40. Analityczne metody opracowania zdjęć lotniczych

METODY ANALITYCZNE - polegają na matematycznym sformułowaniu i rozwiązaniu zależności geometrycznych, jakie zachodzą pomiędzy terenem (obiektem) i jego obrazem na zdjęciu (zdjęciach).

W METODACH ANALITYCZNYCH mierzy się (przy zastosowaniu monokomparatorów, stereokomparatorów lub autografów analitycznych) współrzędne tłowe [x' y' x" y"] lub współrzędne tłowe i paralaksy, np. [x' y' p q] - pomiar w płaszczyznach zdjęć.

Wykorzystując odpowiednie (dla danej metody) formuły matematyczne przelicza się współrzędne tłowe na współrzędne w układzie terenowym (zewnętrznym):

[ X Y]- w fotogrametrii jednoobrazowej,

[X Y Z] - w fotogrametrii dwuobrazowej.

W porównaniu z metodami analogowymi, metody analityczne charakteryzują się dużo większą uniwersalnością:

a) z punktu widzenia parametrów opracowywanych zdjęć (odległość obrazowa, elementy orientacji zewnętrznej, korzystniejsze stosunki skalowe);

b) możliwość uzyskania większych dokładności (nawet o około 30%) - w metodach analitycznych mamy możliwość wprowadzenia i uwzględnienia wielu korekcji (eliminacja błędów systematycznych spowodowanych: refrakcją atmosferyczną, krzywizną Ziemi dystorsją obiektywu, skurczem filmu, itp.

1. Analityczne opracowanie pojedynczego zdjęcia

metodą płaskich przekształceń rzutowych ( potrzebne współrzędne co najmniej 4 homologicznych punktów w układzie pierwotnym i wtórnym , żadne 3 punkty spośród nich nie leżą w na jednej prostej)

2. Analityczne opracowanie pojedynczego stereogramu:

metoda budowy modelu niezależnego .

metoda przestrzennego wcięcia wstecz .

metoda przekształceń rzutowych

3 W fotogrametrii analitycznej wykorzystuje się następujące układy współrzędnych:

• układ współrzędnych tłowych zdjęcia,

• układ współrzędnych transformowanych,

• układ współrzędnych modelu,

• układ współrzędnych terenowych,

• układ współrzędnych fotogrametrycznych

ILOŚĆ ZDJĘĆ:

• 1, 2 lub więcej

NIEZBĘDNE DANE POCZĄTKOWE, w zależności od metody:

• elementy orientacji wewnętrznej kamery (fk, xo, yo),

• współrzędne X,Y lub X,Y,Z dla odpowiedniej liczby fotopunktów.

• Dane z kalibracji kamery

PRZYRZĄDY:

• stereokomparator,

• monokomparator

• komputer,

• ploter,

• autograf analityczny.

ETAPY OPRACOWANIA:

• pomiar współrzędnych tłowych na zdjęciu lub współrzędnych i paralaks,

• przygotowanie danych i wykonanie obliczeń,

• ewentualne kreślenie - wizualizacja.

POSTAĆ REZULTATU KOŃCOWEGO:

• wykaz współrzędnych X,Y lub X,Y,Z punktów mierzonych;

• tematyczne informacje o terenie;

• mapa kreskowa

• profile terenu

• Numeryczny Model Terenu

METODĄ PŁASKICH PRZEKSZTAŁCEŃ RZUTOWYCH

Kolejność obliczeń:

1. Wyznaczenie wartości 8 współczynników przekształcenia ( A,B,… H) na podstawie 4 homologicznych punktów w układzie pierwotnym i wtórnym.

2. Transformacja współrzędnych punktów z układu pierwotnego do układu wtórnego

METODA BUDOWY MODELU NIEZALEŻNEGO

- jest ona odpowiednikiem opracowania metodą analogową

Etapy prac:

1. gromadzenie materiałów oraz rekonstrukcja wiązki promieni rzutujących ( orientacja wewnętrzna)

- pomiar współrzędnych punktów ( x^'y^'x^”y^”) na zdjęciach lotniczych (stereografie)

-odtworzenie wiązek promieni rzutujących- dla każdego zdjęcia.

2. orientacja wzajemna

- wyznaczenie elementów orientacji wzajemnej zdjęć

- przekształcenie zdjęcia do położenia normalnego

- budowa modelu niezależnego( modelu przestrzennego w układzie stereogramu)

3. orientacja bezwzględna

- wyznaczenie elementów orientacji bezwzględnej modelu

4. prace właściwe- wykreślenie mapy sytuacyjno-wysokościowej

Mierzymy współrzędne punktów w układzie stereokomparatora. Następnie mierzymy znaczki tłowe i przeliczamy wszystkie współrzędne do układu tłowego ( transformacja płaska). Współrzędne tłowe należy uzupełnić elementami orientacji wewnętrznej kamery ( c_k, x₀,y₀ ) czyli :

r₀=

Następnie wykonujemy orientację wzajemną zdjęć. Poprzez kolejne przybliżenia metodą iteracyjną.

q = f( ω^” φ' φ” χ' χ” ) lub q = f (bx, by, Δω, Δφ, Δχ )

- układamy równania popawek dla elementów kątowych lub kątowo- liniowych

- obrócenie wiązki rzutującej X_t = Ax A= f( ω,φ, χ)

wyznaczenie macierzy dużego obrotu dużego

- przekształcenie zdjęć

- n-ta iteracja

Budujemy niezależny model ( model przestrzenny w układzie stereogramu )

METODA PRZESTRZENNEGO WCIĘCIA WSTECZ

ETAPY OPRACOWANIA:

1. Pomiar współrzędnych punktów (x' y' x'' y'') na zdjęciach lotniczych (stereografie)

2. Odtworzenie(rekonstrukcja) wiązki promieni rzutujących - dla każdego zdjęcia

2. Wyznaczenie elementów orientacji zewnętrznej zdjęć

(przestrzenne wcięcie wstecz)

Proces iteracyjny - wykonywany metodą kolejnych przybliżeń :

Współrzędne środka rzutu ( x_{s ,}y_{s ,} z_s)

Kąty obrotu wokół poszczególnych osi ω,φ, χ ( kąt nachylenia, kąt skręcenia, kąt azymutu)

3. Przestrzenne wcięcie w przód (wyznaczenie dla dowolnego punktu przestrzennych współrzędnych terenowych

METODA PRZESTRZENNYCH PRZEKSZTAŁCEŃ RZUTOWYCH

ETAPY:

1. pomiar współrzędnych układzie instrumentu ( nie mierzy się orientacji wewnętrznej !!!)

2. wyznaczenie współczynników A-K ( niezbędna ilość 6 fotopunktów)

3. transformacja

---