Реферат Трансформирование Аэроснимков
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Костанайский Индустриально - Педагогический Колледж
РЕФЕРАТ
на тему:
«Трансформирование Аэроснимков»
Костанай 2010
Содержание:
· §1. ПОНЯТИЕ О ТРАНСФОРМИРОВАНИИ
· §2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ
· §3. ПОНЯТИЕ О ФОТОМЕХАНИЧЕСКОМ ТРАНСФОРМИРОВАНИИ
· §4. ОПТИЧЕСКИЕ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОТОТРАНСФОРМИРОВАНИЯ
· §4.1. ОПТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОТОТРАНСФОРМИРОВАНИЯ
§1.Понятие о трансформировании
Трансформированием называется преобразование центральной проекции, которая представляют собой аэронегатив (аэроснимок), полученный при наклонном положении оптического луча, в другую центральную проекцию, соответствующую его отвесному положению, с одновременным приведением его к заданному масштабу.
Трансформирование выполняют путем «обратного проектирования» изображения с наклонной картинкой плоскости на предметную, соответствующую ортогональной проекции.
В процессе трансформирования полностью исключаются все виды перспективных искажений аэроснимка, вызванных влиянием угла наклона, и разномасштабность смежных снимков, являются следствием изменения высоты фотографирования. Названные искажения подчиняются определенным законам, потому их учет не вызывает затруднений.
Смещения точек снимка, вызванное влиянием рельефа местности, соответствуют изменениям его форм, поэтому их учет является одной из наиболее трудных задач фотограмметрии, строгое решение которой связанно с разложением изображения на отдельные точки (зоны) и раздельным их трансформированием по известным высотам. Для учета влияния рельефа местности применяют несколько методов или технологических приемов, различающихся размерами таких зон и обеспечивающих устранение искажений с требуемой точностью.
Рассматриваемые преобразования требуют наличия данных, позволяющих прямо или косвенно найти элементы внешнего ориентирования снимков. Поэтому методы трансформирования делятся на две основных, принципиально и технически различных групп – трансформирование по опорным точкам и по элементам ориентирования.
Для трансформирования аналоговых аэроснимков применяют несколько способов, различающихся используемыми техническими средствами: аналитический, фотомеханический, оптико-графический, дифференциальный и др.
Аналитический способ трансформирования основан на использовании зависимости между координатами соответственных точек аэроснимков и местности.
Фотомеханический способ трансформирования основан на использовании специальных приборов - трансформаторов. Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива) на экран соответствует горизонтальному снимку, и фиксируют изображения на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги. Этот способ до недавнего времени был основан.
Оптико-графический способ трансформирования предполагает применение специальных малоформатных приборов - проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками. В настоящие время способ находит ограниченное применение при обновлении топографических или иных карт неспециализированных предприятий.
Дифференциальный способ трансформирования (ортотрансформирование) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки являются ортофотоснимки (ортофотопланы).
Термин «дифференциальное трансформирование» (иногда - «щелевое трансформирование») в фотограмметрической литературе применяется в случаях, когда ортоснимок создается с помощью прибора универсального типа, путем сканирования одного из снимков стереопары вдоль оси Y с постоянным изменением высот проектирования согласно профилю местности и проектирования изображения на фотографический слой через щель ромбической или трапециевидной формы.
В настоящее время широко используется цифровое трансформирование, или ортотрансформирование снимков, базирующееся на использование персональных ЭВМ и заключающееся в трансформировании каждого пикселя исходного изображения в соответствии с ее высотой, определяемой по цифровой модели рельефа, и формул связи координат точек аэроснимка и местности. Методы фотограмметрической обработки цифровых изображений, в том числе цифровое трансформирование снимков.
