Модуль 2. Первичные информационные модели и оценка возможностей

Модуль 2. Первичные информационные модели и оценка возможностей использования их в землеустройстве, земельном и городском кадастре ЛЕКЦИЯ 10. Фотосхемы и стереофотосхемы Авторы: Лозовая Светлана Юрьевна, д. т. н. , профессор кафедры городского кадастра и инженерных изысканий Лозовой Николай Михайлович, ст. преподаватель кафедры городского кадастра и инженерных изысканий Хомин вероника Степановна ст. гр. ГК-41

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках ФОТОСХЕМЫ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ Фотосхемой называют фотографическое изображение местнос ти, составленное из рабочих площадей снимков. Материалом для монтажа фотосхем служат контактные и, реже, увеличенные снимки. Отметим, что при съемке с помощью сканирующих съемочных систем, например ADS 40, получают непрерывное для всего мар шрута изображение. Оно, в первичном состоянии, адекватно мар шрутной фотосхеме, и его можно использовать для решения за дач, перечисленных в начале данной части. Удобнее изготавливать одномаршрутные фотосхемы. Если воз никает необходимость в обеспечении фотосхемами территорий, выходящих по площади за пределы одномаршрутной фотосхемы, монтируют несколько одномаршрутных фотосхем. Наклеивают их на основу одну под другой. Это позволяет избежать в некоторых случаях значительных расхождений ситуационных элементов в полосе поперечного перекрытия фотосхем.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Маршрутные границы рабочих площадей фотосхем, проведенные по их идентичным точ кам, могут существенно различаться по начертанию. Возможность изготовления единой многомаршрутной фотосхе мы при благоприятных условиях (местность равнинная, снимки гиростабилизированные) не исключается. Важное достоинство фотосхем — для их изготовления не требу ется геодезической подготовки снимков и на монтажные работы требуется мало времени. Расширим определение назначения фотосхем в специальном картографировании и дистанционном зондировании. Фотосхемы можно использовать как приближенный картографический мате риал на стадии предварительного изучения территорий и эскизно го межевания.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Проектировщик при этом получает существенные преимущества в сравнении с решением тех же задач по имеющим ся графическим планам или картам — фотоизображение содержит большой объем самой свежей информации о состоянии угодий, объектов инфраструктуры, водоемов и др. Фотосхемы — более удобный материал, чем отдельные снимки, для тех видов дешиф рирования, в которых требуется выявление взаимосвязей элемен тов ландшафта, закономерностей строения рельефа на больших территориях, например при почвенном дешифрировании или ме лиоративных изысканиях. И наконец, фотосхемы — незаменимый материал при выпол нении дешифровочных работ с борта самолета или вертолета (аэровизуальное дешифрирование).

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОСХЕМ Различают два способа монтажа фотосхем — по соответствен ным точкам и по начальным направлениям. Первый способ может быть реализован в двух вариантах — ин дивидуальной и совместной обрезки снимков. При индивидуаль ной обрезке вблизи средней линии продольного перекрытия снимков выбирают и накладывают на обоих снимках две надежно идентифицирующихся точки (точки a 1, d 1, a 2, d 2).

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Снимок 2 при этом развернется относительно направления съе мочного маршрута на величину Е и Еh 2 Подсоединение h 1 после дующих снимков в зависимости от особенностей рельефа может привести к нарастанию отклонения и образованию прогиба фото схемы или к случайным искривлениямее. Второй способ монтажа сложнее по технологии и менее произ водителен, но он позволяет сохранить то направление маршрута, которое было при съемке, например прямолинейное. Технология монтажа этого способа следующая. На всех сним ках накалывают рабочие центры — четкие точки изображения, на дежно опознаваемые на смежных снимках. Они должны распола гаться не далее чем 0, 05 f от главной точки снимков. Опознают и накалывают выбранные рабочие центры на смежных снимках. Направления на снимке, исходящие из собственного рабочего центра на рабочие центры, перенесенные со смежных снимков, называют начальными. Примерно в пересечении начальных направлений со средними линиями перекрытия снимков выбирают и накалывают вспомога тельные точки(к 1 и k 2).

