1. Fotogrametria i teledetekcja, fotointerporetacja.

• Fotogrametria: dział nauki zajmujący się określaniem położenia, wymiarów i kształtu obiektów przestrzennych na podstawie zdjęć

• Teledetekcja - badanie wykonane z pewnej odległości. Metody teledetekcyjne dzielą się na aktywne i pasywne. W aktywnej teledetekcji sygnał jest wysłany z instrumentu, a po odbiciu od obiektu, odbierany i analizowany, np. radar. Pasywnymi metodami teledetekcji są metody oparte na analizie sygnału wysyłanego od obserwowanego obiektu. Zdjęcie fotograficzne jest przykładem teledetekcji pasywnej

• Fotointerpretacja - postępowanie mające na celu rozpoznanie i identyfikację obiektów, zjawisk i procesów zachodzących na powierzchni Ziemi, a odwzorowanych na zdjęciach lotn. lub satelitarnych; rozróżnia się: f. kameralną — przeprowadzaną w warunkach laboratoryjnych na podstawie obserwacji wizualnych z wykorzystaniem instrumentów ułatwiających widzenie stereoskopowe, f. polową — wykorzystującą obserwacje przeprowadzane w terenie, i f. kombinowaną (polowo-kameralną)

2. Czym się charakteryzują fotogrametryczne metody pomiaru?

• Są pomiarami pośrednimi

• Polegają na mierzeniu obrazu obiektu

• Ciężar prac jest w laboratorium (war. Kameralne)

• Głównie pomiar fotopunktów (posiada wsp geodezyjne i jest jednoznacznie identyfikowalny na zdjęciu)

• Dokumentalny charakter tworzony w oparciu o pamiary fotogrametryczne

• Obiektywny charakter

3. Podział fotogrametrii w zależności od metod opracowania zdjęć.

• Graficzne (najprostsze, mało dokładne)

• Analityczne

• Analogowe (służyły do wykonania rysunku obiektów w rzucie ortogonalnym)

• Ortograficzne

• Cyfrowe

4. Podział fotogrametrii ze względu na ilość zdjęć wykorzystanych zdjęć w trakcie opracowania.

• Jednoobrazowa

• Dwuobrazowa (stereoskopia)

5. Podział fotogrametrii ze względu na miejsce wykonania zdjęć.

• Fotogrametria lotnicza (aerofotogrametria)

• Fotogrametria satelitarna

• Fotogrametria naziemna (terrofotogrametria)

6. Scharakteryzować metody opracowania zdjęć.

Dzielimy na:

- analityczną

-analogową

-ortofotograficzną:

fotomechaniczna

ortofoto

-cyfrowe

7. Czym się charakteryzują analityczne metody opracowania zdjęć?

Matematyczne sformułowanie i rozwiązanie zależności geometrycznych jakie zachodzą pomiędzy terenem (obiektem) i jest obrazem na zdjęciu ( zdjęciach ). Wykorzystując odp. formuły matematyczne przelicza się wsp. tłowe na współrzędne w układzie terenowym ( zewnętrznym ).

8. Czym się charakteryzują analogowe metody opracowania zdjęć?

W tej metodzie bazujemy na instrumentach analogowych - otrzymujemy mapę, postać kartometryczna, a nie wsp.

9. Czym się charakteryzują ortofotograficzne metody opracowania zdjęć?

10. Czym się charakteryzują cyfrowe metody opracowania zdjęć?

11. Krzywa charakterystyczna materiału światłoczułego.

Krzywa charakterystyczna - krzywa charakterystyczna jest graficznym przedstawieniem na układzie współrzędnych gęstości wyrażonej funkcją ekspozycji. Jest nią zobrazowana zależność między gęstością a ekspozycją. Im gęstość emulsji większa, tym slajd jest mniej "przezroczysty" - ciemniejszy ze względu na większe zaczernienie; im gęstość mniejsza tym slajd staje się bardziej "przezroczysty" - biały przy oglądaniu. Ekspozycja wyrażona jest za pomocą logarytmu dziesiętnego z natężenia światła i czasu jego oddziaływania na materiał. Takie ujęcie sprawy oznacza, że zwiększenie ekspozycji (wyrażonej log dziesiętnym) o jedna działkę oznacza dziesięciokrotne zwiększenie naświetlania i odwrotnie

gęstość optyczna (D) logarytm ekspozycji (H)

Przedstawia ją układ współrzędnych (f to liczba przesłony):

D = f (log H)

12. Co to są głębia ostrości i odległość hiperfokalna?

Głębia ostrości - parametr stosowany w optyce i fotografii do określania zakresu odległości, w którym obiekty obserwowane przez urządzenie optyczne sprawiają wrażenie ostrych.