§2.Аналитическое трансформирование
Аналитическое трансформирование основано на использовании зависимостей между координатами соответственных точек аэроснимка и местности. Положив в ней
H и обозначив Q
=
H
/(
), получим формулы проективного преобразования:
где
Формулы (1.0) содержат восемь неизвестных. Одна опорная точка с известными геодезическими координатами позволяет составить два управления поправок, полученных путем приведения (1.0) к линейному виду одним из известных способов. При наличии пяти и более опорных точек для отыскания неизвестных применяют метод наименьших квадратов, которые затем используют для вычисления по формулам (1.0) трансформированных координат X и Y любого числа точек.
Рассмотренная схема используется в аналитическом фототрансформаторе проф. А. Н.Лобанова и д. т. н. И. Г. Журкина.
Способ предполагает равенство высот фотографирования Н для всех определяемых точек, что делает их пригодным в случаях, когда колебание рельефа местности не превышает высоты зоны.
§3.Понятие о фотомеханическом
трансформировании
Фотомеханическим трансформированием (фототрансформированием) называется такое преобразование фотографического изображения при помощи специальных оптико-механических приборов – фототрансформаторов, в результате которого получается новое фотографическое изображение в заданном масштабе и требуемой точности.
В кассету фототрансформатора, находящегося в темном помещении, закладывают аэронегатив Р (рис.1), освещают его сверху и проектируют изображение через объектив S на экр ан Е.
Механическими перемещениями и наклонами добиваются такого взаимного положения аэронегатива, объектива и экрана фототрансформатора, при котором проекции наклонных на аэронегативе точек a
,
b
,
c и d точно совмещаются с нанесенными по координатам точками
После совмещения точек объектив закрывают красным светофильтром, заменяют основу фотобумагой и, открыв объектив, печатают трансформированное изображение. После фотографической обработки полученный снимок используют для монтажа фотоплана.
Фототрансформирование можно выполнить двумя путями:
· восстановить связку проектирующих лучей, подобную существовавшей в момент фотографирования;
· построить связку проектирующих лучей в соответствии с условиями теоремы Шаля, т. е. изменив взаимное положение плоскости аэроснимка Р и экрана (предметной плоскости Е).
Первый путь реализуется в фототрансформаторах первого рода, работающий по принципу подобных связок проектирующих лучей, а второй – в фототрансформаторах второго рода, где используется принцип преобразованных связок проектирующих лучей.
§4. Оптические и геометрические условия
трансформирования
Для правильного фототрансформирования снимков необходимо, чтобы был выполнен ряд условий, обеспечивающих резкость и геометрическую корректность формируемого на экране изображения.
§4.1. Оптические условия фототрансформирования
Оптические условия фототрансформирования обеспечивают получение на экране фототрансформатора резкого изображения.
Аэрофотосъемочные объективы рассчитывают для установки их на «бесконечность» и формирования изображения в главной фокальной плоскости. Так как высота фотографирования многократно превышает гиперфокальное расстояние расстояние, то проектирующие лучи после прохождения через объектив всегда дают на негативе резкое изображение. В фототрансформаторе расстояние между объективом, экраном и негативом малы, и в его конструкции должны быть предусмотрены средства для обеспечения яркости в полости экрана.
Получение на экране фототрансформатора резкого изображения требует соблюдения двух оптических условий, одно из которых определяется основной формулой оптики, а второе устанавливает взаимное положение плоскостей негатива, объектива и экрана.
Первое оптическое условие требует, чтобы основная формула оптики оставалась справедливой для пары соответственных точек негатива и экрана, лежащих на главном оптическом луче. Заменяя в ней фокусное расстояние объектива фотоаппарата f
на фокусное расстояние объектива фототрансформатора F, будем иметь
где D и d
– расстояние вдоль главного оптического луча от главной плоскости оптического луча от главной плоскости объектива до экрана и негатива соответственно.
Положив D
=
F
+
D
' и d
=
F
+
d
' и подставив эти значения в (1.2), получим:
После приведения к общему знаменателю получим формулу Ньютона, используемую в конструкциях многих фотограмметрических приборов для автоматического решения основной формулы оптики:
F
² =
D
'
d
'. (1.3)
Для выполнения первого оптического условия в фототрансформаторах используют так называемые масштабные инверсоры.
