Технология обработки фотограмметрической программы

Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии

Отчет на тему:

“Технология обработки фотограмметрической программы”.

Отчет подготовил: Студ. Миронов И.М.

ГФ ГидзаксVI-1б

Москва 2021

Оглавление

Введение        3

Технология обработки фотограмметрической программы        3

1.        Внутреннее ориентирование.        3

2.        Взаимное ориентирование снимков        3

3.        Внешнее ориентирование.        4

4.        Фототриангуляция.        5

5.        Трансформирование снимков.        6

Цифровые фотопланы.        16

Введение

Фотограмметрическая программа предназначена для фотограмметрической обработки стереопар аэроснимков, космических и наземных снимков.

С помощью фотограмметрической программы можно выполнить следующие основные виды работ:

1. Определение координат и высот точек
2. Создание ЦМР
3. Построение сетей пространственной фототриангуляции
4. Создание ортофотоплана
5. Создание топографических карт и планов

Технология обработки фотограмметрической программы

1. Внутреннее ориентирование. В задачу внутреннего ориентирования входит восстановление связок проектирующих лучей, в момент открытия затвора камеры. Также в задачу внутреннего ориентирования входит введения поправок, учитывающих дисторсию объектива и деформацию изображения. При определение внутреннего ориентирования чаще всего применяются площадные методы отождествления (корреляционный, метод наименьших квадратов) при измерении координат координатных меток. Которые основаны на сравнении фрагментов изображений двух снимков вокруг интересующей нас точки, исходя из того, что, продольные параллаксы для всех пикселей этих изображений остаются неизменными.

1. Взаимное ориентирование снимков. Выполняется с целью построения геометрической модели объекта. Для автоматического измерения координат точек, которые необходимы для выполнения взаимного ориентирования пары снимков, используют как площадные методы, так и методы, основанные на выделение элементов изображения. Так же, часто применяются пирамиды изображения. Пирамида изображений представляет набор изображений, получаемых последовательно из исходных изображений путем преобразования и пропорционального уменьшения числа строк и столбцов. Например, следующее за исходным в пирамиде изображение получают объединением в один пиксель четырех пикселей исходного (значение пикселя принимают равным среднему арифметическому из четырех значений пикселей исходного изображения). Таким же образом строятся последующие снимки пирамиды. Измеренная на исходном левом изображении точка проектируется на снимок самого высшего уровня пирамиды и идентифицируется корреляционным методом с точностью до одного пикселя на втором снимке стереопары идентичного уровня пирамиды. Учитывая, что изображение верхнего уровня имеет малые размеры (небольшое число строк и столбцов) поиск соответственной точки на этих снимках выполняется весьма быстро. Затем процесс идентификации продолжается на стереопаре нижнего уровня. Учитывая, что положение искомой точки известно с точностью до пикселя на снимке высшего уровня, область поиска локализуется на снимке пирамиды в пределах нескольких пикселей, что позволяет произвести быструю идентификацию соответственной точки на снимке. Таким же образом производят поиск на всех снимках пирамид изображений, закончив этот процесс на исходных снимках стереопары.

1. Внешнее ориентирование. Построенная в ходе взаимного ориентирования модель объекта имеет масштаб отличный от требуемого, а также у него произвольная угловая ориентация в системе координат объекта. Для того что восстановить правильное ориентирование и масштаб необходимо иметь минимум три опорные точки с известными координатами, для контроля нужна четвертая. В качестве опорных точек используется специальные маркированные точки, которые определяются на модели объекта. Точки должны располагаться в рабочей зоне стереопары. Наличие большего количества опорных точек повышает точность внешнего ориентирования модели, а также позволит выполнить вычисления используя метод наименьших квадратов. Точность внешнего ориентирования: на опорных точках остаточные расхождения плановых координат не более 0,2 мм в масштабе карты, а высот меньше 0,2 высоты сечения рельефа. На контрольных точках остаточные расхождения плановых координат не более 0,3 мм в масштабе карты, а высот меньше 0,3 высоты сечения рельефа.