Na zakres głębi ostrości mają wpływ następujące czynniki:

przysłona - im mniejszy otwór względny jest pozostawiony (czyli: czym wyższa liczba przysłony, np. 16 lub 22), tym większa głębia;

budowa obiektywu fotograficznego - im dłuższa ogniskowa, tym mniejsza głębia ostrości;

odległość na jaką ustawiona jest ostrość obiektywu (odległość między przemiotem a aparatem) - im odległość ta jest mniejsza, tym głębia ostrości również.

wymiary błony światłoczułej lub sensora używanych do rejestracji obrazu.

Dla obliczenia strefy ostrości wystarczy użyć wzoru:

T = k × u(1+m)

T - strefa ostrości, k - liczba przesłony, u - wielkość krążka rozproszenia, m - skala odwzorowania.

Odległość hiperfokalna to mierzona od aparatu fotograficznego lub kamery odległość, na którą trzeba ustawić ostrość, by uzyskać jak największą głębię ostrości, czyli przestrzeń, w której obiekty wydają się ostre. Inaczej mówiąc, jest to najmniejsza odległość, na którą trzeba ostrzyć, by głębia ostrości kończyła się w nieskończonej odległości (ostrość "po horyzont"). Głębia ta, zaczyna się w połowie odległości między aparatem, a odlegością hiperfokalną i kończy w nieskończoności.

Odległość hiperfokalna zależy od konkretnej wartości przysłony oraz ogniskowej obiektywu, a do jej ustawienia przydatna jest skala głębi ostrości nanoszona na obudowach wielu obiektywów.

13. Budowa i zasada działania kamery pomiarowej.

Elementy podstawowe:

Korpus kamery służy do pomieszczenia stożka obiektywowego, nazywanego również

blokiem optycznym.

Kaseta (ładownik) - jest przeznaczona do pomieszczenia materiału światłoczułego i

stopniowego przewijania go w czasie między kolejnymi ekspozycjami.

Podwieszenie służy do umocowania korpusu kamery do podłogi samolotu w ten sposób,

aby obiektyw znalazł się nad otworem, przez ktory są wykonywane zdjęcia.

Stożek obiektywowy stanowi najważniejszy element kamery lotniczej. W dolnej części

stożka jest umieszczony obiektyw, wewnątrz którego wmontowana jest przysłona i migawka

aparatu

Urządzenie sterujące jest pomocniczym elementem kamery lotniczej, który reguluje rytm

pracy i współdziałanie poszczególnych jej mechanizmów.

Etapami cyklu pracy kamery lotniczej są:

• przewinięcie błony fotograficznej,

• naciągnięcie migawki,

• wyrównanie błony fotograficznej w płaszczyźnie ramki tłowej,

• ekspozycja.

14. Projekt lotu fotogrametrycznego - podstawowe warunki techniczne wykonania zdjęć lotniczych.

- zdjęcia zawsze wzdłuż dłuższego boku projektowania.

- Bx - baza fotografowania podłużna.

- By - baza fotografowania poprzeczna

Parametry:

Px_o - pokrycie 60%

Py₀ - pokrycie poprzeczne ok. 25-30 %

Px = Px₀ % + 50 *dH/W , W- średnia wysokość, dH - deniwelacja maksymalna

Py₀ = 25% dla W < 1500m

Py₀ = 30% dla W > 1500m

Py = Py₀ % + 70 *dH/W

Kryteria:

- cel opracowania fotogrametrycznego

- charakterystyka obiektu ( powierzchnia obiektu, kształt obiektu, max. różnica przewyższeń terenu, średnia rzędna terenu )

- technologia i metoda opracowania fotogrametrycznego ( skala zdjęć, pokrycie podłużne i poprzeczne, rodzaj materiały negatywowego )

- parametry techniczne kamery fotogrametrycznej ( typ kamery, stała kamery, format zdjęć, migawka, wyposażenei dodatkowe )

- parametry techniczne samolotu ( max zasięg, pułap, prędkość, długość drogi startowej )

15. Punkty i linie szczególne na zdjęciu pomiarowym.

Punkty szczególne - leżą w jednej linii największego spadku zdjęcia. Zajmują określone położenie w stosunku do kata nachylenia zdjęcia, środka rzutów i odl obrazowej f. ich położenie jest określane w stosunku do pkt głównego o.

pkt główny znajduje się w przecięciu lnii łączących przeciwległe znaczki tłowe.

Pkt nadirowy lezy na linii największego spadku i jest punktem zbiegu wszystkich elementów (linii) pionowych (prostopadłych do płaszczyzny a).

pkt izocentryczny leży na linii największego spadku, wszystkie kierunki prowadzone przez ten pkt nie sa zniekształcone ze względu na wpływ kąta nachylenia zdjęcia, skala wzdłuż linii h h prostopadlej do vv w pkt i jest stala i niezniekształcona mimo nachylenia zdjęcia. pkt przeciezia dwusieczna kata nachylenia zdjecia.

