10. Геометричні властивості аерофотознімків.

До геометричних властивостей аерофотознімків належать:

1. Масштаб аерофотознімка;

2. Лінійні зміщення на аерофотознімку, спричинені його нахилом;

3. Лінійні зміщення на аерофотознімку, спричинені рельєфом місцевості. Розглянемо кожну з них детальніше.

1. Масштаб аерофотознімка

Для ненахиленого (горизонтального) аерофото­знімка масштаб зображення обчислюється за простою формулою: 1:m = f:Н . Але ж в реальності знімок є нахиленим, і тому масштаб його змінюється при переході від однієї точки до іншої, і окрім цього залежить від напрямку лінії на знімку. Тому слід під масштабом знімка розуміти відношення нескінченно малих відрізків на знімку та на місцевості, тобто . Формула, яка дозволяє обчислити масштаб у будь-якій точці знімка та по будь-якому напрямку на знімку має такий вигляд:

, де .(1)

Розглянемо також окремі випадки масштабу.

а) Масштаб горизонтального знімка.

Приймаючи, що кут нахилу знімка =0, після перетворень формули (1) отримаємо відоме значення масштабу .

б) Масштаб в точці нульових спотворень С.

В точці нульових спотворень С масштаб дорівнює масштабу горизонтального знімка, тобто масштаб не спотворюється нахилом знімка.

в) Масштаб планового знімка.

Приймаючи, що , після деяких спрощень маємо

г) Середній масштаб планового знімка в довільній точці.

Отже, можна прийняти, що середній масштаб планового знімка дорівнює масштабу горизонтального знімка.

2. Лінійні зміщення на аерофотознімку, спричинені його нахилом

Нахил знімка спричиняє зміщення точки на знімку. Але точка нульових спотворень не зміщається. Різниця є лінійним зміщенням, спричиненим нахилом знімка. Формула , що описує залежність різниці від нахилу знімка: Для планового знімка ( ) беручи до уваги, що _, маємо

. Аналіз формули (2) показує, що точки, які лежать на горизонталі ( = 0⁰ ,180⁰) не зміщаються нахилом знімка. Натомість точки, що лежать на головній вертикалі знімка ( = 90°, 270°), зміщаються максимально.

3. Лінійні зміщення на аерофотознімку, спричинені рельєфом місцевості

Формули для знаходження зміщення :

Д ля планового знімка, вважаючи, що - мала величина, маємо:

Для горизонтального знімка ( =0) з (3) отримаємо

Аналізуючи формули можна зазначити, що чим більша висота фотографування Н , тим меншими є зміщення точок за рельєф. Щоб зменшити вплив рельєфу на лінійні зміщення, необхідно правильно підібрати положення предметної площини Е , також якщо збільшити поздовжнє та поперечне перекриття знімків, то зменшиться т.зв. радіус корисної площі знімка (r_k) і це призведе до пропорційного зменшення впливу рельєфу.

11. Стереоефект та стерео модель.

Розглядання предмета одним оком називають монокулярним зором, а обома очима — бінокулярним зором. Якщо при бінокулярному зорі людина відчуває просторове розміщення об'єкта, його об'ємність, то такий зір називають стереоскопічним зором, а саме явище—натуральним стереоефектом.

Для монокулярного зору гострота становить ∆ γ₁ = 40´´, ∆ γ₂ = 20´´.

Для бінокулярного роду гострота становить ∆ γ₁ = 20´´ , ∆ γ ₂ = 10´´.

Для покращення цих параметрів використовують лупи, мікроскопи для монокулярного зору, а для бінокулярного зору - біноклі, стереотруби, бінокулярні мікроскопи тощо.

Якщо спостерігати об'єкт А з двох різних точок простору (базису), то зорові осі перетинаються в точці об'єкта під деяким кутом γ, який називають кутом конвергенції. Якщо змінити погляд очей -перевести їх на точку В об'єкта, то матимемо кут конвергенції γ'. Отже, зміна кута конвергенції дає можливість оцінити зміну відстані L до об'єкта на величину ∆L.Оскільки

то де –очний базис

Гострота стереозору - це найменше значення кута γ, при якому ще відчувається зміна глибини простору ∆L. Ця гострота залежить від багатьох факторів, а в середньому становить 20 - 30´´.

Стереоскопічний ефект можна отримати при розгляданні двох плоских зображень (фотографій), отриманих з двох точок простору. Тоді маємо явище штучного стереоефекту. Просторове зображення, яке спостерігає людина при цьому, називається стереоскопічною моделлю. Геометрична схема отримання стереомоделі показана на рис. 1 (той, що тут 3.24)

Щоб отримати просторове зображення, необхідно виконати такі умови:

• два знімки треба отримати з двох точок простору (з базису); ця умова є обов'язковою для отримання стереозображення, придатного для подальших вимірів. Стереоефект можна отримати з двох знімків, отриманих з однієї точки, повернувши фотокамеру на деякий кут ліворуч чи праворуч, але таке стерео­зображення виміряти неможливо;

• різниця масштабів двох знімків не повинна перевищувати 16 %, якщо в стереоприладі збільшення для лівої та правої гілок оптичної системи є однаковим. Якщо в кожній гілці можна міняти збільшення, то цей відсоток різномасштабності збільшиться;

• кожне око повинно розглядати один знімок;

• при фотографуванні об'єкта конвергенція однойменних оптичних променів не повинна перевищувати 15°, що відповідає віддалі найкращого зору L = 250мм ;

• повинно бути виконане взаємне орієнтування знімків так, як це існувало під час фотографування об'єкта. У першому наближенні знімки треба розвернути в своїй площині так, щоб їх базиси розташувались на одній прямій, що з'єднує центри обох знімків, і були паралельні до очного базису.

Н айпростішим приладом для отримання штучного стереоефекту є дзер­кально-лінзовий стереоскоп.

Досить цікавим є явище прямого, оберненого та нульового стереоефекту. Все залежить від того, який знімок яким оком розглядає спостерігач (рис. 2 ).

Якщо лівий знімок розглядається лівим оком, а правий - правим оком, то бачимо простір, подібний до натури: гора є горою, впадина – впадиною (прямий стереоефект). Якщо знімки поміняти місцями, то гору побачимо як впадину, а впадину – горою (обернений стереоефект). Якщо кожний зі знімків розвернути на 90° і змістити, то спостерігач побачить плоске зображення – площину (нульовий стереоефект).