Фотограмметрия как наука и ее связь с другими дисциплинами

В затворах очках перед  глазами наблюдателя установлены  жидкокристаллические фильтры, которые  при подаче на них напряжения при  команде компьютера становится непрозрачными. Стереоскопическое наблюдение снимков при их использовании проводится следующим образом: на экране дисплея попеременно выводятся фрагменты левого и правого снимков стереопары.

При выводе левого изображения  правый фильтр непрозрачен, а при  вводе правого  - становится непрозрачным левый фильтр затворных очков.

При использовании поляроидного метода, на экран выводится попеременно фрагменты левого и правого снимков стереопары. При выводе левого снимка ось поляризации экрана устанавливается параллельно оси поляризации левого фильтра очков.

 

Особенности дешифрирования снимков с использованием стереоскопов.

•        на снимках находят отражение не все, а только определенные свойства объектов (некоторые свойства оказываются утерянными, другие — частично искаженными);

•        объект представлен на снимке в обобщенном виде (отсутствуют многие детали);

•        на снимке запечатлен только определенный момент состояния объекта, в то время как мы воспринимаем окружающий мир в развитии;

•        изображение на снимке одного и того же объекта изменчиво в зависимости от многих факторов;

•        на снимке изображаются объекты, не видимые с земли из- за слишком большого размера;

•        изображение на снимках не соответствует привычному для нас виду, так как необычен ракурс наблюдения (сверху).

7. Технология цифровой  фотограмметрической обработки  одиночного снимка.

Фотограмметрическая обработка  одиночного снимка заключается:

1. Подготовительные работы:

- получение исходных материалов,

- переобразование снимка в цифровую форму на сканере (для цифрового снимка этот процесс не выполняется),

- введение снимка в  компьютер,

- формирование проекта  на компьютере,

- формирование опорной  информации,

- формирование файла параметров  фотокамеры.

2. Ориентирование снимка:

- внутреннее ориентирование  снимка,

- внешнее ориентирование  снимка.

3. ортофототрансформирование.

4. Съемка контуров и  камеральное дешефрирование на трансформированном снимке.

5. Построение МВ используя горизонтали на карте.

Здесь  приведена технологическая  схема фотограмметрической обработки  одиночного снимка, в результате которой  можно создать фотоплан и выполнить  по нему съёмку (векторизацию) контуров. Такой вариант возможен для открытой равнинно-всхолмленной местности при наличии населённых пунктов с малоэтажной застройкой.

Подготовительные работы выполняются  так же, как и для двух и более  снимков. Внутреннее ориентирование снимка также выполняется аналогично, как  и при большем количестве снимков. При выполнении внешнего ориентирования на снимке измеряют только плановые координаты и вычисления ориентации снимка в  пространстве выполняют по формулам для одиночного снимка.

Для ортофототрансформирования используется программа, которая используется и при большем количестве снимке. Отличие состоит в том, что линии разреза не намечают, а указывают площадь, в пределах которой нужно выполнить ортофототрансформирование. Обычно это рабочая площадь снимка. Что касается матрицы высот, то она создаётся отдельно, т. к. по одному снимку нельзя измерить высоты на местности. Для её построения можно использовать карту меньшего масштаба, чем предполагаемый масштаб трансформированного изображения. С карты сканируют горизонтали, и по ним строят матрицу высот.

Получив трансформированное изображение, оператор приступает к съёмке контуров (их векторизации). Особенность состоит  в том, что контуры объектов должны совпадать с ортогональной проекцией, как это требуется при создании планов (карт). Прежде всего, это касается строений. Их очерчивают по крышам, а  затем смещают на положение видимого основания здания.

8. Ортофотоплан. Принципы ортофототрансформирования.