Główny pkt zbiegu pkt przebicia płaszczyzny zdjęcia prosta prostopadla do linii zbiegu zz i przechodzacą przez srodek rzutów s. pkt zbiegu wszystkich liniiplaszczyzny a równoległych do vv.

Linia największego spadku: główna pionowa zdjęcia, znajduja się na niej wszystkie punkty szczególne.

Linia zbiegu zz - linia horyzontu hh, jet na niej pkt glowny zbiegu oraz inne pkt zbiegu, które biegna opd katem 45' do linii vv, w płaszczyźnie przedmiotu a.

Główna linia pozioma h0h0 - linia prostopadla do linii największego spadku, przechodzaca przez pkt glowny zdjęcia.

Linia nie zniekształconej skali hi hi - linia rownolegla do linii hoho, przechodzaca przez pkt izocentryczny i.

16. Co to są i do czego służą elementy orientacji wewnętrznej zdjęć pomiarowych?

Liczbowa wartości: stałej kamery i wsp punktu głównego w układzie wyznaczonym przez znaczki tłowe, ich znajomośc jest niezbędna do rekonstrukcji promieni rzutujących.

17. Co to są i do czego służą elementy orientacji zewnętrznej zdjęć pomiarowych?

Służa do określenia płaszczyzny rzutów. Są to trzy wsp określające położenie środka rzutów w układzie wsp prostokątnych X, Y, Z oraz kąty określające nachylenie i skręcenie kamery: Ω, Ф, қ.

18. Co to są i do czego służą elementy orientacji wzajemnej zdjęć pomiarowych?

Są to wielkości, które pozwalają na odtworzenie wzajemnego położenia pary zdjęć tworzącej stereogram. Mogą one wynikać z elementów orientacji zewnętrznej zdjęć. Jeżeli utworzymy różnice pomiędzy odpowiadającymi sobie wielkościami elementów orientacji zewnętrznej prawego i lewego zdjęcia stereogramu to utworzymy układ elementów orientacji wzajemnej zdjęć, określający położenie w przestrzeni prawego zdjęcia względem lewego.

Elementy orientacji wzajemnej:

• by, bz, Δқ, ФΔ, Δω lub қ', қ'', Ф', Ф'' Δω;

by, bz - składowe bazy fotografowania, Ф' - kąt nachylenia podłużnego lewego zdjęcia, mierzony w głównej płaszczyźnie rdzennej lewego zdjęcia, Δω - kąt dwuścienny zawarty między głównymi płaszczyznami rdzennymi lewego i prawego zdjęcia, қ' - kąt skręcenia lewego zdjęcia w jego płaszczyźnie

19. Co to są i do czego służą elementy orientacji bezwzględnej modelu stereoskopowego?

20. Fotoszkic, fotomapa i ortofotomapa.

Fotoszkic - obraz terenu zestawiony z nieprzetworzonych, pionowych lub nachylonych zdjęć lotniczych dopasowanych wzajemnie na podstawie obrazu sytuacji terenowej. Może być niekiedy uzupełniony elementami mapy topograficznej wkreślonymi odręcznie lub w procesie reprodukcji. Fotoszkice zestawia się dla oddzielnych rubieży lub rejonów. Ze względu na stosunkowo małą dokładność pomiarową fotoszkiców wykorzystuje się je zazwyczaj łącznie z mapą topograficzną lub fotomapą. W razie braku map topograficznych wojska mogą być zaopatrywane w fotoszkice.

Fotomapa - mapa fotograficzna uzyskana drogą przetwarzania zdjęć (lotniczych)

Ortofotomapa - mapa fotograficzna uzyskana drogą przetważania różniczkowego; można ją uzyskać metodą analogową lub cyfrową.

21. Skala zdjęcia pomiarowego.

- przy znajomości C_k i wys. lotu W

C_k/W = 1/M_z

M_z=W/C_k

-gdy nie dysponujemy takimi samymi danymi wówczas musimy mieć mapę topograf. i porównujemy odcinki wyznaczane na zdj. z tymi danymi z mapy. One powinny być zorientowane wzdłuż prostych najw. spadku i gł. poziomej zdj. Wtedy:

M_z = D/d , D - odcinka z mapy topograf. , d - dł. odc. na zdjęciu

22. Przesunięcie punktów zdjęcia jako funkcja kąta nachylenia.

Mamy

23. Przesunięcie punktów zdjęcia lotniczego jako funkcja deniwelacji terenu.

Mamy

24. Czynniki geometryczne i fizyczne wpływające na zniekształcenie obrazu zdjęcia lotniczego.

Deniwelacja terenu, dystorsja obiektywu, szczątkowe wady obiektywu, skręcenie osi ( omega, fi, kappa ), refrakcja, rozmazanie, deformacja podłoża emulsji światłoczułej, wpływ niepłaskości emulsji fotograficznej, krzywizna ziemi.

