Uniwersytet Warmińsko - Mazurski w Olsztynie 20.11.2012 rok

Wydział Geodezji i Gospodarki Przestrzennej

Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji

SPRAWOZDANIE

ANALITYCZNA ANALIZA POJEDYNCZEGO

ZDJĘCIA LOTNICZEGO

Wykonała:

Martyna Stępkowska

Grupa 2

GiSzN, rok III

Spis Treści

1. Przestrzenny rysunek zdjęcia lotniczego.

2. Zawartość metryki kalibracji kamery.

3. Obliczenie położenia punktu I, N, Z wg otrzymanych danych i wykonanie rysunku zdjęcia.

4. Wykonanie obliczeń i analiza wpływu nachylenia ν na przesunięcie punktów na zdjęciu.

5. Wykonanie obliczeń i analiza wpływu deniwelacji terenu Δh na przesunięcie punktów na zdjęciu.

2. Zawartość metryki kalibracji.

Aktualna metryka jest warunkiem dopuszczenia kamery do wykonywania pomiarowych zdjęć lotniczych.

Metryka kalibracji kamery powinna zawierać następujące informacje:

1. nazwa i adres instytucji wykonującej kalibrację,

2. data kalibracji,

3. nazwa i numer fabryczny kamery,

4. numer fabryczny obiektywu,

5. kalibrowana odległość obrazowa stożka obiektywowego,

6. dystorsja radialna w mikrometrach wyrażona w funkcji promienia radialnego o początku w punkcie najlepszej symetrii (PPS) w interwale co 10 mm, wzdłuż każdej z czterech półprzekątnych zdjęcia,

7. odległość między znaczkami tłowymi wzdłuż boków i przekątnych, współrzędne w prostokątnym układzie współrzędnych,

8. położenie punktu głównego autokolimacji (PPA) i punktu głównego najlepszej symetrii (PPS) w układzie współrzędnych związanym ze znaczkami tłowymi,

9. zdolność rozdzielczą obiektywu radialną i tangencjalną, określoną przez producenta kamery.

Metryka kalibracji kamery może zawierać również inne, dodatkowe parametry, określone w procesie kalibracji, a mianowicie:

1. matematyczny model dystorsji radialnej i tangencjalnej wraz z wartościami parametrów występujących w tym modelu, wyznaczonych w procesie kalibracji,

2. określenie równoległości płaszczyzn filtra (filtrów) używanego wraz z kamerą,

3. wyniki kalibracji migawki zawierające efektywne czasy ekspozycji i sprawność świetlną migawki dla ciągu nominalnych ekspozycji,

4. płaskość płyty wypłaszczającej film,

5. fotograficzną zdolność rozdzielczą dla układu: obiektyw kamery wraz z filmem,

6. kalibrowaną odległość obrazową dla układu: obiektyw kamery wraz z filmem,

7. rodzaj filmu użytego w procesie kalibracji,

8. dystorsję radialną i tangencjalną dla układu: obiektyw kamery wraz z filmem,

9. płaskość płyty dociskowej poprzez analityczne opracowanie modelu przestrzennego zdjęć kolimatorów zarejestrowanych przez układ: obiektyw kamery wraz z filmem,

10. ekscentr źrenicy wejściowej obiektywu względem ramki tłowej (dla zastosowań dGPS).

