Элементы ориентирования одиночного снимка

Положение снимка в момент фотографирования определяют три элемента внутреннего ориентирования: фокусное расстояние фотокамеры f, координаты x0, y0 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.

Различают элементы внутреннего и внешнего ориентирования снимка.

Элементы внутреннего ориентирования определяют положение центра проекции S относительно снимка. Таким образом, элементами внут­реннего ориентирования снимка являются координаты главной точки снимка х₀, у₀ и фокусное расстояние АФА. Эти элементы почти всегда известны с высокой точностью и записаны в паспорте АФА.

Элементы внутреннего ориентирования снимка формируют связку проектирующих лучей, существовавшую при съемке. Ее положение в пространстве определяют элементы внешнего ориен­тирования снимка. Их шесть. Это три линейных элемента — географические координаты центра проекции S (X_s, Y_s, Z_s) и три угло­вых элемента наклона и поворота снимка:

а — продольный угол наклона снимка (угол между осью Z и про­екцией главного луча на плоскость XZ);

с₀ — поперечный угол наклона снимка (угол между главным лучом и проекцией главного луча на плоскость XZ);

а — угол поворота снимка (угол на снимке между осью у и следом сечения плоскости снимка с плос­костью, построенной на главном луче и оси Y).

В аналитической фотограммет­рии горизонтальным снимком на­зывают снимок, все три угла наклона и поворота которого равны нулю, т. е. а = со = ае = 0.

Следует заметить, что для всех снимков, полученных данным АФА, элементы внутреннего ориентирования можно считать по­стоянными известными величинами. Однако элементы внешнего ориентирования у каждого снимка свои и, как правило, неизвестны.

Задачу по определению геодезических координат точки мест­ности по измеренным координатам ее изображения на снимке на­зывают прямой фотограмметрической засечкой.

Определение элементов ориентирования снимка

Решение прямой фотограмметрической засечки возможно при условии, что элементы ориентирования снимка известны.

Элементы внутреннего ориентирования, как правило, извест­ны. Их определяют при калибровке АФА с точностью 0,001 мм и записывают в его паспорт.

Элементы внешнего ориентирования снимка можно опреде­лить различными способами. Их делят на две группы.

Первую группу составляют способы определения элементов внешнего ориентирования снимков в полете с помощью специ­альных приборов. Например, координаты центров проекций на­ходят по показаниям GPS-приемников, установленных на борту летательного аппарата. Угловые элементы внешнего ориентирова­ния определяют с помощью инерциальных систем навигации. Ко­ординаты центров проекции в этом случае определяют с точнос­тью 10...20 см, а угловые элементы с точностью 3...4'.

Способы второй группы позволяют определять элементы внешнего ориентирования снимков по опорным точкам. Опорны­ми точками (опознаками) называют точки с известными геодези­ческими координатами. Опорные точки могут быть плановы­ми — для них известны только плановые координаты (X, Y); вы­сотными — с известной высотной координатой; планово-высот­ными — с тремя известными координатами (X, Y, Z). Определение элементов внешнего ориентирования снимков с использованием опорных точек называют обратной фотограмметрической засечкой, или задачей по ориентированию снимка.

Цифровые модели рельефа

Цифровая модель рельефа (ЦМР) — это цифровое представле­ние земной поверхности как непрерывного явления, описываю­щее ее с определенной точностью. Под ЦМР понимают множе­ство точек с известными геодезическими координатами и правило определения высоты любой другой точки, не вхо­дящей в это множество. Точки с известными геодезическими ко­ординатами в данном случае принято называть высотными пике­тами. Правило определения высоты называют правилом интерпо­ляции высот, или аналитической моделью рельефа (AMP).

Методы построения цифровых моделей рельефа различаются по схемам расположения высотных пикетов и по способам интер­поляции высот в промежутках между ними.

По схемам расположения высотных пикетов ЦМР делят на ре­гулярные, полурегулярные и структурные.

В регулярных моделях высотные пикеты расположены в узлах се­ток квадратов, прямоугольников или равносторонних треугольни­ков. Недостатком этих моделей является то, что наибо­лее значимые точки рельефа, находящиеся на линиях тальвегов и водоразделов, перегибах скатов, могут оказаться между узлами сетки и не отобразиться на ЦМР. В связи с этим важно выбрать оптимальный шаг сетки, так как с его увеличением возрастают по­грешности ЦМР, а с уменьшением — объем ЦМР, время и сред­ства на ее создание.

В полурегулярных моделях высотные пикеты распола­гают на поперечниках к заданным линиям. Пикеты могут нахо­диться на поперечниках либо на одинаковых расстояниях дру друга, либо на перегибах скатов. Полурегулярные ЦМР в основ­ном используют при проекти­ровании трасс линейных соору­жений (дорог, линий электро­передач, нефте- и газопроводов и т. п.).

Для наиболее правильного описания характера рельефа меньшим числом высотных пикетов создают структурные ЦМР. В этих моделях поло­жение высотных пикетов определяется структурой рельефа —их выбирают в его характерных точках.

Координаты высотных пикетов, используемых для построения ЦМР, могут быть получены в результате полевых геодезических измерений, по топографическим картам, по результатам воздуш­ного и космического лазерного сканирования, путем стереофотограмметрической обработки снимков.

Для определения отметок точек, находящихся между высотны­ми пикетами, применяют различные способы линейного и нели­нейного интерполирования.