25. Zasady stereoskopowego widzenia.

1. Czynniki związane z procesem fotografowania:

- wykonanie zdjęć z dwóch różnych pkt. przestrzeni ( baz fotografowania ) - podobna odległość od obiektu

- wykonanie takich zdjęć żeby skale lewego i prawego były w przybliżeniu jednakowe ( dopuszczalna różnica 15% )

- Promienie rzutujące wykonanie zdjęć nie powinny przecinać się pod kątem większym od 15%

- Pokrycie podłużne zdjęć 60%, poprzeczne 20-40%

2. Czynniki ograniczające uzyskanie efektu stereoskopowego

-konieczność prowadzenia obserwacji punktów modelu stereoskopowego w płaszczyznach rdzennych

-prowadzenie obserwacji zdjęć z odległości najlepszego widzenia

-odpowiednie ułożenie zdjęć do obserwacji ( zdjęcie lewe stereogramu powinno być obserwowane lewym okiem, a prawe zdjęcie - prawym

26. Skala modelu stereoskopowego.

27. Podaj czynniki warunkujące uzyskanie efektu stereoskopowego.

Uzyskanie modelu stereoskopowego uzależnione jest od pewnych czynników:

1. Czynniki związane z procesem fotografowania:

- Wykonanie zdjęć z dwóch rożnych punktów przestrzeni (baz fotografowania) - podobna

odległość od obiektu,

- Wykonanie takich zdjęć żeby skale zdjęci lewego i prawego były w przybliŜeniu

jednakowe (dopuszczalna różnica 15%)

- Promienie rzutujące wykonanych zdjęć nie powinny przecinać się pod kątem większym

od 15o.

- Pokrycie podłużne zdjęć 60%, poprzeczne 20 - 40%.

2. Czynniki ograniczające uzyskanie efektu stereoskopowego:

- Konieczność prowadzenia obserwacji punktów modelu stereoskopowego w

płaszczyznach rdzennych

- Prowadzenie obserwacji zdjęć z odległości najlepszego widzenia

- Odpowiednie ułożenie zdjęć do obserwacji (zdjęcie lewe stereogramu powinno być obserwowane lewym okiem, a prawe zdjęcie - prawym

28. Co to są fotogram i stereogram?

Fotogram - pojedyncze zdjęcie

Stereogram - para odpowiednio pokrywających się zdjęć, muszą one być wykonane z

dwóch stanowisk (z bazy) usytuowanych w podobnej odległości od obiektu, zdjęcia powinny być poprawnie zorientowane i nadające się do obserwacji stereoskopowej.

29. Co to są: oś rdzenna, punkty rdzenne, płaszczyzna rdzenna i promienie rdzenne?

25.Płaszczyzna rdzenna: płaszczyzna przechodząca przez bazę obserwacyjną

Płaszczyzna rdzenna wyznaczona jest przez obydwa ośrodki rzutów O1 i O2 (oś rdzenną)

oraz punkt A, B … (lub inny punkt w przestrzeni przedmiotowej) obfotografowany na

obserwowanych zdjęciach. Odpowiadające sobie promienie rdzenne r'a i r''a czy r'b i r''b

przecinają się na krawędzi przecięcia płaszczyzn obrazów KK.

O1 i O2 - baza obserwacyjna

Rys. 1.38. Przekroje poziome: a) i b) przez bazę oczną, c) przez bazę zdjęć: a) i b) główna płaszczyzna

obserwacji określona punktami O1, O2, F, f1, f2; Ff1 oraz Ff2 — osie oczu; różnica f1a1 - f2a2 jest paralaksą

fizjologiczną punktu A; c) płaszczyzna rdzenna O1O2A ; punkty rdzenne R1 i R2 promienie rdzenne r'a i r''a

30. Wymień i scharakteryzuj rodzaje efektów stereoskopowych.

W zależności od ułożenia zdjęć względem siebie może być uzyskany jeden z trzech

rodzajów efektu stereoskopowego:

- efekt ortoskopowy - przy którym model utworzony z pary zdjęć lotniczych ma

ukształtowanie pionowe zgodne z naturalnym tzn. wzniesienia terenowe są skierowane w

stronę obserwatora. Bazy fotografowania zajmuje położenie „do wewnątrz”.

- efekt pseudoskopowy - przy którym następuje zmiana ukształtowania pionowego, tzn.

formy wypukłe obserwuje się jako wklęsłe, rzeki płyną grzbietami itp. Powstaje na skutek

obserwacji zdjęcia lewego prawym okiem, a prawego lewym. Baza fotografowania na

zdjęciach zajmuje położenie „na zewnątrz”.

- efekt zerowy - (minimalny), przy którym zanika wrażenie plastyki. Teren płaski. Zdjęcie

lewe skręcone jest o 90o i obserwowane lewym okiem, a prawe jest także skręcone o 90o i

obserwowane prawym okiem. Efekt zerowy stosowany jest wtedy, gdy przy obserwowaniu stereogramu niepożądana jest obserwacja przestrzennego ukształtowania terenu.