В дальнейшем будут полезны некоторые соотношения, вытекающие из основной формулы оптики. Для их получения приведем выражение (1.3) к общему знаменателю:
Dd
=
Fd
+
FD
.
Выразим D и d через фокусное расстояние фототрансформатора и коэффициент увеличения
/
d:
Выполнение первого оптического условия (1.2) или (1.3) обеспечивает получение резкого изображения в случае, если плоскости негатива Р, объектива R и экрана Е параллельны между собой. В действительности эти плоскости не параллельны, и точки a и b на экране оказываются размытыми (рис. 2). Для получения резкого изображения при наклонных плоскостях необходимо выполнить второе оптическое условие, известное в фотограмметрии как условие Чапского (или Шеймпфлюга), согласно которому для оптического сопряжения двух плоскостей пространства необходимо, чтобы линия их пересечения лежала в главной плоскости объектива R (рис. 3).
Тестовые вопросы:
1) Сколько способов применяют для трансформирования аналоговых аэроснимков?
a) 3
b) 4
c) 5
2) Аналитический способ трансформирования основан?
a) основан на использовании зависимости между координатами соответственных точек аэроснимков и местности
b) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки являются ортофотоснимки (ортофотопланы)
c) предполагает применение специальных малоформатных приборов - проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками.
3) Фотомеханический способ трансформирования основан?
a) предполагает применение специальных малоформатных приборов - проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками.
b) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки являются ортофотоснимки (ортофотопланы)
c) трансформирования основан на использовании специальных приборов - трансформаторов. Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива) на экран соответствует горизонтальному снимку, и фиксируют изображения на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги
4) Оптико-графический способ трансформирования?
a) предполагает применение специальных малоформатных приборов - проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками.
b) трансформирования (ортотрансформирование) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки являются ортофотоснимки (ортофотопланы)
c) трансформирования основан на использовании специальных приборов - трансформаторов. Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива) на экран соответствует горизонтальному снимку, и фиксируют изображения на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги
5) Дифференциальный способ трансформирования?
a) предполагает применение специальных малоформатных приборов - проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками.
b) основан на использовании специальных приборов - трансформаторов. Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива) на экран соответствует горизонтальному снимку, и фиксируют изображения на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги
c) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки являются ортофотоснимки (ортофотопланы)
6) Трансформированием называется
a) смещения точек снимка, вызванное влиянием рельефа местности
b) преобразование центральной проекции, которая представляют собой аэронегатив (аэроснимок), полученный при наклонном положении оптического луча, в другую центральную проекцию, соответствующую его отвесному положению, с одновременным приведением его к заданному масштабу
c) прямой или косвенный элемент внешнего ориентирования снимков
7)
Сколькими путями можно выполнить Фототрансформирование
a) Двумя
b) Тремя
c) Шестью
8)
Первое оптическое условие
a) требует, чтобы основная формула оптики оставалась справедливой для пары соответственных точек негатива и экрана, лежащих на главном оптическом луче
b) в кассету фототрансформатора, находящегося в темном помещении, закладывают аэронегатив
c) устанавливает взаимное положение плоскостей негатива, объектива и экрана.
9)
Второе оптическое условие
a) построить связку проектирующих лучей в соответствии с условиями теоремы Шаля, т. е. изменив взаимное положение плоскости аэроснимка
b) требует, чтобы основная формула оптики оставалась справедливой для пары соответственных точек негатива и экрана, лежащих на главном оптическом луче
c) устанавливает взаимное положение плоскостей негатива, объектива и экрана
10)
Основная формула оптики
a)
b) F
² =
D
'
d
'
c) Dd
=
Fd
+
FD
Ответы на тестовые вопросы:
1) B
2) A
3) C
4) A
5) C
6) B
7) A
8) A
9) C
10) B
