6.2.9.2 Создание цифровых фотопланов (Михайлов)
Ц
ифровые
фотопланы могут быть созданы по
перекрывающимся цифровым трансформированным
снимкам. На рис.79 представлен принцип
формирования цифрового фотоплана. Для
его создания используются трансформированные
снимки с одинаковым размером пикселов
и имеющие координаты начал систем
координат цифровых изображений O1
и O2
кратные размеру пиксела.
При создании цифрового фотоплана в зоне перекрытия трансформированных снимков проводят линию пореза в виде полилинии с узлами Ki. Затем, с ее помощью в каждой строке определяют граничные пикселы, совмещенные с линией пореза, и приступают к формированию матрицы цифрового фотоплана.
Координаты начала системы координат цифрового фотоплана XOM принимаются равными наименьшему значению координат XO1 и XO2 начал систем координат цифровых трансформированных снимков, а YOM – наибольшему значению координат YO1 и YO2 .
Каждая строка матрицы фотоплана формируется из строки трансформированного снимка P1, включая граничный пиксел и строки снимка P2, начиная с пиксела, следующего за граничным. Таким методом можно присоединить к созданному фотоплану другие перекрывающиеся снимки.
Цифровые фотопланы могут быть созданы путем формирования матрицы цифрового фотоплана непосредственно по всем перекрывающимся цифровым снимкам. На рис.80 иллюстрируется процесс формирования цифрового фотоплана этим методом.
В рассматриваемом методе на перекрывающихся цифровых изображениях снимков проводят линии пореза, которые представляют собой полилинии. По координатам узлов полилинии в системе координат цифрового снимка определяют координаты проекций узлов полилинии на цифровом фотоплане в системе координат объекта и формируют полилинии на цифровом фотоплане.
исходные цифровые снимки
цифровой фотоплан
Рис.80
По этим полилиниям определяют граничные пикселы, которые формируют границы участков цифрового фотоплана, формирование которых будет производиться по соответствующим цифровым изображениям снимков. Формирование цифрового фотоплана в пределах каждого из этих участков производится аналогично процессу формирования цифрового ортоснимка, изложенного в разделе выше.
Определение координат X,Y узлов полилинии в системе координат цифрового фотоплана по значениям координат xc, yc их изображений в системе координат цифрового изображения снимка производится методом приближений следующим образом.
По координатам xc, yc изображения узла вычисляются координаты x, y изображения узла в системе координат снимка. В случае если при внутреннем ориентировании цифрового снимка использовались аффинные преобразования, эти вычисления производятся по формулам:
.
Затем вычисляются значения координат X, Y узла в системе координат цифрового фотоплана по формулам:
X = XS + (Z – ZS)X/Z Y = YS + (Z – ZS)Y/Z, |
(162) |
в которых:
В первом приближении значение высоты узла принимают равной среднему значению высот точек цифровой модели рельефа Z1. По вычисленным значениям X1,Y1, используя цифровую модель рельефа, методом билинейной интерполяции, определяют уточненное значение высоты узла Z2, по которому определяют уточненное значение координат узла X2,Y2. По координатам X2, Y2 узла, в свою очередь, определяют новое значение высоты узла Z3.
Вычисление продолжают до тех пор, пока разность значений координат X и Y узла в приближениях не будут превышать установленного допуска. Возможен вариант, в котором контролируется разность высот точек узла в приближениях.
Процесс определения координат X,Y узлов полилинии методом приближений представлен на рис.81. Отметим также, что цифровые методы позволяют использовать параметры сглаживания Их следует устанавливать для того, чтобы добиться изменения оптических плотностей (функции яркости) снимков с целью их взаимного выравнивания (уравнять общий фон разных фотоснимков для того, чтобы уменьшить контрастность перехода от одного снимка к другому). В результате переход от одного фотоснимка к другому становится незаметен.