31. Stereokomparator SK1818 - budowa oraz zasada pomiaru stereogramu przy zastosowaniu tego instrumentu.

32. Autograf analogowy - stereometrograf - budowa oraz zasada pomiaru modelu przy zastosowaniu tego instrumentu.

33. Co to są paralaksa podłużna i paralaksa poprzeczna (od czego one zależą)?

34. Opracowanie zdjęć metodą analityczną - etapy prac na stereokomparatorze SK1818.

Czynności prowadzące do pomiaru zdjęć lotniczych na stereokomparatorze 1818 są

następujące:

l. Zakłada się zdjęcia na nośniki stereokomparatora, wpasowując ich znaczki tłowe w

specjalne nacięcia w postaci krzyży lub kresek, umieszczone w narożnikach nośników. W

ten sposob krzyŜ wryty ma środku nosnika materializuje połoŜenie punktu głownego na

zdjęciu.

2. Ruchami x i y ustawia się lewy znaczek pomiarowy na punkcie głownym lewego

zdjęcia (obserwacja monokularna tylko lewego fotogramu), następnie ruchami x i py (nie

ruszając pokrętki y) ustawia się prawy znaczek : pomiarowy na punkcie głownym prawego

zdjęcia (rownieŜ obserwacja monokularna tym razem prawego zdjęcia). Czynności te

23

naleŜy sprawdzić. Wykonanie tego etapu strojenia moŜna uznać za poprawne, jeŜeli w

celu przejścia z obserwacji jednego punktu głownego do drugiego wystarczy wykonanie

ruchu X . Od tego momentu pokrętka ruchu py nie powinna być Używana w dalszym etapie

strojenia

3. Ruchami x ustawia się lewy znaczek pomiarowy w okolice lewego punktu głównego,

a następnie ruchem px oraz skręceniem prawego zdjęcia ustawia się prawy znaczek

pomiarowy na tym samym punkcie terenu. Początkowo obserwacja ma charakter

monokularny. Po odpowiednim zbliŜeniu odpowiadających sobie obrazow uzyskuje się

efekt stereoskopowy terenu i wraŜenie przestrzennego znaczka pomiarowego. Efekt ten

umoŜliwia dokładne usuwanie paralaksy poprzecznej poprzez skręcenie prawego nośnika

x"). Dla początkującego obserwatora zaleca się usuwanie paralaksy poprzecznej przy

rozdwojeniu znaczka pomiarowego wzdłuŜ osi x, tj. celowym zagłębieniu znaczka

pomiarowego wskutek ruchu px.

4. Ruchem x ustawia się znaczek pomiarowy w okolice prawego punktu głownego,

eliminując jednocześnie występującą paralaksę podłużną px, która zależy od

ukształtowania terenu.

Z wykorzystaniem efektu stereoskopowego eliminuje się występującą tutaj paralaksę

poprzeczną poprzez skręcenie lewego nośnika

5. Opisane wcześniej czynności zwane strojeniem wzdłuŜ bazy powtarza się aŜ do

całkowitego usunięcia paralaksy poprzecznej (p ) w okolicy obydwu punktow głownych.

6. Pomiar zdjęć lotniczych rozpoczyna się od pomierzenia wspołrzędnych i paralaks

punktow głownych, a następnie mierzy się wszystkie punkty wyznaczane. Oczywiście

pomiar kaŜdego punktu powinien być wykonany dwukrotnie. Dopuszczalna roŜnica

odczytow poszczegolnych wielkości dla początkującego obserwatora moŜe osiągać kilka

setnych milimetra.

35. Etapy opracowania zdjęć na autografie analogowym.

36. Analityczne opracowanie stereogramu naziemnego.

37. Analityczne opracowanie stereogramu lotniczego.

38. Fototriangulacja a aerotriangulacja.

39. Klasyfikacja autografów.

Wg rodzaju projekcji:

• A z projekcją optyczną

• A z projekcją mechaniczną

• A z projekcją optyczno-mechaniczną

• A z projekcją analityczną (a analityczne)

• A cyfrowe (cyfrowe stacje fotogrametryczne)

Wg przeznaczenia autografu:

• Autografy uniwersalne (do aerotriangulacji i kreślenia mapy)

• Aerografy do kartowania (mapy)

Wg dokładności pracy autografu:

• Autografy I kat: mh < 0.1 ‰ W

• Autografy II kat 0.1 ‰ W < mh < 0.25 ‰W

• Autografy II kat 0.25 ‰ W < mh < 0.5 ‰W

40. Zasada przetwarzania strefowego w metodzie fotomechanicznej.

41. Cechy obrazu pomiarowego.

42. Techniki pozyskiwania obrazu pomiarowego.

43. Podaj cechy fizyczne obrazu pomiarowego.

44. Podaj cechy matematyczne obrazu pomiarowego.

45. Podaj cechy semantyczne obrazu pomiarowego.

46. Charakterystyka systemów satelitarnych.

47. Analityczne opracowanie pojedynczego zdjęcia pomiarowego metodą przekształceń rzutowych płaszczyzny w płaszczyznę.

48. Układy współrzędnych wykorzystywane w fotogrametrii analitycznej.

- ukł. współrzędnych tłowych zdjęcia

- ukł. współrzędnych transformowanych

- ukł. współrzędnych modelu

- ukł. współrzędnych terenowych - geodezyjny

- ukł. współrzędnych - fotogrametrycznych

49. Układy współrzędnych tłowych wykorzystywane w fotogrametrii analitycznej.

50. Układy współrzędnych terenowych wykorzystywane w fotogrametrii analitycznej.

-ukł. geodezyjny ( B,L,H) lub geograficzny ( fi, lambda, H )

- układ geocentryczny X,Y,Z

- układ lokalnych współrzędnych X,Y,Z ( lub X,Y,Z )

51. Układ współrzędnych transformowanych i układ współrzędnych normalnych.

52. Warunek kolinearności wektorów

X_t/X_n = Y_t/Y_n = Z_t/Z_n=-C_k

X_n= X_t*(-C_k)/Z_t

Y_n=Y_t*(-C_k)/Z_t

Z_n=-C_k

Zdjęcie w położeniu pozytywowym

Wektor rb - wektor obrazowy wychodzący ze stanowiska naświetlenia zdjęcia D do pkt obrotu b

Wektor Rb - wektor przedmiotowy wychodzący ze stanowiska środka rzutow O do pkt przedmiotu B

Wektory te są kolinearne tzn jeden jest skalarny wielokrotnością drugiego, zatem rb=k

Rb gdzie k jest skalarem( współczynnikiem skali) równym stosunkowi IrbI : IRbI .

Punkt przedmiotu B, środek rzutów O i pkt obrazu b leżą na jednej prostej. Warunek ten może być zakłócony, gdyż zniekształcenie obrazu spowodowane dystorsją obiektywu, refrakcją atmosferyczną itp mogą spowodować odchylenie promienia od kolinearności - można je wyeliminować za pomocą poprawek.

53. Warunek komplanarności wektorów.

Dwa środki rzutów O1 i O2, punkt przedmiotu A oraz dwa obrazy tego punktu a' i a'' na

zdjęciu stereogramu leżą na wspólnej płaszczyźnie. jest to podstawowy warunek orientacji

wzajemnej i fotogrametrycznego wcięcia w przód. Warunek ten określa funkcja Fi, która

jest iloczynem mieszanym trzech wektorów i równa się zeru. Fi = B R1i x R2i = 0

Jedno równanie określające komplanarność trzech wektorów B, R1, R2 można zapisać dla

każdego punktu przedmiotu.

54. Sposoby przekształceń (transformacji) współrzędnych przestrzennych stosowane w fotogrametrii analitycznej.

• przekształcanie rzutowe przestrzeni

• przekształcanie afiniczne

• przekształcanie przez obrót

• przekształcanie przez podobieństwo ( przez kolejne obroty )

55. Macierz dużego obrotu a macierz małego obrotu.

Macierz obrotu A jest ortogonalna gdy:

• A = 1 lub A = -1

• A^TA = E ( tzn. A^T=A^-1 )

• stąd wynika, że:

1) suma kwadratów elementów w każdej kolumnie i w każdym wierszu jest równa 1

2) suma iloczynów odpowiadających sobie elementów z każdych dwóch kolumn lub z każdych dwóch wierszy jest równe 0

W przypadku, gdy kąt nachylenia i skręcenia są małe, stosujemy przybliżoną postać macierzy dużego obrotu, uzyskujemy tzw. macierz małego obrotu ( zabieg ten ułatwia prowadzenie obliczeń ze względu na linearyzację parametrów )

1 -dK dФ

dA = dK 1 -dΩ

-dФ dΩ 1

56. Przekształcenie afiniczne współrzędnych przestrzennych.

przekształcenia afiniczne:

najobszerniejsza podgrupa przekształceń rzutowych

X = (r₁₁x + r₁₂y +r₁₃z) + X₀

Y = (r2₁x + …

Z = …

X = Rx + X₀ |R| nie= 0

Macierz…

Rysunek ten sam co wyżej…

• 12 stopni swobody

• Kąty mogą ulegac zmiana

• Może następować zmina skali

57. Obrót układu współrzędnych przestrzennych - metoda afiniczna.

X = (r₁₁x + r₁₂y +r₁₃z)