 

Ортофотоплан, фотографический план местности на точной геодезической опоре, полученный путём аэрофотосъёмки с последующим преобразованием аэроснимков (из центральной проекции в ортогональную) на основе эффективного метода их дифференциального ортофототрансформирования, разработанного в середине 60-х гг. 20 в. Последний, в отличие от известного метода трансформирования аэроснимков по зонам , рассчитан на автоматизированное устранение искажений аэроснимка (обусловленных рельефом местности и отклонениями оси аэрофотоаппарата от вертикали при съёмке) путём последовательного проектирования трансформируемого изображения возможно малыми участками с помощью специальных приборов — ортофотопроекторов. Аэроснимки, преобразованные данным методом (т. н. ортофотоснимки), позволяют составить О. на любые районы, что существенно расширяет применение аэро-фотосъёмочных материалов при топографических, геологических и др. проектно-изыскательских работах.

Цифровое ортофототрансформирование снимков является одной из основных операций обработки цифровых снимков на ЦФС. Исходное цифровое изображение состоит из элементарных участков-пикселей, которые трансформируют каждый в отдельности с использованием значений элементов ориентирования снимка и данных матрицы высот.

Для выполнения цифрового ортофототрансформирования снимка необходимо ввести в компьютер: 1) снимок в цифровой форме, 2) данные фотокамеры, 3) каталог опорных точек или элементы внешнего ориентирования снимка, 4) матрицу высот.

Если после фототриангуляции для трансформируемых снимков были получены элементы ориентирования, то сразу приступают к цифровому ортофототрансформированию снимков. Если же элементы ориентирования снимков не известны, то сначала выполняют внутреннее и внешнее ориентирования снимков, а затем переходят к их цифровому ортофототрансформированию.

 

9. Требования к точности  планов и карт.

В качестве кадастровых картографических документов используются карты и  планы.

Основные требования к  содержанию карт и планов земель:

- особое внимание должно  уделяться правильности показа  границ землепользования и землевладений,  характеристике земель, расположенных  на картографируемой территории,

- объем топоргафической информации должен обеспечить: достаточно точную пространственную привязку специальных сведений о землях; свободное ориентирование на местности при выполнении полевых работ; возможность принятия правильных проектных решений и вынесение проекта в натуру.

Фотопланы (ортофотопланы) несут большую контурную нагрузку, поэтому они широко используются для решения широкого круга задач кадастра.

Фотокарты представляют собой растровое изображение, полученное в проекции топографической карты и с требуемой точностью в плане и по высоте, с нанесённой на него кадастровой информацией.

Технологии создания перечисленных  кадастровых картографических документов такие же, как и при создании аналогичных топографических материалов. Особенность состоит в том, что  на них горизонтали либо не изображаются, либо изображаются с меньшей точностью. В связи с этим можно не проводить  съёмку рельефа, а горизонтали перенести  с карты более мелкого масштаба.

Периодичность обновления картографических документов зависит от назначения этих документов и степени их старения.

1. Если изменения контуров коснулись более 30% контурной нагрузки кадастровой карты (плана), то её создают заново.

2. Если же изменения контуров не превышают 30%, то производят обновление карты (плана).

Технологические схемы обновления кадастровых карт (планов) аналогичны применяемым схемам при обновлении топографических карт. Для этого  используют материалы как новой  аэро - или наземной стереофототопографической съёмки, так и наземной геодезической съёмки. Перенесение новой ситуации со снимков на план выполняют на ЦФС. Координаты опорных точек могут быть взяты из материалов прежних съёмок, если эти точки надёжно опознаются на снимках новой съёмки. Если на кадастровой карте нужно обновить рельефную часть, то горизонтали переносят на неё с обновлённой топографической карты.

10. Технология визуального  дешифрирования.

Визуальное дешифрирование — начальный и один из самых  ответственных этапов сложного процесса интерпретации материалов дистанционного зондирования. От него во многом зависят научный уровень, практическая ценность и экономическая эффективность использования конечных результатов исследования.

Визуальное дешифрирование - это  процесс, выполняемый исполнителем независимо от того, в каком виде представлен снимок (фотоотпечаток, изображение на экране монитора, изображение  на специальных приборах).

Визуальное дешифрирование использует 2 вида восприятия:

. Зрительное восприятие,

. Логическое восприятие.

