Способ трансформирования снимков Советский патент 1987 года по МПК G01C11/00 

11352210 2

Изобретение относится к фотограм- Каждая опорная точка дает пару метрии, в частности к средствам назем- уравнений (1) и (2), Две опорные

ной фотограмметрии, предназначенным для составления фронтальных планов архитектурных объектов.

Целью изобретения является повышение производительности труда за счет уменьшения объема полевых работ.

Известно, что при проектировании

точки дают четыре уравнения для определения восьми коэффициентов а. Две точки горизонтальной линии дают одно уравнение (3), Две точки вертикальной линии дают одно уравнение (4). При двух опорных точках число недос- 1Q тающих уравнений равно четырем. СлеX

У

.

(1)

ачх

(в т.ч. перспективных) преобразованиях довательно, четыре горизонтальные и между двумя плоскостями может быть вертикальные линии на объекте и две установлена взаимно однозначная зави- опорные точки дают возможность соста- симость,Определяемая координатами вить систему из восьми уравнений для четырех соответствующих точек в обеих 15 определения восьми неизвестных, плоскостях. Эта зависимость выражает- Для нахождения всех восьми коэф- ся в виде дробно-линейной функции: . фициентов необходимо, чтобы общая

система включала как уравнения (3), так и уравнения (4). При этом безраз- 20 лично каких из них больше. Это означает, что на объекте должны быть горизонтальные и вертикальные линии в сумме не менее четырех.

Система уравнений только из (3) и 25 (4) дает возможность определить шесть коэффициентов а,, а, а , а у, а, а. При этом масштаб трансформирования неопределен. Задав двум точкам объекта условные координаты, можно .опреде- 30 лить масштаб и вычислить еще два недостающих элемента.

Уравнения (3) и (4) можно использовать только для наклонных снимков, т.е. прис/ О или ЮФО, или к ijOiO, „с При нормальном случае съемки уравнения (3) и (4) обращаются в тождество для любых координат и нахождение коэффициентов по ним. невозможно.

Способ осуществляют следующим 40 образом.

На объекте, например на сохранившемся основании архитектурного сооружения, определяют две базисные точки и выбирают на снимке не менее четырех 45 горизонтальных и вертикальных линий. Этими линиями являются, например, стороны окон. Измеряют координаты точек лежащих на линиях, измеряют координаты базисных точек. По изме- gQ ренным значениям координат определяют коэффициенты .

. + 1 , Т

где а. (1 1,8) - постоянные .коэффициенты, определяемые по соответственным точкам; X, У - координаты точки в первой плоскости (плоскость объекта); X, у - координаты этой же точки на второй плоскости (плоскость снимка).

Восемь коэффициентов в (1) и (2) находятся, если известны координаты

четырех опорных точек снимка и объекта.

Если число опорных точек меньше четырех, то непосредственно по формулам (1) и (2) найти коэффициенты а. невозможно. Однако, если на объекте имеются горизон альные линии, то приращение а оси X для любых двух точек таких линий равно нулю, т.е.:

. 7

§j.

.

а,у ,. + 1

0.

(3)

Для вертикальных линий разность координат У любых двух точек 1, к тоже должна быть равна О, где У - значение соответствующей координаты:

Sl5j Si 7X5 +

0.(4)

Аналитические выражения (3) и (4)

Поворотом инверсора на приборе выбирают систему координат снимка

позволяют составлять уравнения, свя- 55 вдоль базисной линии на снимке.

зывающие координаты точек снимка и коэффициенты. При этом, в-уравнения (3) и (4) не входят координаты точек объекта.

точки дают четыре уравнения для определения восьми коэффициентов а. Две точки горизонтальной линии дают одно уравнение (3), Две точки вертикальной линии дают одно уравнение (4). При двух опорных точках число недос- тающих уравнений равно четырем. Следовательно, четыре горизонтальные и вертикальные линии на объекте и две опорные точки дают возможность соста- вить систему из восьми уравнений для определения восьми неизвестных, Для нахождения всех восьми коэф- фициентов необходимо, чтобы общая

Поворотом инверсора на приборе выбирают систему координат снимка

Началом координат снимка и местности принимают левую точку базиса.