Y = (r2₁x + …

Z = …

X = Rx + X₀ |R| nie= 0

• 9 stopni swobody

• Kąty mogą ulec zmianom

• Może następować zmiana skali

58. Przekształcenie afiniczne współrzędnych przestrzennych, przy dodatkowym założeniu ortogonalności układów.

X=mx* ( a11x + a12y + a13z ) + Xo

Y=my* (a21x + a22y + a23z ) + Yo

Z=mz* ( a31x + a32y + a33z ) + Zo

X = miA * x * Xoi

• 9 stopni swobody

• zachowana równość kątów

• Zmiana skali w kierunku każdej osi może być różna

59. Przekształcenie współrzędnych przestrzennych przez podobieństwo.

X=mAx_m+X₀ |A|=1

X a₁₁ a₁₂ a₁₃ x_m X₀

Y = m a₂₁ a₂₂ a₂₃ y_m + Y₀

Z a₃₁ a₃₂ a₃₃ z_m Z₀

X = m (a₁₁xm + a₁₂y_m + a₁₃z_m) + X₀

Y = m (a₂₁xm + a₂₂y_m + a₂₃z_m) + Y₀

Y = m (a₃₁xm + a₃₂y_m + a₃₃z_m) + Z₀

• Macierz obrotu A jest ortogonalna.

• Jeden wspólny współczynnik zmiany skali: m_x = m_y = m_z = m_xyz = m

• 7 stopni swobody

• Zachowana równość kątów

• Zmiana skali (m) w kierunku każdej osi jednakowa

• 
  Translacja Xo

• Rotacja A

• Homotetia m

• Przykłady zastosowania przekształcenia: zdjęcie prawie pionowe - zdjęcie pionowe

60. Obrót układu współrzędnych przestrzennych - macierz obrotu ortogonalna.

Przekształcenia przez obrót układu:

X = a11x + a12y + a13z

X = Ax |A| = 1

Macierz:

|X| = |a11 a12 a13| |x|

• 3 stopnie swobody A = f(omega, fi i cos tam)

Zachowana równość kątów

Zachowana skala

61. Układy współrzędnych modelu niezależnego.

62. Metody obliczeniowe stosowane w analitycznym opracowaniu stereogramu pomiarowego.

63. Etapy opracowania pojedynczego stereogramu pomiarowego metodą Budowy Modelu Niezależnego.

A. Pomiar wsp. pkt. ( X`, Y` X``, Y`` ) na zdjęciach lotniczych

B. Odtworzenie ( rekonstrukcja ) wiązek promieni rzutujących - dla każdego zdjęcia

C. Wyznaczanie elementów orientacji wzajemnej zdjęć

D. Przekształcenie zdjęć do położenia normalnego

E. Budowa modelu niezależnego ( modelu przestrzennego w ukł. stereogramu )

F. Wyznaczenie elementów orientacji bezwzględnej modelu

G. Transformacja modelu niezależnego na ukl. wsp. terenowych.

64. Etap orientacji wzajemnej zdjęć - opracowanie pojedynczego stereogramu pomiarowego metodą Budowy Modelu Niezależnego.

Etap orientacji wzajemnej- proces iteracyjny, wykonywany metodą kolejnych przybliżeń

Wyznaczanie elementów orientacji wzajemnej:

-ułożenie równań poprawek (równania paralaksy poprzecznej q)

*dla kątowych elementów orientacji wzajemnej

F(delta omega, fi`, fi``, kappa`, kappa``)

*dla kątowo-liniowych elementów orientacji wzajemnej

F(delta omega, delta fi, delta kappa, by, bz)

-obrót wiązki rzutującej

X_t=Ax A=f(omega, fi, kappa)

*dla kątowych elem. Orientacji wzajemnej

A`=f(omega`=0, fi`, kappa`)

A``= f(omega``=delta omega, fi``, kappa``)

*dla kątowo-liniowych elem. Orientacji wzajemnej

A`=f(omega`=0, fi`=0, kappa`=0)

A``=f(omega``=delta omega, fi``=delta fi, kappa``=delta kappa)

-przekształcenie zdj

Obliczenie współrzędnych tłowych na „nowym” zdj normalnym (wykorzystujemy kolinearność wektorów(-współliniowość, warunek ten stanowi matematyczny zapis współliniowości wektorów wodzących tego samego pkt. na zdj i w terenie)

-następne iteracje (w których liczymy „nowe” x`,y`, x``,y`` i q)

Proces kończymy gdy uznajemy, że wartości poprawek w kolejnych iteracjach są dostatecznie małe.

W rezultacie otrzymujemy elementy orientacji wzajemnej zdj. Oraz współrzędne pkt. (prawego i lewego zdj) w układzie współrzędnych tłowych lewego zdj.

65. Etap orientacji bezwzględnej modelu - opracowanie pojedynczego stereogramu pomiarowego metodą Budowy Modelu Niezależnego.