3. Obliczenie położenia punktu I, N, Z wg otrzymanych danych i wykonanie rysunku zdjęcia.

I’ = tg$\frac{\mathbf{\nu}}{\mathbf{2}}$ c_k

Ck1[mm]	91
ν1	1^o17’
I	1,02

Ck2[mm]	301
ν1	1^o17’
I	3,37

Ck1[mm]	91
ν2	4^o17’
I	3,40

Ck2[mm]	301
ν2	4^o17’
I	11,26

N’ = tgν c_k

Ck1[mm]	91
ν1	1^o17’
N	2,04

Ck2[mm]	301
ν1	1^o17’
N	6,74

Ck1[mm]	91
ν2	4^o17’
N	6,82

Ck2[mm]	301
ν2	4^o17’
N	22,54

Z’ = ctgν c_k

Ck1[mm]	91
ν1	1^o17’
Z	4062,11

Ck2[mm]	301
ν1	1^o17’
Z	13436,22

Ck1[mm]	91
ν2	4^o17’
Z	1214,99

Ck2[mm]	301
ν2	4^o17’
Z	4018,81

4. Wykonanie obliczeń i analiza wpływu nachylenia ν na przesunięcie punktów na zdjęciu.

δ_ν = $\frac{{\mathbf{r}\mathbf{'}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{c}_{\mathbf{k}}}$ sinν sinγ

r'1 [mm]	22
r'2 [mm]	107
Ck1 [mm]	91
Ck2 [mm]	301
ν1	1^o17’
ν2	4^o17’

γ1 [^o]	0,0
γ2 [^o]	22,5
γ3 [^o]	45,0
γ4 [^o]	67,5
γ5 [^o]	90,0

δ_ν obliczamy dla c_k1, ν_1, r'₁ i zmiennych γ.

Ck1[mm]	91	91	91	91	91
ν1	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’
r'1 [mm]	22	22	22	22	22
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	0,046	0,084	0,110	0,119

δ_ν obliczamy dla c_k1, ν_2, r'₁ i zmiennego γ_.

Ck1[mm]	91	91	91	91	91
ν2	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’
r'1 [mm]	22	22	22	22	22
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	0,152	0,281	0,367	0,397

δ_ν obliczamy dla c_k2, ν_1, r'₁ i zmiennego γ_.

Ck2[mm]	301	301	301	301	301
ν1	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’
r'1 [mm]	22	22	22	22	22
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	0,014	0,025	0,033	0,036

δ_ν obliczamy dla c_k2, ν_2, r'₁ i zmiennego γ_.

Ck2[mm]	301	301	301	301	301
ν2	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’
r'1 [mm]	22	22	22	22	22
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	0,046	0,085	0,111	0,120

δ_ν obliczamy dla c_k1, ν_1, r'₂ i zmiennego γ_.

Ck1[mm]	91	91	91	91	91
ν1	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’
r'2 [mm]	107	107	107	107	107
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	1,078	1,992	2,603	2,818

δ_ν obliczamy dla c_k1, ν_2, r'₂ i zmiennego γ_.

Ck1[mm]	91	91	91	91	91
ν2	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’
r'2 [mm]	107	107	107	107	107
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	3,596	6,645	8,682	9,397

δ_ν obliczamy dla c_k2, ν_1, r'₂ i zmiennego γ_.

Ck2[mm]	301	301	301	301	301
ν1	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’	1^o17’
r'2 [mm]	107	107	107	107	107
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	0,326	0,602	0,787	0,852

δ_ν obliczamy dla c_k2, ν_2, r'₂ i zmiennego γ_.

Ck2[mm]	301	301	301	301	301
ν2	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’	4^o17’
r'2 [mm]	107	107	107	107	107
γi [^o]	0,00	22,5	45,0	67,5	90,0
δν[mm]	0,000	1,087	2,009	2,625	2,841

WNIOSKI

Przesunięcie δ_ν zależy od wartości jakie przyjmują takie parametry jak: kąt v, stała kamery c_k, promień radialny r’ oraz położenie punktu na zdjęciu γ. Biorąc pod uwagę parametr c_k, wnioskujemy, że przy jego wzroście maleje wartość przesunięcia i odwrotnie.

Dla ν₂=4^o17’, r'₂=107, γ₂=22,5^o stała:

- gdy c_k1=91mm gdy to przesunięcie δ_h wynosi 3,596 mm;

- gdy c_k2=301mm gdy to przesunięcie δ_h wynosi 1,087 mm.