Таким образом, при X У О X у О, а э а. 0.

31

Это определяется из формул (1) и (2).

То, что вторая точка базиса имеет У О, позволяет определять из (2) а 0.

Из (1) для второй точки базиса (х в, У 0) получают

а, В(а + --- ) , , (5)

где X D координата второй базисной

точки на снимке; В - величина базисного отрезка

в масштабе объекта.. Pi s (3) получают уравнение для опреде

ления

а У1-1-УА

(УК х- - у,.х)

(6)

где к, у - координаты - и К-й точек снимка, лежащих на вертикальной линии.

Подставляют а-, в (5) и находят а. Из (4) получают два уравнения для

определения а,

(х,.у,,, - y,-Xj,) + (y,v - У;) + + у. - х,.у., ) - а, х,,, - X.,(7)

(,- .,) + (у, -Ук) + + a,fa,(x,,,y, - х,у ,,)

iC К+1 к

Система уравнений (7) - система двух уравнений для двух неизвестных, легко реьчается при известных а, Xj, у., Х|, у J, - координаты точки, лежащей на горизонтальных i-й, к-й линиях.

Для определения коэффициента а используют связь коэффициентов а- с угловыми элементами ориентирования снимка при трансформировании. На основе этой связи, с учетом того, что элемент ориентирования Н О, определяют а 5 , как

a5 a2-ctg arcsin С --)М

Таким образом, находят все коэффициенты, позволяющие трансформировать координаты снимка в плоскость объекта по формулам:

52210

i

У

10

20

X -2l2- l- jy . (9) а,х +

SiZ.

а,х + ааУ+1

1 о

Упрощение системы уравнений (1) и (2) к виду (9) стало возможным благодаря выбору системы координат на 1 снимке и горизонтальному расположению базисной линии.

После определения коэффициентов получают координаты четьфех транс- 15 формационных точек, трансформируют по четырем точкам.

В том случае, если на архитектурном объекте, отсутствующем в настоящее время, нет базисных точек, то задают базис приближенно и получают ортогональную проекцию в произвольном масштабе. Такая проекция дает возможно сть изучать пропорции меяаду элементами - объекта.

2Ь

При наличии большого количества горизонтальных и вертикальных линий на объекте точность трансформирования повышается за счет вычисления 30 коэффициентов а по методу наименьших квадратов. I .

Способ может быть использован при контроле монтажа инженерных объектов 2g (трансформирование наклонньпс снимков, инженерных и архитектурных объектов, на которых имеются горизонтальные и вертикальные линии).

4Q Формула изобретения

1. Способ трансформирования снимков, при- котором определяют геодезические координаты опорных точек на

45 объекте наносят их на экран фототрансформатора, идентифицируют эти точки на снимке и производят трансформирование не менее, чем по четырем точкам, отличающийся

5Q тем, что, с целью повышения производительности труда за счет уменьшения объема полевых работ, определяют геодезические координаты не менее, чем двух опорных точек, а перед трансфор55 мированием измеряют на снимке не менее четырех отрезков, лежащих на взаимно перпендикулярных линиях изображения, и вычисляют геодезические координаты остальных опорных точек.

5 13522106

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -3. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, на снимке изме-щ и и с я тем, что на снимке измеряют ряют не менее чем по два отрезка, ле-не менее трех отрезков, лежапщх на жащих соответственно на горизонталь- параллельных линиях изображения объек- ных и на вертикальных контурах изображения объекта, .кого им отрезка.

Изобретение относится к фотограмметрии и м.б. использовано при составлении фронтальных планов архитектурных объектов. Цель изобретения- повышение производительности труда за счет уменьшения объема полевых работ. Измеряют координаты двух базисных точек на объекте и точек, лежащих на четырех горизонтальных и вертикальных линиях на снимке. Значения координат используют для вычисления коэф., позволяющих, трансформировать координаты снимка в плоскость объекта. В случае отсутствия базисных точек задают приближенно базис и получают ортогональную проекцию в произвольном масштабе, дающую возможность изучать пропорции между элементами объекта. 2 з.п. ф-лы. с 00 ел Is5 to