1. Фототриангуляция. Выполняется с целью определения элементов внешнего ориентирования снимков, координат и высот точек местности в системе координат объекта, путем построения и внешнего ориентирования фотограмметрической модели объекта (местности) по снимкам, принадлежащим одному или несколько перекрывающимися маршрутам. Фототриангуляция подразделяется на маршрутную (одномаршрутную) и блочную (многомаршрутную). Чтобы построить сеть фототриангуляции нужно выдерживать продольное перекрытие не менее 60%, а поперечное не менее 30%. Для повышения точности можно выполнять съемку 60% продольное и 60% поперечное. Иногда перпендикулярно к основным маршрутам прокладывают аэросъёмочные каркасные маршруты, накрывая ими начало и конец основных маршрутов. Это позволяет сократить затраты на полевые определения опорных точек. В каркасных маршрутах продольное перекрытие устанавливают 80%, что обеспечивает как бы прокладку двух маршрутов с 60%-м перекрытием, если брать снимки через один. Построение независимо двух маршрутных сетей по одним и тем же точкам обеспечивает повышение точности определения координат точек. Для построения сетей фототриангуляции используют два способа: независимых моделей и связок. Независимые модели строят по отдельным стереопарам, а затем по связующим точкам их соединяют в общую модель. В результате получают свободную сеть, т.е. сеть в масштабе, близком к заданному, и с примерной ориентировкой в системе координат объекта. Затем выполняют внешнее ориентирование и уравнивание свободной сети по опорным точкам. Способ связок позволяет построить, ориентировать и уравнять сеть одновременно по всем снимкам без построения моделей.
   В фотограмметрические сети включают:

• пункты геодезических сетей и точки съемочного обоснования, а также опорные фотограмметрические точки, определяемые при построении фотограмметрических сетей по каркасным маршрутам.
• основные фотограмметрические точки (в углах моделей), используемые как опорные или контрольные при последующей обработке отдельных моделей или снимков на процессах составления оригинала и трансформирования снимков.
• ориентировочные точки, по которым осуществляется внешнее ориентирование снимков и создаются отдельные модели, т.е. элементарные звенья сети.
• связующие точки, лежащие в зоне тройного перекрытия снимков и служащие для соединения соседних элементарных звеньев при формировании маршрутной сети.
• общие точки, предназначенные для объединения перекрывающихся маршрутных сетей в блок.
• точки для связи со смежными участками.
• точки на урезах вод и наиболее характерные точки местности, отметки которых должны быть подписаны на карте или плане.
• закрепленные на местности точки инженерного назначения, координаты которых должны быть определены при фототриангулировании (при съемках в масштабах 1:5000–1:500).
• дополнительные точки, служащие для придания большей жесткости отдельным элементарным звеньям и сети в целом.

1. Трансформирование снимков. Трансформирование снимков - это преобразование изображения, полученного в одной проекции, в изображение в другой проекции. При выполнении такого преобразования нужно учитывать геометрию построения изображения в съёмочной системе т.е. фиксировались ли все точки кадра в один момент времени или же изображение строилось построчно или поточечно, на какую поверхность проектировались точки: плоскую, цилиндрическую или сферическую. Кроме того, нужно учитывать:

является ли снимок горизонтальным или наклонным, был ли сфотографированный объект плоским или рельефным, каковы особенности проекции, в которой должно быть получено трансформированное изображение.

Технология трансформирования: При цифровом трансформировании снимка сначала задают пустую (нулевую) матрицу, соответствующую трансформированному снимку, т.е. каждый элемент которой равен нулю. Задача заключается в том, чтобы перенести яркости dij с исходного снимка на трансформированный снимок. При этом может быть два подхода, так называемое прямое и обратное трансформирование.