Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Kierunek: Geodezja i Kartografia

Przedmiot

Fotogrametria i teledetekcja

Sprawozdanie nr 2

Temat: Kamera fotogrametryczna. Zdjęcia fotogrametryczne, elementy orientacji wewnętrznej i zewnętrznej zdjęcia. Analiza pojedynczego zdjęcia wyznaczanie skali zdjęcia lotniczego.

Wykonał:

Cemka Mariusz

Grupa 2

Koszalin 13.12.2004r

Ad 1

Narysuj ogólny schemat powstania obrazu w układzie optycznym, a co nazywamy odległością obrazu, w jaki sposób można określić skalę obrazu?

W tym modelu obiektywu można wyróżnić:

• ognisko przedmiotowe F i obrazowe F',

• oś optyczna FF'

• przedmiotową i obrazową płaszczyznę ogniskową (F) I (F'),

• przedmiotową i obrazową odległość ogniskową f i f',

• płaszczyznę główną obiektywu przedmiotową (H) i obrazową (H'),

• przedmiotowy i obrazowy punkt główny obiektywu S_p i S_o.

Odległością obrazu jest odległość środka rzutów od płaszczyzny rzutów.

Aby określić najbardziej optymalną skalę zdjęcia korzysta się ze wzoru Otto Grubera

gdzie:

m - mianownik skali zdjęć,

M - mianownik skali mapy,

c - współczynnik empiryczny, zależny jest od różnych czynników np. technologii opracowania mapy, precyzji sprzętu, jakości zdjęć.

Ad 2.

Podstawowy schemat kamery pomiarowej.

1 - korpus kamery, 2 - kaseta, 3 - zawieszenie kamery , 4 - stożek wewnętrzny, 5 - ramka tłowa, 6 - filtr, 7 - migawka, 8 - szpula podająca, 9 - szpula odbierająca, 10 - płyta dociskowa, 11 - rolki prowadzące.

Ad 3.

Jakie właściwości powinien posiadać obiektyw fotograficznej kamery pomiarowej?

obiektyw kamery powinien:

• dawać obrazy ostre i równomiernie oświetlone na powierzchni całego zdjęcia

• być wolny od dystorsji, która zniekształca wartość odwzorowania perspektywistycznego.

Ad 5.

Co to jest ramka tłowa oraz układ współrzędnych tłowych kamery, co nazywamy punktem głównym zdjęcia? W jaki sposób można wyznaczyć położenia punktu głównego na zdjęciu lotniczym?

Ramka tłowa jest wmontowana w kamerę jest prosto padła do oś obiektywu i znajduje się w odległości ogniskowej f od płaszczyzny obrazowej. Na ramce są zaznaczone znaczki tłowe znajdujące się najczęściej na środku każdego boku (w postać nacięć) dodatkowo w rogach znajdują się znaczki w postaci świecących kropek lub krzyży, które wraz z ramką zostają umieszczone na zdjęciu.

Układ współrzędnych tłowych jest wynikiem zamieszczonych na zdjęciu (ramce tłowej) znaków tłowych. Osie układu przechodzą przez znaki tłowe umieszczone na bokach, lub są też dwusiecznymi kątów między przekątnymi zdjęcia (od narożnych znaków tłowych).

Punkt główny zdjęcia tworzy ortogonalny rzut obrazowego środka rzutów na płaszczyznę obrazową (Π).

Wyznaczany jest za pomocą punktów tłowych, dzięki układowi współrzędnych tłowych zdjęcia Ox Oy.

Ad 6.

Przedstaw zniekształcenia geometryczne obrazu zdjęcia lotniczego?

- dystorsja obiektywu

1. rzut przesunięcia dystorsyjnego na promień radialny (dystorsja radialna)

2. dystorsja tangencjalna (przesunięcie prostopadłe do kierunku promienia)

- deformacje podłoża emulsji fotogrametrycznej

- wpływ niepłaskości emulsji fotogrametrycznej

- wpływ refrakcji atmosferycznej

- wpływ krzywizny ziemi

Ad 7.

Przedstaw czynniki determinujące fotograficzną jakość obrazu zdjęcia lotniczego.

• zdolność rozdzielcza obiektywu ,

• zdolność rozdzielcza emulsji fotograficznej,

• rozmazania obrazu w skutek ruchu kamery w czasie otwarcia migawki

• rozproszenie światła i innych zjawisk optycznych zachodzących w atmosferze

Ad 8.

Na czym polega opracowanie projektu lotu dla sfotografowania jakiegoś obszaru na szeregowych zdjęciach lotniczych?

Aby opracować projekt lotu dla sfotografowania jakiegoś obszaru musimy posiadać dane:

• obrys opracowywanego obiektu na mapie,

• rodzaj tworzonej mapy i metody jej opracowania

• założenia projektowe (skala zdjęć, format zdjęć, ogniskowa kamery, pokrycie podłużne i poprzeczne, okres wykonania nalotu),

• lokalizacja lotnisk, z których będzie startował samolot.

Mając te dane wyliczymy potrzebne nam informacje:

• długość bazy fotografowania

• odstępy między osiami szeregów

• wysokość fotografowania

• wysokość lotu względem lotniska

• dopuszczalne odchylenie

• liczbę zdjęć w każdym szeregu

Po czym nanosimy na mapę tor lotu samolotu.

Ad 9.

Co to są foto punkty?

Są to punkty, których znamy współrzędne i są sfotografowane (są na zdjęciu) i dzielimy je na - sygnalizowane (tarcze umieszczone przed wykonaniem zdjęć).

• identyfikowane (szczegóły terenowe identyfikowane po wykonaniu zdjęć).

Ad 10.