В Талке (Тюкавкин) соединение снимков в фотоплан или фотосхему происходит так: фотоснимки упорядочиваются в маршрутах слева направо (а если маршруты идут по столбцам маршрутной схемы, то сверху вниз), а сами маршруты - сверху вниз. Так, в приведенном ниже примере 622 - первый снимок проекта, 623 - второй –… -, 807 седьмой и т.д. Пусть фотоснимки проекта расположены в трех маршрутах, идущих по строкам маршрутной схемы следующим образом:
622 623 624 625 626 627
807 806 805 804 803
1111 1112 1113 1114 1115
Первый фотоснимок проекта укладываются на создаваемый лист фотоплана с учетом искажений за рельеф, наклона оптической оси, дисторсии и т.п. При этом заполняется только те точки (пиксели) фотоплана, которые приходят из области, нанесенной на первом снимке, то есть часть снимка вне области как бы отрезается и выбрасывается.
После этого берется второй фотоснимок и вычисляется, с учетом всех законов трансформирования, зона на листе фотоплана, в которую перейдет область второго фотоснимка. Эта зона заполняется значениями оптических плотностей второго фотоснимка. Причем в пересечении зон остаются значения оптических плотностей первого снимка. Таким образом, фотоснимок с меньшим номером имеет приоритет при заполнении фотоплана.
Вывод следует такой: при нанесении зоны на снимке редактировать ее левую и верхнюю сторону не нужно, так как эта сторона накрывается другим снимком. Области на снимках должны выглядеть примерно так, как показано на рис. 82
На рис 83 изображена примерная укладка областей на лист фотоплана. Сам лист изображен жирной черной рамкой. Все, что вне рамки - не заполняется.
Область, заполняемая со снимка 622, залита зеленым, снимок 623 – голубым, 624 – синим, 625 – красным, 804 – желтым (остальные не показаны).
Из рисунка ясно, почему не нужно редактировать левую и верхнюю границу области фотоснимка 804 - они все равно затираются фотоснимками 625, 626 сверху и фотоснимком 805 слева, так как данные снимки имеют приоритет. Более того, редактирование верхней и правой границы области фотоснимка 804 вредно, так как при этом можно случайно «отрезать лишнее», что приведет к появлению черной дыры на фотоплане.
Рис. 82
Для наглядности такая ошибка в построении областей приведена на рис. 83. Между снимками 625, 626 и 804 имеется «дыра». Она появилась из-за неправильно построенной области на снимке 625, там есть большая неоправданная выемка. Вообще же линию разреза, то есть редактируемую правую и нижнюю сторону следует вести примерно посередине области перекрытия снимков, то есть процентов на 30 размера снимка от правого края и на 15-20 от нижнего.
Рис. 84
Следует обратить внимание и на то, что область на снимке 625 после входа (если идти справа налево в нижней части снимка) в область снимка 624 резко поднимается вверх. Это делается для того, чтобы избежать повторного выхода из области. Такая ошибка демонстрируется на рис. 84:
Собственно, ошибкой это не является, но производит неприятное впечатление мелкокусочного фотоплана.
После примерного построения областей обычно приступают к их редактированию. Для этого каждый снимок открывается отдельно и области редактируются в крупном увеличении, обычно от 1:4 или даже 1:1. При этом для редактируемых сторон областей необходимо придерживаться следующих принципов.
граница области должна проходить вблизи от центральной линии зоны перекрытия соседних снимков; для продольного перекрытия это обычно означает отступ порядка 30% от края фотоснимка (так как зона перекрытия имеет порядок 60%), для поперечного - порядка 15% от края;
в случае использования метода «фотоплан» без построения рельефа граница области должна проходить по возможности вблизи от определяемых или опорных точек, заданных оператором в процессе работы с точками; допускается прохождение границы через точки;
граница области не должна разрезать малоразмерные высотные объекты, в основном это относится к зданиям и постройкам всех типов;
длинномерные объекты и четкие контура (дороги, реки и т.п.), которые невозможно обойти, должны разрезаться по возможности под прямым углом
закругленные углы и линии (то есть ломаные линии с большим числом;
предпочтительнее закругленные углы и линии (то есть ломаные линии с большим числом звеньев).