Зрительное восприятие - условно  делится на восприятие:

а) Яркости,

б) Цвета,

в) Размера,

г) Объема.

Восприятие яркости - это величина физиологическая. Она характеризует  ощущение света человеком в противоположность  яркости, реально существующему  свойству окружающего мира.

Это восприятие основывается на способности  воспринимать яркостные различия, которую  принять характеризовать пороговыми значениями световой чувствительности зрения.

Восприятие цвета. Цвет - это ощущение человека, возникающее при восприятии света с различными длинами волн. Глаз воспринимает диапазон волн от 0,39 до 0,70 мкм. Цветовой порог (или цветовая чувствительность) для разных участков спектра разный, например наиболее чувствителен глаз:

Днем - к желто-зеленому участку  спектра,

При электрическом освещении - к  оранжевому и красному.

Зависимость восприятия цвета от площади  объекта:

На малых полях - цвет разрушается.

Для того чтобы определить цвет объекта, его площадь должна в 2-3 раза превышать  размер, при котором он обнаруживается.

Цвет с трудом поддается измерениям. Применяют понятия: тон, насыщенность, светлота.

Восприятие размера. Способность  глаза различать детали характеризуется  «остротой зрения» - это минимальный  угол, под котором видно 2 точки или 2 линии раздельно. Обычно это 20-45 сек.

Восприятие объема (стереоскопическое  восприятие). Стереоскопическим восприятием  называется зрительное представление  об объемности предметов и их пространственном расположении. Рассматривают объект (на 2 снимках) обоими глазами - возникает  «стереоскопическая модель». Глазной  базис человека (расстояние между  глазами) - от 55 до 75 мм. (среднее 65 мм).

Приборы для визуального восприятия:

Увеличительные приборы - лупы (обзорные, штативные, измерительные),

Стереоскопические приборы (получение  объемного изображения) - Линзово-зеркальный стереоскоп ЛЗС-1 (поле зрения 12 см. и  увеличение 1,4 крат); интерпретоскоп (для дешифрирования снимков 30Х30 или 23Х23 см.). Имеет возможность разного увеличения (2-15 крат) и для каждого снимка,

Приборы для преобразования изображения,

Синтезирующие проекторы,

Комплексы синтезирующей аппаратуры.

При визуальном дешифрировании многозональных снимков применяют 3 приема:

. Дешифрирование одного зонального снимка - проводится в случае, когда одна из съемочных зон в наибольшей степени удовлетворяет поставленной задаче. Обычно - снимок в ближней инфракрасной зоне (хорошо дешифрируемые спектр воды, растений - темный).

. Дешифрирование серии зональных  снимков,

. Дешифрирование цветного синтезированного  снимка.

11. Технология дешифрирования  при создании базовых мелкомасштабных  карт земель.

При дешифрировании материалов аэрофотосъемки для составления базовых карт земель установлены требования к  точности нанесения элементов.

При составлении базовых карт земель на межселенные территории в порядке  генерализации информации элементы ситуации не дешифрируют, если площадь их в масштабе плана не превышает:

- для пашни, многолетних насаждений  и культурных пастбищ на орошаемых  и осушенных массивах, а также  для других угодий и несельскохозяйственных  земель, вкрапленных в перечисленные  угодья, - 2мм;

- тех же объектов на немелиорированных землях – 4мм;

- остальных сельскохозяйственных  угодий, а также вкрапленных в  них несельскохозяйственных земель  – 10мм;

- различающихся по качественным  признакам сельскохозяйственных  угодий, а также несельскохозяйственных  земель – 50мм;

- различающихся по характеристикам  участков древесной и кустарниковой  растительности в общем массиве  – 100мм.

Озера, пруды, мочажины дешифрируют  независимо от их площади.

При дешифрировании гидрографических объектов показывают береговые линии  всех естественных искусственных водоемов, гидротехнические сооружения, а так же ключи, родники, сухие канавы.

На дешифрируемых материалах показывают все дороги. Все железные дороги, так же, как и автомобильные, показывают одним условным знаком.