекцию исходного снимка на горизонтальную плоскость, расположенную на высоте Z, равной среднему значению высоты участка местности. Такой метод трансформирования допустим в случае, если ошибки в положении точек на трансформированном изображении, вызываемые рельефом местности, не превышают допустимых значений.