Методы создания цифровых карт по материалам аэрофотосъемки

Стреотопографический и комбинированный методы создания топографических карт. Цифровые фотограмметрические технологии создания цифровых карт и ортофотопланов. Элементы внутреннего ориентирования снимка. Создание модели и взаимное ориентирование снимков.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Технология создания карт, основанные на аналоговых и аналитических методах фотограмметрии

1.1 Аэрофотосъемка для создания топографических карт

1.2 Стреротопографический метод создания топографических карт

1.3 Комбинированный метод создания топографических карт

2. Цифровые фотограмметрические технологии создания цифровых карт и ортофотопланов

2.1 Технология создания цифровых карт на цифровых фотограмметрических станциях

2.2 Элементы внутреннего ориентирования снимка

2.3 Создание модели и взаимное ориентирование снимков

2.4 Внешнее ориентирование модели

2.5 Построение цифровой модели рельефа. Общие сведения о цифровых моделях рельефа

2.6 Цифровое ортотрансформирование снимка

3. Экспериментальные работы. Ортотрансформирование снимков в программном комплексеOrthoPhotoSDS

4. Применение фотограмметрии в архитектуре

Заключение

Список литературы



ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы является изучение методов создания цифровых карт по материалам аэрофотосъемки. Выполнить ортотрансформирование снимков и составить контурную часть карты по ортофотоплану. Курсовая работа включает теоретические исследования и экспериментальные работы. Теоретическая часть предусматривает обзор и анализ технологий создания топографических карт и планов фотограмметрическими методами. Экспериментальные работы включают:

- составление рабочего проекта;

- выполнение цифрового ортофототрансформирования снимка с использованием программы OrthoPhoto-SDS;

- оценка точности выполненных работ;

- оформление документации по экспериментальным работам.

Фотограмметрия - дисциплина, которая изучает формулы, размеры, свойства объектов, а также их пространственное расположение по изображениям.

В 20 веке началось развитие различных видов съемки. Появились такие виды как инфракрасная, телевизационная, радиолокационная, съемка на основе ПЗС (приборы с зарядовой связью). При съемке стали использовать различные носители аппаратуры (самолеты, вертолеты, космические носители и т.д.). Съемка стала производиться не только с точек земной поверхности, но и под водой, в центре взрывов и т.д. В связи с появлением компьютеров, а также на основе достижений оптики, физики, электроники и др. областей науки были разработаны аналитические фотограмметрические приборы и цифровые стереоплоттеры (ЦФС) (цифровые фотограмметрические станции). Появились новые виды фотограмметрической продукции ЦММ (цифровая модель местности), ЦМР (цифровая модель рельефа). Сущность фотограмметрии заключается в том, что количественные и качественные характеристики этих объектов определяются по их изображениям. Для этого по снимкам на основе геометрической обратимости фотографического процесса строится модель местности.

1. ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ КАРТ, ОСНОВАННЫЕ НА АНАЛОГОВЫХ И АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДАХ ФОТОГРАММЕТРИИ

1.1 Аэрофотосъемка для создания топографических карт

топографический карта цифровой снимок

Развитие фотограмметрии связано с возникновением фотографии в 1839 году. В 1886г. В Санкт-Петербурге впервые была выполнена съемка территории с воздушного шара. Так было положено начало развития аэрофотосъемки в России.

Любому строительству предшествуют соответствующие изыскания, необходимым элементом которых является крупномасштабные топографические съемки. Топографические крупномасштабные планы используются при проектировании, строительстве и эксплуатации промышленных предприятий, инженерных сооружений и в многоотраслевом городском хозяйстве. Топографические съемки в мелких масштабах производятся с целью создания государственных топографических карт, для различных отраслей деятельности. Построение одиночной модели местности по паре снимков или модели местности по группе снимков, принадлежащих одному или нескольким маршрутам, связано с установлением в однозначное соответствие смежных связок проектирующих лучей и определением положения точек моделей в результате пересечения соответствующих лучей.

Аэрофотосъемка выполняется аэрофотоаппаратами (АФА) с различными фокусными расстояниями, в зависимости от характера съемки. Следует иметь ввиду, что у аэрофотоаппаратов с большим фокусным расстоянием разрешающая способность на краях снимка выше, а величина систематических ошибок снимков меньше. Поэтому предпочтительнее использовать короткофокусные АФА. Однако следует крайне осторожно подходить к использованию АФА с так как они имеют неоднородное качество фотоизображения и разрешающую способность в центре и на краях снимка, большую дисторсию, большое влияние на положение точек снимка ошибки неприжима и клиновидности светофильтра. Кроме того, при съемки в определенных условиях может возникнуть эффект “ глория” (блики на фотоизображении).

