Приложение 9. Особенности составления специальных фотограмметрических и фотоиллюстративных материалов

Приложение 9

Особенности составления специальных фотограмметрических и фотоиллюстративных материалов

В приложении показаны особенности составления материалов, которые опубликованы ограниченно или излагаются впервые.

Панорамный план является проекцией на внутреннюю поверхность цилиндра. Его составляют по цилиндрическим координатам, вычисляемым по формулам (рис. 15):

, (46)

где - азимут направления оптической оси камеры; - угол скоса;

Совмещенные аэрофотоперспективы и фотопанорамы проекта дороги, мостовых переходов и других сложных участков составляют по перспективным и конвергентным аэрофотоснимкам, полученным с высоты H = 100-1000 м при углах наклона рекогносцировочным или топографическим АФА с мм, а также специальными камерами типа АФА-39, РА-39, АФТ 21/1823. Для получения наблюдательных перспектив камеры устанавливают на концах крыльев самолета, измерительных - снимают с параллельных маршрутов.

Целесообразное направление перспектив определяют главной вертикалью аэрофотоснимка, которую располагают произвольно (общий случай, рис. 16, а), совмещают с направлением съемки (рис. 16, б) или устанавливают перпендикулярно трассе автомобильной дороги (рис. 16, в).

В общем случае масштаб изображения изменяется в зависимости от значения и для произвольной точки, расположенной на i-той горизонтали, его определяют по формуле*

, (47)

где - высота фотографирования; - продольный угол наклона; у - направление на точку, для которой определяется масштаб (угол между главной горизонталью и направлением на точку); .

При совмещении главной вертикали с осями снимка уу и хх масштабы i-той точки определяют по формулам:

. (48)

Масштаб точек расположения на главной горизонтали находят по формулам:

. (49)

Для построения совмещенных аэрофотоперспектив сначала изготавливают перспективно-плановую (одномасштабное перспективное фотоизображение) или аффинную фотосхему.

На основании формул (49) зависимость между высотой фотографирования, масштабом изображения на главной горизонтали, фокусным расстоянием камеры и углом наклона снимка выражается равенством

. (50)

Высоты фотографирования и предельные углы наклона камеры при различных фокусных расстояниях для получения стандартных аффинных масштабов при видимой линии горизонта и однократном фототрансформировании на ФТБ приведены в таблице 12. Предельные углы наклона экрана фототрансформатора ФТБ, рассчитанные по формуле

, (51)

приведены в таблице 13.

Таблица 12

Высоты фотографирования и предельные углы наклона камеры

Стандартные аффинные масштабы	Фокусное расстояние АФА, f, мм
	100		200		300		500
	H, м	сигма, град.	H, м	сигма, град.	H, м	сигма, град.	H, м	сигма, град.
При видимой линии горизонта
1:1000	70	45	80	66,5	90	72,6	100	78,5
1:2000	130	49,5	170	64,8	180	72,5	200	78,5
1:5000	120	50	410	65,8	450	72,5	500	78,5
1:10000	640	50	850	64,8	900	72,5	1300	74,9
1:25000	1610	50	2100	65,2	2500	70,5	3000	76,1
При однократном фототрансформировании на ФТБ
1:1000	92	23	126	51	185	85	44	85
1:2000	184	23	252	51	369	85	87	85
1:5000	460	23	630	51	924	85	218	85
1:10000	920	23	1259	51	1847	85	436	85
1:25000	2301	23	3146	51	4618	85	1090	85

Таблица 13

Предельные углы наклона экрана фототрансформатора ФТБ

Стандартные аффинные масштабы	Фокусные расстояния, f, мм
	100	200	300	500
	Предельные углы наклона фотоснимков
	23°	51°	85°	85°
1:1000-1:25000	44°411',5	44°23'	36°42'	21°01'

Оптимальным случаем проективного преобразования для наибольшего достижения цели будет:

1) аэрофотосъемка АФА с f = 200 мм, ;

2) фототрансформирование с ;

3) получение перспективно-аффинных фотосхем в стандартном масштабе по одному из направлений.

