Назначение и типы стереофотограмметрических систем

Стереофотограмметрические системы предназначены для фотограмметрической обработки стереопар аэро, космических и наземных снимков.

На стереофотограмметрических системах выполняются следующие основные виды работ:

• определение координат и высот точек объекта;

• создание карт различного назначения;

• создание цифровых моделей рельефа;

• построение сетей пространственной фототриангуляции.

В настоящее время существуют три основных типа стереофотограмметрических систем:

• аналоговые;

• аналитические;

• цифровые.

В аналоговых стереофотограмметрических системах построение фотограмметрической модели объекта по стереопаре снимков производится с помощью оптических или механических моделирующих системах.

В аналитических стереофотограмметрических системах построение фотограмметрической модели производится аналитически на компьютере, а для наблюдения и измерения стереопар снимков используется стереокомпаратор, являющийся составной частью аналитической стереофотограмметрической системы.

В цифровых стереофотограмметрических системах, в отличие от аналитических, для наблюдения и измерения стереопар снимков, предварительно преобразованных в цифровую форму на сканере или полученными цифровыми съемочными камерами, используется компьютер, на экране дисплея которого строится стереоизображение.

В настоящее время на производство поступают только аналитические и цифровые стереофотограмметрические системы. Выпуск промышленностью аналоговых стереофотограмметрических систем прекращен в 70-х годах, поэтому в настоящей главе их устройство не рассматривается.

А налитические стереофотограмметрические системы

Аналитическая стереофотограмметрическая система, принципиальная схема которой представлена на рисунке, содержит:

• стереокомпаратор, служащий для стереоскопического наблюдения и измерения стереопары снимков;

• компьютер;

• штурвалы Х, У, Z , служащие для задания значений координат точек фотограмметрической и внешнеориентированной моделей и для перемещения кареток снимков стереокомпаратора. В некоторых системах вместо штурвалов используют трекбол, дигитайзер или другие устройства.

Стереокомпаратор аналитической стереофотограмметрической системы включает бинокулярную оптическую систему наблюдения с измерительными марками и измерительные системы снимков стереопары, каждая из которых содержит каретку снимка, выполненную с возможностью перемещения по осям х и у. (В некоторых системах по одной из осей перемещается наблюдательная система )

Каждая каретка снабжена датчиками координат х и у её положения и устройствами для её перемещения. Датчики координат и устройства перемещения кареток связаны посредством интерфейса с компьютером.

На осях вращения штурвалов X, Y, Z установлены круговые импульсные датчики, через интерфейс связанные с компьютером. При вращении штурвалов датчики вырабатывают импульсы, число которых пропорционально углу поворота штурвалов. В зависимости от числа, скорости поступления импульсов или направления вращения штурвалов компьютер вырабатывает команды на перемещение кареток стереокомпаратора или задаёт значение пространственных координат точек модели – X, Y, Z.

При фотограмметрической обработке стереопар снимков на аналитических стереофотограмметрических системах выполняются следующие процессы.

1. Калибровка измерительных систем стереокомпаратора.

Калибровка выполняется с целью определения систематических ошибок для последующего их учёта при измерении снимков. Калибровка выполняется при установке аналитической стереофотограмметрической системы и повторяется через 1-3 месяца;

2. Внутреннее ориентирование.

Этот процесс выполняется для определения параметров положения и ориентации снимков в каретках стереокомпаратора, а также для определения параметров систематических искажений снимка, вызываемых деформацией фотоматериала.

3. Взаимное ориентирование.

Этот процесс включает измерение координат точек на стереопаре снимков и определение значений элементов взаимного ориентирования.

4. Внешнее ориентирование.

Этот процесс включает измерение координат опорных точек в системе координат фотограмметрической модели и определение значений элементов внешнего ориентирования фотограмметрической модели и элементов внешнего ориентирования снимков стереопары. Для выполнения этого процесса на аналитической стереофотограмметрической системе строится фотограмметрическая модель.

5. Измерение координат и высот точек объекта (местности).

Этот процесс выполняется при создании карт, цифровых моделей рельефа и решении других измерительных задач, выполняемых по стереопаре снимков. Для выполнения этого процесса на аналитической стереофотограмметрической системе строится внешне ориентированная модель.

Первый аналитический прибор под названием AP был разработан фирмой OMI (Италия) по предложению Хелавы (Канада). В последствии было выпущено несколько приборов серии AP (AP-1, AP-2, AP-1C, AP/C и AS-IIB-1). В настоящее время продолжают выпускаться аналитические системы SD-3000 фирмы Leica (Швейцария), Planicomp фирмы Цейсс (Германия) и Стереоанаграф (Украина).