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Эти точки опознают и нака лывают на смежных снимках. С помощью измерителя устанавли вают степень разномасштабности используемых снимков.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Для этого определяют разность расстояний между собственным и пе ренесенным рабочими центрами каждой пары смежных снимков. Если разности не превышают 1 мм, с помощью пуансона пробива ют отверстия на всех наколотых точках. При большей разности отверстия пробивают на вспомогательных точках всех снимков и на рабочих центрах четных или нечетных снимков. На остальных снимках через рабочие центры вдоль начальных направлений про черчивают штрихи длиной 5 мм. Подготовленные снимки попарно укладывают один на другой так, чтобы отверстия на вспомогательных точках совпали точно, а несовмещения отверстий на рабочих центрах были направлены по начальному направлению. Если рабочие центры пробивались че рез снимок, то штрихи нижнего снимка должны совпадать с цент рами отверстий верхнего снимка. Обрезка снимков в данном спо собе может выполняться только совместно по кривым или лома ным линиям. Качество монтажа фотосхемы оценивают с помощью обрез ков Обрезок прикладывают к порезу так, чтобы элементы . изоб ражения на нем точноcoвпали с соответственными элементами вмонтированного в фотосхему фрагмента того же снимка. Иглой вдоль пореза, возможно ближе к нему, через 2. . . 3 см накалывают четкие точки изображения. Сняв обрезок, измеряют отклонения наколов от точек, которые накалывали на обрезке.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Аналогично выполняют контроль по другим порезам. Принципиально можно измерять абсолютные отклонения. Но более важно оценить раз мер смещения накола в продольном направлении. Если накол оказался между линией пореза и точкой, наколотой на обрезке, то изображение в этом участке пореза дублируется —смещение на корректурном листе обозначают знаком «плюс» . В противном случае на фотосхеме образовался вырез, размер кото рого показывают на корректурном листе со знаком «минус» . Корректурный лист представляет собой уменьшенное схемати ческое изображение фотосхемы с примерным сохранением фор мы порезов.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках МАСШТАБ ФОТОСХЕМЫ И ЕЕ МЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Фотосхемы характеризуются средним масштабом. Определить его просто и быстро можно, сопоставив два соответственных бази са, измеренных на фотосхеме и карте. Масштаб карты при этом должен быть не мельче масштаба фотосхемы. Базисы располагают по диагоналям фотосхемы. При отсутствии подходящей карты средний масштаб фотосхе мы может быть определен по опознанным на фотосхеме пунктам государственной геодезической опоры или по высотам съемки ис пользованных при изготовлении фотосхемы снимков. Средний масштаб вычисляют по формуле где Н — средняя высота съемки для использованных при монтаже снимков.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Метрические свойства фотосхемы в пределах вмонтирован ных в нее рабочих площадей снимков остаются теми же, что и для отдельных снимков. Измерения небольших рассто яний и площадей через порез могут содержать существенные до полнительные погрешности. О значении их можно судить по ре зультатам оценки качества монтажа. С увеличением расстояний и площадей результаты их измерения будут точнее, так как рас пределение погрешностей, обусловленных влиянием наклона снимка и рельефа местности, а также наличием вырезов и дубле тов на порезах, будет приближаться к нормальному. Можно предположить, что площадь пахотных или других угодий административного района может быть определена по фотосхемам, при корректном определении их среднего масштаба, с точностью, приближающейся к точности решения той же задачи по планам. 1'азумеется, что рельеф на этой территории будет равнинный или всхолмленный.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках СТЕРЕОФОТОСХЕМЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ При выполнении некоторых видов проектно изыскательских и дешифровочных работ возникает необходимость в стереоскопическом изучении рельефа на территории значительной протяжен ности, например при ограничении площадей водосбора, инженер но геологическом и почвенном дешифрировании. Казалось бы, для этого можно использовать пару космических кадровых сним ков, покрывающую нужную территорию. Но это не так. Средне масштабные и тем более крупномасштабные плановые космичес кие снимки получают с помощью длиннофокусных съемочных си стем с узким углом поля изображения. Отношения базиса к высо те съемки В/Н здесь значительно меньше, чем при аэросъемке, Рельеф будет восприниматься сглаженным, за пределами порога стереоскопического восприятия останутся элементы микро и даже мезорельефа. Задача расширения обзорности одновременного или, по край ней мере, непрерывно последовательного стереовосприятия рельефа наиболее просто может быть решена путем создания стереофотосхем. Принцип их изготовления заключается в следующем.