Co to są elementy orientacji wewnętrznej i zewnętrznej zdjęcia? Które z tych elementów i w jaki sposób są rejestrowane na zdjęciach lotniczych?

Punkt główny a więc i pośrednio znaki tłowe oraz odległość obrazowa c_k są elementami orientacji.

Znaki tłowe są odfotografowane na zdjęciu dzięki nacięciom na ramce tłowej, dzisiaj znaki tłowe mają postać kropek umieszczonych na rogach a są nimi świecące kropki lub krzyży projektowanych na emulsję w momencie ekspozycji poprzez oddzielne podświecające układy optyczne co daje większą dokładność a jeżeli mechaniczne nacięcia.

Położenie wiązki promieni homologicznych względem zewnętrznego układu odniesienia definiują elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia.

Ad 11.

Jakie elementy liniowe i kątowe wyznaczają orientację wewnętrzna i zewnętrzną zdjęcia pomiarowego?

Elementami orientacji liniowej i kątowej są:

trzy elementy kątowe określające położenie osi kamery względem osi układu odniesienia,

-kąt nachylenia zdjęcia (kąt pomiędzy osią zdjęcia a linią pionu)

-kąt skręcenia zdjęcia

-kąt kierunkowy ( kąt zawarty między osią X układu odniesienia a krawędzią przecięcia głównej płaszczyzny pionowej z płaszczyzną poziomą ).

trzy elementy liniowe współrzędne geodezyjne określające położenie środka rzutów (x₀, y₀, z₀).

Ad 12

Co nazywamy prostą największego spadu a co liniami poziomymi zdjęcia lotniczego? - pokaż na rysunku.

Ad 13.

Co nazywamy punktem głównym a co punktem nadinowym zdjęcia? - pokaż na rysunku.

Patrz rys. w zadaniu 12.

Ad 14.

Przedstaw źródła zniekształceń geometrycznych obrazu zdjęcia pomiarowego - spowodowane elementami orientacji zewnętrznej oraz deniwelacjami terenu.

• dystorsja obiektywu

• deformacje podłoża emulsji fotograficznej

• wpływ niepłaskości emulsji fotograficznej

• wpływ refrakcji atmosferycznej

Ad 15.

Przedstaw wpływ nachylenia zdjęcia na wyznaczane wielkości liniowe.

Przy założeniu, że teren stanowi płaszczyznę, punkt terenowy odwzorowuje się na nachylonym zdjęciu lotniczym przesuniętym radialnie w kierunku izocentrycznego, w porównaniu z jego odpowiednikiem ściśle pionowym. Wartość przesunięcia oblicza się ze wzoru

gdzie: r, δ - współrzędne biegunowe punktu P w układzie punktu izocentrycznego.

Ad 16.

Oblicz współrzędne dla następujących danych: r=100mm, m_z=5000, c_k= 150mm, Δh=10m.

Ad 17.

Napisz wzór na zależność pomiędzy zmianą skali obrazu na zdjęciu lotniczym a jego nachyleniem.

po przekształceniu otrzymujemy

dla zdjęć lotniczych pionowych

Ad 18.

Jak należy dobierać położenie odcinków na zdjęciu w celu wyznaczenia jego skali - z czego to wynika?

Obierane odcinki powinny przechodzić przez punkt główny a wynika to stąd, iż wpływ deniwelacji i nachylenia zdjęcia odzwierciedla się w skali.

Ad 19.

Zad.

Wyznacz skale zdjęcia lotniczego terenu płaskiego.

zdjęcie	mapa
A'C'= 17,4cm B'D'= 11,1cm	AC= 14,1cm BD= 8,9cm

skala zdjęcia lotniczego wynosi:

1:8100

Ad 20.

Wyznacz skalę zdjęcia lotniczego z zad. 19 przy założeniu istotnego wpływu deniwelacji terenu. Dla celów dydaktycznych, niezależnie od posiadanej, przyjąć wysokości fotopunktów:

HA=349m, HB=364m, HC=365m, HD=350m.

Nr punktu	H [m]	ΔH [m]	r [mm]	Δr [mm]	d' [mm]	d [mm]	D [m]	w [m]	H0
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
A	349	0	97	0	174	173,05	1410	1222	1572
C	365	16	72	0,95
B	364	15	91	1,12						111	109,85	890	1215	1572
D	350	1	35	0,03

C_k=0,150

Ad 21.

Co nazywamy szkicem zasięgu zdjęć szeregowych?

Po zaprojektowaniu lotu fotogrametrycznego na kalce nanosi się zasięgi poszczególnych zdjęć uwzględniając pokrycie podłużne jak i poprzeczne.

Ad 22.

Co to jest fotoszkic a co fotoszkic ulepszony?

Fotoszkic - są to zdjęcia z danego obszaru ułożone tak by zachodziła zgodność szczegółów sytuacyjnych, i tworzą jednolity obraz fotograficzny terenu.

Fotoszkic ulepszony - podobnie jak w fotoszkicu tylko, że zdjęcia są sprowadzone do wspólnej przybliżonej skali.

Ad 23.

Scharakteryzuj zdjęcia lotnicze wykonane dla polski w ramach programu PHARE.

Zdjęcia te zostały wykonane w latach 1995-1998.prawie cała powierzchnia kraju została pokryta zdjęciami w skali 1:26000 i dwadzieścia aglomeracji w skali 1:5000. zdjęcia zostały wykonane za pomocą systemu GPS.

Ad 24.

Przedstaw ogólne zasady wykonywania stereoskopowych zdjęć naziemnych.

Zdjęcia wykonuje się z dwóch stanowisk naziemnych, specjalnymi kamerami ustawionymi na stabilnych statywach geodezyjnych, zasięg zdjęć ograniczony jest pionowym i poziomym kątem widzenia kamery.

---