-Przekształcenie prze podobieństwo

X=m*A*x_m+X₀ IAI=1

-macierz obrotu jest macierzą ortogonalną (zachowana równość kątów)

-jeden współczynnik zmiany skali m=m_x=m_y=m_z=m_xyz (zmiana skali w kierunku każdej osi jednakowa)

-stosuje się

*translacja X₀

*homotetia m

*rotacja A

-obliczenia prowadzone są metodą iteracyjną

-dane:

*wartość współczynnika skali

*przybliżone wartości wektora translacji

*współrzędne fotopunktu w układzie modelu niezależnego

*kątowe elementy kątowe orientacji bezwzględnej

*współrzędne fotopkt w układzie terenowym

-niewiadome

*poprawka do współczynnika skali

*poprawki do współrzędnych wektora translacji

*poprawki do kątowych elementów orientacji bezwzględnej

-równania poprawek dla każdego fotopkt o znanych współrzędnych X,Y,Z i x_m,y_m,z_m

-po każdej iteracji:

*budowa macierzy dużego obrotu A

*obliczane są współrzędne X,Y,Z na podstawie „nowych” wartości elementów orientacji bezwzględnej

-transformacja afiniczna

X=R*x_m+X₀ R różne od zera

*obliczenie przybliżonych niewiadomych do przekształcenia przez podobieństwo

*kąty mogą ulec zmianie

*skala może ulec zmianie

*dane: X,Y,Z i x_m,y_m,z_m

*szukane: wyraz macierzy R i wektor translacji X₀

Etap ten wykorzystywany jest do transformacji modelu niezależnego na układ współrzędnych terenowych

66. Etapy opracowania pojedynczego stereogramu pomiarowego metodą Przestrzennego Wcięcia Wstecz.

1. A. Pomiar wsp. pkt. ( X`, Y`, X``, Y``) na zdjęciach lotniczych ( stereogramie ).

B. Odtworzenie ( rekonstrukcja )wiązek promieni rzutujących - dla każdego zdjęcia. ( pomierzone znaczki tłowe i znać el. orientacji zewnętrznej.

3. Wyznaczenie elementów orientacji zewnętrznej zdjęć

4. Przestrzenne wcięcie w przód

67. Etapy opracowania pojedynczego stereogramu pomiarowego metodą Przestrzennych Przekształceń Rzutowych.

1. Wyznaczenie 11 współczynników przekształcenia rzutowego

2. Obliczenie współrzędnych.

68. Jakie wielkości wyznaczane są w pierwszym etapie obliczeń podczas opracowania pojedynczego stereogramu lotniczego metodą przestrzennego wcięcia wstecz?

Rezultatem SA współrzędne pkt. w ukł. stereokomparatora ( monokomparatora )- w ukł. pom. instrumentu

Dodatkowy pom. znaczków tłowych pozawala na przeliczenie wsp. pkt. z ukł. pomiarowego i instrumentu na ukł. tłowy zdjęcia ( transformacja płaska )

69. Jakie wielkości wyznaczane są w pierwszym etapie obliczeń podczas opracowania pojedynczego stereogramu lotniczego metodą przestrzennych przekształceń rzutowych?

11 współczynników przekształcenia rzutowego.

70. Jakie wielkości wyznaczane są w drugim etapie obliczeń podczas opracowania pojedynczego stereogramu lotniczego metodą przestrzennego wcięcia wstecz?

poprawki do współrzędnych wektora translacji ( dXs, dYs, dZs )

poprawki do kątowych elementów orientacji zewnętrznej ( dw, dfi, dkappa )

71. Jakie wielkości wyznaczane są w drugim etapie obliczeń podczas opracowania pojedynczego stereogramu lotniczego metodą przestrzennych przekształceń rzutowych?

Współrzędne, oraz ich błędy.

72. W których metodach analitycznego opracowania zdjęć nie musimy znać elementów orientacji wewnętrznej zdjęć (geometrii zdjęć pomiarowych)?

Przestrzenne przekształcenie rzutowe ( znaczki tłowe ).

73. W których metodach analitycznego opracowania zdjęć musimy znać elementów orientacji wewnętrznej zdjęć (geometrii zdjęć pomiarowych)?

74. Wymień, jakie punkty biorą udział w budowie i rozwiązaniu sieci aerotriangulacji przestrzennej?

75. Schematy technologiczne tworzenia map (metoda uniwersalna, kombinowana).

76. Schemat technologiczny tworzenia ortofotomapy cyfrowej.

77. Plus kilka zadań z w/w zakresu, np.:

• na ilość stref w przetwarzaniu fotomechanicznym;

• skale modelu stereoskopowego;

• z projektu lotu (np. długość bazy fotografowania; ilość zdjęć);

• zniekształcenie obrazu zdjęcia lotniczego spowodowanego deniwelacją terenu lub kątem nachylenia zdjęcia;

• na obliczenie max. głębi ostrości.

• redukcja współrzędnych z układu stereokomparatora na układ tłowy zdjęcia;

• obliczenie współrzędnych terenowych punktów w przypadku naziemnego stereogramu normalnego wraz z dokładnością wyznaczenia tych współrzędnych;

---