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Каждый снимок, кроме крайних в маршруте, используют дважды при последовательном стереоскопическом наблюдении: в одной паре как левый, в другой — как правый. Если из каждо го снимка выделить его левую (л) и правую (п) части путем инди видуального пореза по линиям, проходящим через пары соответ ственных точек перекрывающихся снимков и наклеить эти части на отдельные основы, полу чим пару фотосхем. Наблюдая их под стереоскопом, получим стереомодель маршрута. Некоторые части снимков после пореза окажутся лишними. Стереофотосхема пара фотосхем, одна из которых смонти рована из левых, а другая из правых половин комплекта перекры вающихся снимков. Пары точек, определяющие направление порезов, должны иметь примерно одинаковые высоты. Вследствие невыполнения этого условия, а также накопления погрешностей монтажа по ли ниям соединения снимков образуются так называемые провалы — видимые относительные вертикальные смещения или перекосы смежных стереомоделей. Но несмотря на это работать по таким стереофотосхемам удобнее и производительнее, чем по одиночным разрозненным стереопарам.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Практически беспровальные стереофотосхемы можно изгото вить, используя стереоскопический способ монтажа. Этот способ менее производителен, но обеспечивает хорошие результаты. Суть его в следующем. Под стереоскопом ориентируют второй и третий по порядку слева снимки маршрута. На второй снимок накладывают первый так, чтобы изображения на них совмести лись по визуальной оценке наилучшим образом, особенно по краю первого снимка. После этого наблюдатель увидит две стереомодели — одну в узкой полосе тройного перекрытия А, полученную в результате наблюдения первого и тре тьего снимков, и другую Б полосе В при наблюдении второго и третьего снимков. В общем случае вдоль линии cd будет наблю даться провал, который устраняют перемещением и вращением первого снимка. Первый и второй снимки закрепляют на монтаж ной доске кнопками и совместно разрезают по извилистой ли нии. Порез должен проходить справа от середины тройного пе рекрытия снимков. Аналогично ориентируют и разрезают все последующие снимки маршрута. На левый снимок очередной пары накладывают отрезанную часть предыдущего снимка. По завершении первичной обрезки снимков правые части наклеива ют последовательно на полосу плотной бумаги. Полученное бу дет левой частью стереофотосхемы.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Левые части снимков разрезают аналогичным образом с той лишь разницей, что под правым зеркалом в качестве вспомога тельного изображения будут постоянно использовать готовую ле вую часть стереофотосхемы. Ее и все подлежащие обрезке снимки развертывают в своей плоскости на 180°. Порезку снимков выпол няют примерно по середине оставшегося перекрытия. Обрезан ные левые части снимков наклеиваются на другую полосу бумаги. Полученное — правая часть стереофотосхемы.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Фотографические материалы, применяемые при аэро- и космических съемках Линия порезов на левой и правой частях при рассмотренном способе монтажа не будет проходить по идентичным точкам фото изображения. Это обеспечивает окончательное «сглаживание» ос таточных смещений (провалов) стереомоделей, которые могут возникнуть при недостаточно аккуратной порезке снимков или некоторой разномасштабности их по линиям пореза. Опыт показывает, что создание беспровальной многомаршрут ной стереофотосхемы практически невозможно. Поэтому при не обходимости расширения зоны стереоскопического анализа рель ефа удобнее изготавливать несколько одномаршрутных стереофотосхем, левые и правые части которых наклеивают на раздельные основы параллельными рядами. Для работы со стереофотосхемами удобно использовать стереоприборы со свободно перемещаю щейся над ними наблюдательной системой, например интерпретоскоп или специальный стереоскоп, изготовленный фирмой «Вилъд» .