При больших перепадах высот на местности в пределах одной стереопары может оказаться, что разность продольных параллаксов будет слишком большой. Если , то стереоэффект становится неустойчивым, а точность стереоизмерений низкой. Поэтому следует определить , при котором .

Масштаб создаваемой аэрофотосъемки зависит от масштаба создаваемой карты. Мелкий масштаб позволяет количественно сократить объем аэрофотосъемочных работ, фотограмметрического сгущения, работ по составлению карты. Но и в это же время усложняются работы по маркировке, дешифрированию и достижению точности стереотопографических работ. При крупном масштабе аэрофотосъемки все с точностью наоборот, но количественно возрастают объемы работ.

1.2 Стереотопографический метод создания топографических карт

В районах с большим количеством контуров точки съемочного обоснования намечают на естественных контурах. Контуры должны были четкими и обеспечивать идентификацию с ошибкой не более 0.1мм в масштабе карты. Есть такие места где четко определить точку местности на аэрофотоснимке не возможно, для этого на местности производят маркировку точки. При маркировке стараются чтобы затраты на нее уходили минимальные. Для этого практически всегда точки маркируют таким образом, что вокруг нее снимают дерн (если на асфальте, то рисуют) правильной геометрической фигуры (крест, треугольник, квадрат и т.д.).

Дешифрирование изображения нужно для того чтобы на снимках можно было распознать объекты местности, их численность, качественные характеристики и т.д. Дешифрирование может выполняться на аэрофотоснимках, фотосхемах и фотопланах. Материал который используется для дешифрирования должен быть близким к масштабу создаваемой карты. Для того чтобы экономическая эффективность работ по дешифрированию была как можно лучше нужно заранее выбирать оптимальный масштаб аэрофотосъемки и фотоматериала, предоставить необходимые технические средства для камерального производства, собрать весь материал для того чтобы в дальнейшем обойтись без полевого обследования, выбрать технологическую последовательность процессов.

Существует два варианта составления карт на универсальных приборах: на чертежном плане и на фотоплане. Какой вариант применять зависит от масштаба создаваемой карты, рельефа местности, контурной нагрузки. Разрешающая способность изображения полученного на фотопленке выше, чем на фотобумаге. На протяжении многих лет отработана технология с использованием ЦМР для масштабов 1:5000 и крупнее. Данные для ЦМР можно получить с помощью универсальных приборов с ошибкой . Чтобы составить карту на универсальном приборе нужны исходные данные такие как: диапозитивы на стекле, элементы внутреннего ориентирования АФА , расстояние между координатными метками, установочные величины для коррекционных механизмов, базисные компоненты, каталоги координат точек, снимки с наколами и абрисами этих точек, основа с координатной сеткой рамкой трапеции и опорными точками, снимки или фотосхемы.



1.3Комбинированный метод создания топографических карт

Технологическая схема комбинированной съемки

Рисунок 1-Технологическая схема комбинированной съёмки

Комбинированный метод применяется в тех случая когда стереотопографический метод не обеспечивает требуемую точность отображения рельефа. При комбинированном классическом методе производится полевая съемка рельефа и дешифрирование на фотокопиях с фотоплана. Фотопланы содержат значительно больше информации о местности, чем графические планы, поэтому обладают большей объективностью и достоверностью. Но если на местности есть большие колебания рельефа то при создании фотопланов возникают некоторые трудности. В случае многоэтажной плотной застройки фотопланы невыгодны.

При комбинированном методе по аэрофотоснимкам получают только фотоплан поэтому высота фотографирования не оказывает влияния на точность конечной продукции. Имеет значение только масштаб аэрофотосъемки. Параметры аэрофотосъемки и определяются выбранным масштабом аэрофотосъемки. При создании фотопланов наиболее сложной частью работы является учет ошибок за рельеф. Поэтому лучше всего свести к минимуму объем этих работ.

В настоящее время применяется этот же метод, но для создания цифровых карт на фотограмметрических станциях.



2. ЦИФРОВЫЕ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ КАРТ И ОРТОПЛАНОВ

2.1 Технология создания цифровых карт на цифровых фо...