Совмещенные аэро-, фотоперспективы и фотопанорамы изготавливают на контактных или проекционных снимках, на перспективно-аффинных или перспективно-плановых фотосхемах. Процесс включает определение масштаба и угла наклона аффинного трансформирования, расчет перспективных координат опорных точек или установочных элементов корректоров, приведение снимков к заданному аффинному масштабу, составление перспективного изображения проектируемого сооружения и его совмещение с преобразованной перспективой.

Аффинный масштаб рассчитывают только для главной горизонтали, по полю снимка заданный масштаб получают разворотом изображения вокруг главной горизонтали при фототрансформировании.

В качестве опертых точек используют пункты геодезической сети, магистральных ходов, трассы, точки фотограмметрического сгущения, контурные точки карты.

Перспективное изображение проектируемого сооружения строят по контурным точкам, рассчитанным по формулам, или получают фотографированием модели (макета) сооружения в масштабе фотоперспективы.

Совмещение изображения проектируемого сооружения с перспективной местности осуществляют механическим способом (наклеиванием рисунка) или оптическим (впечатыванием перспективного изображения на фотоперспективу с помощью световой маски).

Совмещенные фотоперспективы изготавливают на матовой фотобумаге, что позволяет использовать красители, предупреждать световые блики при изготовлении репродукций.

Совмещенные наземные фотоперспективы и фотопанорамы составляют по фототеодолитным фото- и стереофотограмметрическим, а также по фото- и киноснимкам. В первом случае создают измерительные, во-втором - иллюстративные материалы. Фотопанорамы изготавливают контактные, проекционные, аффинные и ортогональные, а в зависимости от поверхности проецирования - плоские, цилиндрические и т. д.

Совмещенные наземные фотоперспективы получают, как правило, путем фотомонтажа фотоснимка местности и рисунка проектируемого объекта, полученных в одинаковых масштабах, точках зрения и направлений перспективы (главного луча зрения). При этом известно, что несовпадение масштабов легко устраняется трансформированием, в то время как несовпадение точек зрения исправить значительно сложнее, оно ограничивается по оси Y величиной м, оси Х - м. Отклонение направлений главных лучей допускается не более .

При неизвестном положении камеры при фотографировании точку зрения фотоснимка надежно определяют обратной фотограмметрической засечкой по трем точкам, координаты которых известны.

Афинную фотопанораму изготавливают способом двойного аффинного трансформирования. При первом трансформировании прямоугольное изображение (контрольные рамки) преобразуют в трапецию, при втором трапецию преобразуют в прямоугольник с одновременной линейной деформацией изображения по главной вертикали с сохранением горизонтального масштаба.

Угол наклона экрана фототрансформатора рассчитывают по формуле

, (52)

где - угол наклона экрана при двойном трансформировании; - коэффициент деформации изображения, равный отношению вертикального масштаба к горизонтальному.

Ортогональную фотопанораму получают трансформированием по зонам, рассчитанным по формуле

(53)

где - глубина зоны; - допустимое смещение изображения контура на фотопанораме; f - фокусное расстояние съемочной камеры; - знаменатель масштаба составляемой ортогональной фотопанорамы; r - радиус рабочей площади фотоснимка.

Количество зон определяют по равенству

. (54)

При трансформировании по опорным точкам вводят поправку за разность отстояний от принятой (средней) плоскости. Отстояние ближнего плана определяют по условию

, (55)

где - разность отстояния дальнего и ближнего планов.

Для производства измерений по ортогональной фотопанораме предварительно определяют зональные масштабы по равенству

, (56)

где , - соответственно знаменатель масштаба и отстояние зоны.

Координаты точек местности вычисляют по формулам:

, (57)

где - отстояние первой зоны; - глубина зоны; N - номер зоны.

______________________________

* См.: Бобир Н.Я., Фотограмметрия. М., Недра, 1965.