Способ ортофототрансформирования Советский патент 1982 года по МПК G01C11/14 

Изобретение относится к фотограмметрии, .а более конкретно к ортофото трансформированию снимков местности. Известен способ ортофототрансформирования, в котором устраняют искаж ния прложения точек фотоснимков за перспективу и из-за влияния рельефа местности, а также приводят снимки к заданному масштабу. Известен также дифференциальный способ ортофототрансформйрования, вк чающий устранение перспективных иска жений, приведение изображений в плос кости трансформирования к заданному масштабу и устранение искажений планового положения точек снимка, обусловленных влиянием рельефа. Перспективные искажения устраняют путем установки углов наклона фотоснимка относительно экрана по установочным да ным или по трансформационной основе с планово-высотными опорными точками Приведение изображения к заданному масштабу (в плоскости трансформирова ния) осуществляют по установочной вы соте проектирования или по опорным точкам путем изменения расстояния между объективом, снимком и экраном. Устранение плановых искажений, обусловленных влиянием рельефа, производится с помощью Упанкратической: систеvsa путем установки высоты проектирования для каждого элементарного участка трансформируемого фотоснимка. Значение этих высот проектирования определяется построением на универсальном приборе, по паре фотоснимков на тот же район местности, стереомодели, ее внешнего ориентирования, сканирования всей площади модели по профилям и измерения высот точек в процессе скани-, рования. Недостатками способа являются малая производительность, так как, кроме ориентирования трансформируемого снимка, необходимо стрюить, внешне ориен тировать и, главное, последовательно по элементарным участкам сканировать и измерять высоты по всей стереомодели. Кроме того, в случае сбоя в сканировании, неверной экспозиции или . ошибки при фотолабораторной обработке нужно полностью выполнять повторное сканирование; влияние на плановое положение точек трансформированного изображения ошибок, обусловленных динамическим режимом работы, что ограничивает скорость сканирования, особенно при сложном рельефе местности, .и снижает точность планового положения точек ортофотоснимка; низкая ра решающая способность и полосатость изображения ортофотоснимка, обуслов ленные смаэом при последовательном непрерывном проектировании элемента ных участков, оигабками измерения и установки высот в смежных маршрутах )а также перекрытием изображений из смежных профилей сканирования; слож ность аппаратуры для ортофототрансф мирования, содержащей ортофототранс форматор с панкратической оптикой, универсальный фотограмметрический прибор, ЭЦВМ, запоминающие устройства j невозможность изготовления ортофотоснимков по голограммам мест ности. Цель изобретения - повышение про изводительности труда, разрешающей способности и точности планового положе,ния точек ортофотоснимка. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ортофототрансформирования, включающему пост роение модели местности по предвари тельно полученной голограмме, проек рование модели на экран с помощью объектива, устранение искажений изо ражения и приведение полученного изобрс1жения к заданному масштабу, устранение искажений, обусловленных влиянием рельефа, производят для планового смещения точек увеличение фокусного расстояния объектива, а для нерезкости изображения - уменьшение относительного отверстия объектива, причем допустимый диаметр действующего отверстия Вдоп объектива рассчитывают по формуле: п Aon- irK где f - расстояние между объективом и экраном, ММ} t - знаменатель масштаба трансформирования;R - требуемое разрешение на орто фотоснимке, лин/мм; h - превышение точек над плоскостью трансформирования на краю ортофотоснимка, м. На чертеже приведена принципиальная схема способа. Схема содержит мнимую модель 1 местности, восстановленную по голограмме, источник опорного излучения 2с переменной длиной волны, гологра му (или синтезированную голограмму стереомодели) 3 местности, объектив экран 5, трансформационную основу или светочувствительный фотоматериал Изобретение осушествляется следующим образом, Вначале на фотоматериале изготавливают голограмму местности с летательного аппарата или по стереомодел местности, которая построена по всем (минимум по двум) фотоснимкам данного участка местности, полученным с разных точек фотографирования. Ис- i пользование для синтеза голограммы всех фотоснимков данного участка местности обеспечивает повышение разрешающей способности восстановленной по голограмме модели местности. Для того, чтобы изготовить ортофотоснимки, отвечающие предъявляемым требованиям к плановому положению и разрешающей способности, определяют допустимое фокусное расстояние и допустимое действующее отверстие объектива , а также расстояния Н между моделью местности и объективом и f - между объективом и экраном. Связь между величинами f, Н и Рдоп выражается известной зависимостью: 1 1 . 