Большая Советская Энциклопедия (ФО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 73

  К первой группе относятся измерительные лупы для дешифрирования , компараторы для измерения координат точек на снимке, фототрансформаторы для получения горизонтального изображения местности с целью составления фотоплана , одиночные проекторы для переноса объектов со снимка на планшет, увеличители и фоторедукторы для приведения изображения к заданному масштабу. Вторую группу составляют приборы для измерения и маркировки снимков и приборы для определения координат точек, построения и измерения по снимкам модели объекта – универсальные стереофотограмметрические приборы.

  К Ф. п. измерительного назначения относятся стереометры для определения высот объектов и нанесения горизонталей, стереокомпараторы для измерения координат точек на снимках, широко используемые в фототриангуляции . Ф. п. универсального назначения: оптические приборы – двойной проектор, мультиплекс, топофлекс и др.; механические – стереограф , стереопроектор , стереоавтограф , топокарт, автограф и др.; оптико-механические – фотостереограф и др. Особую группу универсальных Ф. п. составляют наиболее точные аналитические приборы, состоящие из стереокомпаратора, ЭЦВМ и координатографа и позволяющие измерять снимки с точностью 2–3 мкм. С помощью этих приборов изготовляют профили, карты и фотокарты ., а также создают цифровые модели местности.

  Лит. см. при ст. Фотограмметрия .

  А. Н. Лобанов.

Фотограмметрия

Фотограмметри'я (от фото... , греч. grámma – запись, изображение и ...метрия ), научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением размеров, формы и положения объектов по их изображениям на фотоснимках. Последние получают как непосредственно кадровыми, щелевыми и панорамными фотоаппаратами, так и при помощи радиолокационных, телевизионных, инфракрасных-тепловых и лазерных систем (см. Аэрометоды ). Наибольшее применение, особенно в аэрофотосъёмке , имеют снимки, получаемые кадровыми фотоаппаратами. В теории Ф. такие снимки считаются центральной проекцией объекта. Уклонения от центральной проекции, вызванные дисторсией объектива, деформацией фотоматериала и др. источниками ошибок, учитываются по данным калибровки аэрофотоаппарата и снимков. В Ф. используются одиночные снимки и стереоскопические их пары. Эти стереопары позволяют получить стереомодель объекта. Раздел Ф., изучающий объекты по стереопарам, называется стереофотограмметрией.

  Положение снимка в момент фотографирования определяют три элемента внутреннего ориентирования – фокусное расстояние фотокамеры f , координаты x , y главной точки о (рис. 1 ) и шесть элементов внешнего ориентирования – координаты центра проекции S – XS , YS , ZS, продольный и поперечный углы наклона снимка a и w и угол поворота c.

  Между координатами точки объекта и её изображения на снимке существует связь:

где X, Y, Z и XS , YS , ZS – координаты точек М и S в системе OXYZ; X’, Y’, Z’ – координаты точки m в системе SXYZ, параллельной OXYZ, вычисляемые по плоским координатам х и у:

  Здесь

a1 = cos acosc - sinasinwsinc

a2 = - cosasinc - sinasin wcosc

a3 = - sinacos w

b1 = coswsinc

b2 = coswcosc      (3)

b3 = -sinw

c1 = sinacosc + cosasinwsinc,

c2 = - sinacosc + cosasinwcosc,

c3 = cosacosw

– направляющие косинусы.

  Формулы связи между координатами точки М объекта (рис. 2 ) и координатами её изображений m1 и m2 на стереопаре P1 – P2 имеют вид:

где

BX , BY и BZ – проекции базиса В на оси координат. Если элементы внешнего ориентирования стереопары известны, то координаты точки объекта можно определить по формуле (4) (метод прямой засечки). По одиночному снимку положение точки объекта можно найти в частном случае, когда объект плоский, например равнинная местность (Z = const). Координаты х и у точек снимков измеряются на монокомпараторе или стереокомпараторе . Элементы внутреннего ориентирования известны из результатов калибровки фотоаппарата, а элементы внешнего ориентирования можно определить при фотографировании объекта или в процессе фототриангуляции . Если элементы внешнего ориентирования снимков неизвестны, то координаты точки объекта находят с использованием опорных точек (метод обратной засечки). Опорная точка – опознанная на снимке контурная точка объекта, координаты которой получены в результате геодезических измерений или из фототриангуляции. Применяя обратную засечку, сначала определяют элементы взаимного ориентирования снимков P1 – P2 (рис. 3 ) – a’1 , c'1 , a’2 , w’2 , c’2 в системе S1 X’Y’Z’; ось Х которой совпадает с базисом, а ось Z лежит в главной базисной плоскости S1O1S2 снимка P1. Затем вычисляют координаты точек модели в той же системе. Наконец, используя опорные точки, переходят. от координат точек модели к координатам точек объекта.

  Элементы взаимного ориентирования позволяют установить снимки в то положение относительно друг друга, которое они занимали при фотографировании объекта. В этом случае каждая пара соответственных лучей, например S1m1 и S2m2, пересекается и образует точку (m ) модели. Совокупность лучей, принадлежащих снимку, называется связкой, а центр проекции – S1 или S2 – вершиной связки. Масштаб модели остаётся неизвестным, т.к. расстояние S1S2 между вершинами связок выбирается произвольно. Соответственные точки стереопары m1 и m2 находятся в одной плоскости, проходящей через базис S1S2 . Поэтому

  Полагая, что приближённые значения элементов взаимного ориентирования известны, можно представить уравнение (6) в линейном виде:

a da1 ’ + b da2 ’ + с dw2 ’ + d dc1 ’ + e dc2 ’ + l = V ,     (7)

где da1 ’,... e dm2 ’ – поправки к приближённым значениям неизвестных, а,..., е – частные производные от функции (6) по переменным a1 ’,... c2 ’, l – значение функции (6), вычисленное по приближённым значениям неизвестных. Для определения элементов взаимного ориентирования измеряют координаты не менее пяти точек стереопары, а затем составляют уравнения (7) и решают их способом последовательных приближений. Координаты точек модели вычисляют по формулам (4), выбрав произвольно длину базиса В и полагая X s1 = Y s1 = Z s1 = 0, BX = В, BY = BZ = 0. При этом пространственные координаты точек m1 и m2 находят по формулам (2), а направляющие косинусы – по формулам (3): для снимка P1 по элементам a1 ’, w1 ’ = 0, c1 ’, а для снимка P2 по элементам a2 ’, w2 ’, c2 ’.