Аналитическая пространственная фототриангуляция.

Аналитическая фототриангуляция основана на строгих формулах зависимости координат точек стереопары снимков и соответствующих точек местности.

Сети аналитической фототриангуляции можно построить как из отдельных маршрутов, так и из нескольких смежных.

Сети маршрутной фототриангуляции можно построить следующими способами:

-частично - зависимых моделей;

-независимых моделей;

-способом связок.

Сети блочной фототриангуляции можно построить:

-способом независимых моделей;

-способом независимых маршрутов;

-способом связок.

Информацию о способах построения сетей аналитической фототриангуляции можно прочитать в следующей литературе [1] §66-69.

В процессе подготовительных работ составляется рабочий проект фототриангуляционной сети.

На снимках намечаются:

- опорные точки, по возможности на все маршруты блока;

- ориентировочные точки, по которым осуществляется взаимное ориентирование снимков, и создаются элементарные звенья сети. Они могут служить в последующем для контроля ориентирования отдельных стереопар, либо на аналитических приборах или цифровых фотограмметрических станциях;

- связующие точки, лежащие в зоне тройного продольного перекрытия снимков, служащие для соединения отдельных звеньев при формировании маршрутной сети;

- общие точки, предназначенные для объединения перекрывающихся маршрутов и расположенные в зоне их поперечного перекрытия;

- трансформационные точки, предназначенные для контроля правильности ориентирования одиночных снимков в приборах или системах, осуществляющих трансформирование или ортофототрансформирование;

- характерные точки рельефа и контуров, для которых требуется повышенная точность определения положения;

- дополнительные точки, служащие для придания большей жесткости отдельным элементарным звеньям и сети в целом.

Следует стремиться, чтобы каждая включенная в сеть точка выполняла несколько функций. Большинство точек должно определяться из двух или более прямых засечек. Все точки намечают на четких контурах и к тому же на ровных листах. Ориентировочные и связующие точки намечают группами в стандартных зонах. Количество зон и число точек в них зависит от методики измерений.

Методика измерений снимков зависит от используемых для этого технических и программных средств. Но в любом случае она предусматривает измерения на снимках изображений координатных меток фотокамеры (или перекрытий прижимного стекла) и всех запроектированных точек сети.

Автоматизированные стереокомпараторы, аналитические приборы и цифровые станции позволяют проводить измерения в режиме on-line.

При этом осуществляется оперативный контроль внутреннего и взаимного ориентирования снимков, а исполнителю выдается количественная и качественная информация об измерениях, позволяющая судить об их правильности или принять меры к устранению обнаруженных ошибок.

Результаты измерений оформляются в виде файла. Информация в нем может группироваться либо по маршрутам, либо на блок в целом, а внутри них – по стереопарам или по снимкам. Для каждой точки указывается ее номер, а так же либо отсчеты по шкалам прибора, либо непосредственно координаты на снимке. Координаты точек могут быть исправлены из-за влияния деформации фотоматериала и рефракции проектирующих лучей.

Готовый файл результатов измерений при необходимости преобразовывается к иному виду, принятому в конкретной программе построения фототриангуляции.

Кроме «файла измерений» оформляется «файл опорных точек» и «файл исходной информации».

Для построения аналитической фототриангуляции используют следующие сведения:

-тип геодезической проекции;

-требования к точности фотограмметрической сети;

-погрешности измерительного прибора;

-паспортные данные фотокамеры;

-средняя высота фотографирования и высота средней плоскости местности;

-вероятная точность измерения координат и параллаксов точек;

-показания бортовых приборов и сведения об их точности;

-количество точек фотограмметрической сети;

-тип уравнивания фотограмметрической сети и др.

 

Состав исходных данных целесообразно сводить в специальный «файл задания» на построение и уравнивание сети.

Построение фотограмметрической сети сопровождается случайными и систематическими ошибками. Случайные ошибки сопровождают все измерения, они могут быть как положительными, так и отрицательными, и при большом количестве измерений одной и той же величины компенсируется. Систематические ошибки всегда имеют один и тот же постоянный знак и быстро накапливаются. Чтобы устранить их влияние, следует построить такой порядок работы, чтобы происходило самоисключение систематических ошибок. Можно считать, что случайные ошибки характеризуют точность измерений или точность работ. Но накопление их остаточных величин происходит медленно и характеристика получается неполная, поэтому применяют средние квадратические ошибки измерений или выполняемой работы.

При построении и измерении одиночной модели фотограмметрической сети пространственной фототриангуляции средние квадратические ошибки координат точки вычисляют по формулам:

где m- знаменатель масштаба снимка

m_q- средняя квадратическая ошибка поперечного параллакса

f- фокусное расстояние фотокамеры

b- длина базиса фотографирования в масштабе снимка.

 

Если при построении маршрутной пространственной сети не используют элементы внешнего ориентирования, то пространственная сеть ориентирована по опорным точкам, расположенным на концах маршрута, то средние квадратические ошибки точек сети можно вычислить по формулам:

где n- число стереопар.

Для блочной фототриангуляции средние квадратические ошибки точек сети вычисляют по формулам Ф.Ф. Лысенко.

где 0,75 и 0,25 коэффициенты в мм

t- знаменатель масштаба снимков;

n - число снимков в блоке;

s- количество снимков на которых изобразилась каждая точка сети;

m- число точек сети на каждом снимке;

r- число опорных точек в блоке;

H- высота фотографирования;

p- среднее значение продольного параллакса.

При блочной фототриангуляции целесообразно выполнять аэрофотосъемку с 60 % поперечным перекрытием, тогда точность блочной фототриангуляции может повыситься почти в два раза по сравнению с элементарным звеном (одной стереопары).

Для внешнего ориентирования фототриангуляционных сетей необходимы точки с известными координатами, определенными геодезическими методами. Этот вид работ называют привязкой аэрофотоснимков. Она может быть плановой, высотной и планово-высотной.

При выполнении привязки аэроснимков, в качестве определяемых точек выбирают такие точки местности, которые хорошо опознаются на снимках. Эти точки называют опознаками.

Расположение опознаков и расстояние между ними зависит от масштаба создаваемой карты и метода сгущения опорной сети.

Расстояние между плановыми опознаками определяют по формуле:

а между высотными опознаками по формуле:

где n- число стереопар между опознаками; M- знаменатель масштаба создаваемой карты; m- знаменатель масштаба аэрофотоснимков.

Затем вычисляют расстояние между опорными точками на местности по формуле:

Вопросы для самопроверки

1. В чем сущность аналитической фототриангуляции?

2. На чем основана аналитическая фототриангуляция?

3. Какие способы построения сетей имеет аналитическая фототриангуляция?

4. Какие точки выбирают на снимках?

5. В чем заключается методика измерения снимков?

6. Какая исходная информация используется для построения сетей аналитической фототриангуляции?

7. Как определяют точность построения одиночной модели, маршрутной и блочной фототриангуляционной сети?

8. Как определить число стереопар между плановыми и высотными опознаками в сети?