> Техника, страница 17 > Аэрофотограмметрия
Аэрофотограмметрия
Аэрофотограмметрия, имеет задаче ii получение планов местности по фотогра-фическ. снимкам с самолета или аэростата (смотрите Аэрофотосъемка). Методы А. можно разделить на две основные группы. 1C первой группе относятся методы, в которых главной основой камеральных работ над снимками служат проективная геометрия и основанные на правилах последней специальные оптические и механические приборы (фототрансформаторы, пантографы-трансформаторы). Ко второй группе можно отнести метод стереофотограмметрически it. при котором пользуются двумя снимками местности, полученными с разных пунктов пространства и об рабатываемыми в специальных оптико-механическ. приборах, основанных на пластинка
f
обьекпил эффекте стереоскопического зрения (сте-реопланиграф, автокартограф и друг.). Первый метод, проективный, применяется гл. образ, при контурной аэросъемке (без нанесения рельефа). Если в мо-
Фигура 1.
мент экспозиции с самолета фотопластинка была строго горизонтальна (оптическ. ось фотокамеры -вертикальна), то аэроснимок при равнинной местности представит фотоплан местности с численным масштабом M—flll, где фокусное расстояние фотокамеры и II—высота полета (фигура 1). 11а практике,вследствие колебаний самолета, оптическ. ось фотокамеры б. или м. отклоняется от вертикали, причем величина угла ω этого отклонения равна 3—4°. В результате такого отклонения огромное большинство аэроснимков теряет свойство плана; масштаб в разных точках такого снимка будет различен, и подобие между контурами местности и их изображением на снимках нарушается. Если все же допустить предел для разницы в масштабе в 0,4%, то имеем следующее условие, при выполнении которого снимок можно· принимать за план:
I
, С08 (а : «>) ? Cos а
< 0.0003Г.
Здесь α>—допустимый угол отклонения оптической оси от вертикали, 2а—угол зрения фотоаппарата (фигура 2). Фигура 3 дает согласно отой формуле зависимость между а и со. Для возможности получения плана по иска-женному из-за наклона снимку необходимо знать «элементы его внешнего ориентирования», которые определяют точное положение негатива относительно поверхности земли в момент экспозиции. Таких элементов—три: 1) высота Л съемки, 2) угол наклона ω плоскости пластинки но отношению к горизонтальной плоскости и 3) угол кре-Фигура 2. на β фотокамеры, ха рактеризующийся на пластинке углом мопеду осью х-ов последней и линией сечения горизонтальной плоскостью (фигура 4). Знание этих элементов позволяет методами, разбираемыми в теории центральной перспективы, получить графически исправленное изображение контуров снимка в требуемом масштабе, то есть план местности. Так как до сих пор не существует достаточно точных приборов, регистрирующих для каждого снимка элементы его внешнего ориентирования, то для определения их пользуются обратным путем, а именно—элементы эти определяются по геодезия, данным для Й или 4 пунктов (опорных), изображения которых видны на снимке. Эта задача аналогична известной в геодезии задаче обратной засечки. Решается она аналитич., графич. или, наконец, оптико-механич. способами. Применение методов проективной геометрии позволяет решить задачу построения плана по 4 опорным пунктам даже непосредственно, без определения элементов внешнего ориентирования. Это определение в процессе работы как бы исключается. Графический способ основан Фигура 4. на теоремах коллинеа-
цни (соответствия) фигур. Соответствие между изображениями на снимке (перспектива) и на плане вполне устанавливается четырьмя парами точек. Пусть М и N (фигура 5) изображают снимок и план, на которых даны по 4 соответственных «опорных» точки (я,Л), (Ь,В), (с,С) и (d,D). Чтобы нанести графически на план точку (,т), изображение которой имеется на снимке, поступают так. Проводят из любой данной опорной точки (Л,а) лучи на другие точки, а на снимке кроме того и на точку (ж)—искомую. Пучок лучей снимка пересекают прямой pej п отмечают на ней точки пересечения. Перенеся затем эту прямую на пучок лучей плана и наложив так, чтобы точки перенесенной прямой оказались на соответственных лучах, проводят луч на полюса Л на 4-ю свободную точку (л) прямой. Этот луч дает на плане направленноизточки Л на искомую точку (X). 11 овтор и в такое же построение из другой опор-нойточки (В),получим второе направление. Так. обр., искомая точка (X) найдется методом засечки. Для облегчения графической «развертки» и план аэроснимков со сложными контурами пользуются взаимно - перспективными сетками, построение которых основано на только что указанном принципе. При массовой обработке снимков графический метод является громоздким и заменяется поэтому обработкой их па так называемых фототрансформаторах. Фототрансформатор (смотрите) представляет не что иное, как особой конструкции проекционный фонарь, и состоит из собственно проекционного фонаря Ф (фигура С) и экрана Е. В общем случае негатив, экран и объектив могут наклоняться, вращаясь около параллельных осей. Процесс трансформации снимка состоит в следующем. На экране прикрепляется планшетик с нанесенными четырьмя
(или тремя) опорными пунктами, соответствующими данному негативу. Затем, осветив" негатив, добиваются такого взаимного положения плоскостей негатива, экрана
и объектива, при котором на экране получается резкое изображение, и 4 (или 3) опорных пункта этого изображения совпадут с соответственными пунктами, нанесенными на планшете. Заменив после этого
Фигура 7.
-планшетик светочувствительной бумагой, экспонируют и проявляют изображение. Из трансформированных отпечатков составляют по геодезической основе монтажи и получают таким образом фотопланы. Трансформаторы бывают различных конструкций. На фигуре 7 и 8 изображены трансформаторы: вертикальный—системы Цейсса и горизонталь-^ ный—системы II. II. Соколова. Если местность сильно пересеченная, холмистая, то
на снимках получается сдвиг точек из-за рельефа. Высотная точка А (фигура 9), план которой А0, получается на снимке в точке а вместо а0. Сдвиг этот Аг на снимке выражается: А г=г ц ,где к—высота точки Л над нулевой плоскостью, г—расстояние изображения точки а от центра снимка. Если принять во внимание окончательный масштаб после обработки снимка, то, обозначая последний через М, а сдвиг на плане—через АН, получаем следующее выражение: АН=М h tgy. Чтобы точки фотоплана были в пределах графической точности, необходимо, чтобы сдвиг АН не превосходил 0,2 миллиметров. Отсюда условие: М к tgy^0,0002, где Λ выражено в м. Зная колебания рельефа в данной местности, можно подобрать такое перекрытие (угол γ) снимков, при к-ро.ч влияние рельефа будет исключено. - Если местность настолько гориста, что влияния рельефа избежать нельзя, то указанные здесь методы для обработки аэроснимков будут непригодны. В таком случае приме- Фигура 9.
няется указанный ранее стереофотограмметрмческий метод, дающий сразу и контуры и высоты в виде горизонталей. См. Стерсофотограмметрип.
Лит.: Н а м д г н о в В. <!>. Измерительная фотография. М., 1922: Р ы я и н Η. А. Измерите.юная перспектива, 11. 19 18; М а р х и л с в и ч и Жаров, Военная аэрофотограмметрип, .И. 1924;Со колон 11. II, Начала проективной геометрии в применении к контурной аэросъемке и теория трансформации аэроснимков. Москва, 19:6; HuKorshoff und С г а η г, Grundlagen tier Photogrammetric, Stuttgart, 1919; Internal. Arcliiv fdr Pliotogrammetrie>, 11. 1 0. Wien, 1908 -Hi; Report of the Air Survey Committee. London, 1924. П. Соколов.