Wartości pozostałych parametrów rosną proporcjonalnie do przesunięcia czyli:

Dla ν₂=4^o17’, c_k2=301mm, γ₃=45,0^o:

- gdy r'₁=22 to przesunięcie δ_h wynosi 0,085mm;

- gdy r'₂=107 to przesunięcie δ_h wynosi 2,009mm.

Dla r'₁=22’, c_k2=301mm, γ₃=45,0^o:

- gdy ν₁=1^o17’ to przesunięcie δ_h wynosi 0,025mm;

- gdy ν₂=4^o17’ to przesunięcie δ_h wynosi 0,085mm.

Dla r'₂=107’, c_k2=301mm, ν₂=4^o17’:

- gdy γ₃=45,0^o to przesunięcie δ_h wynosi 2,009mm;

- gdy γ₅=90,0^o to przesunięcie δ_h wynosi 2,841mm.

Gdy mamy dane c_K, v, r’ to przesunięcie będzie zależało od położenia punktu na zdjęciu czyli γ . Największą wartość przesunięcia uzyskamy, gdy γ będzie miała 90^o zaś najmniejszą gdy 0^o.

Biorąc pod uwagę kąt γ=0^o to bez względu na inne parametry przesunięcie będzie zerowe.

Maksymalne przesunięcie o wartości 9,397 mm dla parametrów podanych w ćwiczeniu uzyskamy biorąc pod uwagę największy promień radialny równy107mm, najmniejsze c_K = 91 mm oraz największy kąt v=4^o17’o wartości 9,397 mm.

5. Analiza wpływu deniwelacji terenu Δh na przesunięcie punktów na zdjęciu

Δh1 [mm]	3000,00
Δh2 [mm]	6000,00
Δh3 [mm]	30000,00
Mz	5000
r'1 [mm]	22
r'2 [mm]	107

δ_h = $\frac{\mathbf{r}^{\mathbf{'}}\mathbf{\text{Δh}}}{\mathbf{w}}$ w = Mz*c_k

w₁ = Mz*c_k1=455000

w₂ = Mz*c_k2=1505000

r’1[mm]	22	22	22
w1[mm]	455000	455000	455000
Δh[mm]	3000	6000	30000
δh[mm]	0,145	0,290	1,451

r’1[mm]	22	22	22
w2[mm]	1505000	1505000	1505000
Δh[mm]	3000	6000	30000
δh[mm]	0,044	0,088	0,439

r’2 [mm]	107	107	107
w1[mm]	455000	455000	455000
Δh[mm]	3000	6000	30000
δh [mm]	0,705	1,411	7,055

r’2 [mm]	107	107	107
w2 [mm]	1505000	1505000	1505000
Δh [mm]	3000	6000	30000
δh[mm]	0,213	0,427	2,133

WNIOSKI

Przesunięcie δ_h zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości fotografowania.

Dla r’₂=107mm i Δh=3m przy w₂ =1505000mm (δ_h =0,044 mm) jest mniejsze przesunięcie niż przy w₁=455000mm (δ_h =0,145mm). w₂ > w₁

Dla r’₁=22mm i Δh=3m przy w₂=1505000mm (δ_h =0,427 mm) jest mniejsze przesunięcie niż przy w₁=455000mm (δ_h =1,411mm). w₂ > w₁

Na przesunięcie δ_h wpływa również deniwelacja terenu. Przesunięcie rośnie proporcjonalnie do Δh.

Dla r’₁=22 i w1=455000mm :

- gdy Δh=3m to przesunięcie δ_h wynosi 0,145mm;

- gdy Δh=6m to przesunięcie δ_h wynosi 0,290mm;

- gdy Δh=30m to przesunięcie δ_h wynosi 0, 1,451mm.

Dla r’₂=107 i w1=455000mm :

- gdy Δh=3m to przesunięcie δ_h wynosi 0,705mm;

- gdy Δh=6m to przesunięcie δ_h wynosi 1,411mm;

- gdy Δh=30m to przesunięcie δ_h wynosi 7,055mm.