1 ЕСЛИ голограмма местности получена с летательного аппарата, то модель местности расположена от объектива на расстоянии Н, равном высоте фотографирования, т.е. практически в бесконечности. Тогда согласно 1) справедливо равенство Допустимое фокусное расстояния объектива Рддр рассчитывают по известной Формуле: 1000 г , (мм, АОП Vr - t где h - максимальное превышение точки местности над плоскостью трансформирования на краю получаемого ортофотоснимка, м; г - расстояние от центра ортофотоснимка до его края, мм; сГт - допустимое плановое смещение точки на ортофотоснимке, мм; t - знаменатель масштаба трансформирования. Например, при г 100 мм, h ±250 м, 0,4 мм, t 50 000 имеем РАОП 1250 мм. Если голограмма местности получена путем синтезирования стереоскопических пар снимков, то выбирают значение расстояния Н, например, равным 2F. Тогда F а допустимое фокусное расстояние объектива равно vSOO-p.i Хоп Например, при г 100 мм, h ±250 м, Лг 0,4 мм и t 50 000, Рдоп 525 мм. Диаметр действующего отверстия объектива , рассчитывается по Формулегде R - требуемое разрешение на орто фотоснимке, ЛИН/ММ, Например, при Рдоп 1250 мм, t 50 000, R 20 ЛИН/ММ, h ±250 Рдоп 12,5 мм. Объектив, фокусное расстояние кот роге соответствует вычисленному Рдо устанавливают в фотографирующую сист му. Этим достигается устранение недо пустимых искажений планового положен точек изображения из-за рельефа мест ности. Затем, осветив голограмму 3 опорным пучком от источника 2, строят, например, мнимую модель местности 1 и трансформируют эту модель. Точки мнимой модели проектируют на Основу 6 при помощи объектива 4. Устанавливают ранее определенные по формуле (1) расстояния Н и f. Масштаб мнимой модели (следовательно и масштаб изображения на экране) изменяют путем одновременного изменения длины излучения опорного источника и расстояний от него до голограммы и от голограммы до объектива. Этим обеспечивается изменение масштаба мнимой модели и ее изображения на экране при сохранении неизменным расстояния Н, а значит и резкости изображения на экране. Перспективные искажения устраняют как обычно взаимным наклоном источника излучения с голограммой (следовательно и мнимой модели местности), объектива и экрана с помощью инверсора, а также введением децентраций мнимой модели путем перемещения источника излучения с голограммой. После Совмещения изображения точек А, В, С, D мнимой модели с одноименными точками а, Ь, с, d основы, уста навливают значения диафрагмы, соответствующее вычисленному по формуле (6), для устранения недопустимой на резкости, обусловленной влиянием рельефа. Основу заменяют фотоматериалом и производят экспонирование обычным способом. В результате выполнения описанных действий получгиот ортофотоснимок на участок местности, зафиксированный на голограмме. Использование способа ортофототрансформирования позволяет повысить производительность труда, разрешающую способность и точность планового положения точек ортофотоснимка. Формула изобретения Способ ортофототрансформирования, включающий построение модели местности по предварительно полученной голограмме, проектирование модели на экран с помощью объектива, устранение искажений и приведение полученного изображения к згшанному масштабу, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда, разрешающей способности и точности планового положения точек ортофотоснимка, устранение искажений, обусловленных влиянием рельефа, производят для планового смещения точек увеличением фокусного расстояния объ.ектива, а для нерезкости изображе-йия - уменьшением относительного отверстия объектива, причем допустимый диаметр действующего отверстия объектива рассчитывают по формуле п f°Аоп - 1ПГ где f расстояние между объективом и экраном, мм; t знаменатель масштаба трансформирования ; R требуемое разрешение на ортофотоснимке, в лин/мм; h превышение точек над плоскостью трансформирования на краю ортофотоснимка, в м.