Реферати українською » Геология » Цифрова Фототріангуляція для створення топографічних карт


Реферат Цифрова Фототріангуляція для створення топографічних карт

Страница 1 из 4 | Следующая страница

року міністерство освіти Російської Федерації

Федеральнеагенство за освітою

Державне освітнє установа

Вищої професійної освіти

Кафедра фотограмметрії і дистанційного зондування

Курсова робота з дисципліни “Автоматизована обробка аерокосмічній інформації”

на задану тему:

“Цифровафототриангуляция до створення топографічних карт”

>Виполнил:

У розділі ст. грн.ИП-41

>Пашинский В.А.

Перевірив:

ШироковаТ.А

Новосибірськ,2008г


Зміст

Запровадження

1. Цифровафототриангуляция

1.1 Сутність, класифікація та призначенняфототриангуляции

1.2 Переваги цифровийфототриангуляции

1.3 Сутність основних методів цифровий і аналітичноїфототриангуляции

1.3.1 Метод незалежних моделей

1.3.2 Побудова блокових мережфототриангуляции методом зв'язок

1.3.3 Побудова блокової мережіфототриангуляции об'єднанням одиночних моделей

1.3.4 Побудова блокової мережіфототриангуляции об'єднанням незалежних маршрутних моделей

1.4 Особливості цифровийфототриангуляции

2. Технологія побудови блокової мережіфототриангуляции наЦФС «>Фотомод»

2.1 Коротка характеристикаЦФС «>Фотомод»

2.2 Основні процеси технології побудови блокової мережіфототриангуляции наЦФС «>Фотомод»

3. Побудова блокової мережіфототриангуляции наЦФС «>Фотомод»

3.1 Оцінка фотографічного іфотограмметрического якості вихідних фотоматеріалів

3.2 Упорядкування робочого проекту побудови блокової мережіПФТ

3.3 Підготовка вихідних даних для побудови мережі

3.4 Введення параметрів проекту

3.5 Внутрішнє орієнтування знімків

3.6 Побудова і зрівнювання блокової мережіфототриангуляции

>3.7Оценка точності, контроль якості і аналіз результатів цифровийфототриангуляции

4. Дослідження точності побудови блокової мережіфототриангуляции з використанняЦФС «>Фотомод»

Укладання

Список використаних джерел


Запровадження

Нині переважають у всіх фірмах, котрі займаються фотограмметричної обробкою знімків, застосовується цифровий спосібфототриангуляции відповідні програмні продукти. Тому метою даної курсової роботи є підставою вивчення теоретичних підвалин життя і отримання практичних навичок побудови мереж просторовоїфототриангуляции за результатами аерофотозйомки з використання програмного продукту.

У цьому курсової роботі у першому його розділі розглядатимуться поняття просторової цифровийфототриангуляции, призначення, гідності, основні методи, і навіть її особливості.

У другому розділі розглянуть коротка характеристикаЦФС «>Фотомод» й технологія побудови блокової мережіфототриангуляции наЦФС «>Фотомод».

У третьому розділі буде докладно розглянуто побудова блокової мережіфототриангуляции наЦФС «>Фотомод», у тому числі оцінку фотографічного іфотограмметрического якості вихідних матеріалів, складання робочого проекту, підготовку вихідних даних для побудови мережі, внутрішнє орієнтування знімків, вимір пласких координат опорних,межмаршруних і сполучних точок знімків, колег і зрівнювання блокової мережіфототриангуляции, оцінку точності, контроль якості і аналіз результатів цифровийфототриангуляции.

У четвертому розділі буде приведено результати дослідження точності побудови блокової мережіфототриангуляции і проведений аналіз результатів.


>1.Цифроваяфототриангуляция

1.1 Сутність, класифікація та призначенняфототриангуляции

Сутністьфототриангуляции у побудові моделі місцевості по знімках, що належить одній або кільком маршрутам, і зовнішньомуориентировании цієї моделі.Фототриангуляция дозволяє визначати знімками планове ситуацію і висоти опорних точок, необхідні створенняфотопланов,ортофотопланов, карт, цифровий моделі рельєфу (>ЦМР), цифровий моделі місцевості (>ЦММ). Також дозволяє визначати елементи зовнішнього орієнтування знімків. Основна мета просторовоїфототриангуляции (>ПФТ) – максимально скоротититрудоемкие польові геодезичні роботи, замінити їх у камеральні.

>ПФТ можнаклассифицировать[6]:

1) за кількістю маршрутів:

-одномаршрутная, побудована знімками, що належить одному маршруту;

-многомаршрутная, чи блокова, побудована знімками, що належить двох і більш маршрутам;

2) за технологією побудови мережіфототриангуляции:

- аналогова, джерело якої в використання універсальних приладів;

-аналитическая,основанная на застосуванні високоточних автоматизованихстереокомпараторов і ЕОМ;

- цифрова, коли він використовуються цифрові зображення;

3) залежно від використання фізичних вимірів:

- з допомогою фізичних вимірів;

- без використання фізичних вимірів;

4) за призначенням:

- каркасна, розвиваючись перпендикулярно до подання що заповнюють маршрутів з метою забезпечення опорними точками, необхідніфототриангуляции по які заповнюють маршрутам;

-заполняющая, забезпечує опорними точками кожнустереопару.

Розрізняють 3 способуодномаршрутнойПФТ:

1) метод незалежних моделей;

2) метод частково залежних моделей;

3) метод зв'язок.

 Розрізняють 3 способумногомаршрутнойПФТ:

1) спосіб зв'язок;

2) спосіб незалежних моделей;

3) спосіб незалежних маршрутів.

1.2 Переваги цифровийфототриангуляции

Цифровафототриангуляция має такідостоинства[6]:

1) високий рівень автоматизації;

2) висока точність завдяки:

- можливості обліку геометричних спотворень у координатах точок знімків;

- можливості обробки надлишкових вимірів;

- використанню потужних комп'ютерів;

- використанню суворих алгоритмів обробки знімків;

3) можливість обробки знімків різного формату з різними елементами внутрішнього і зовнішнього орієнтування знімків, знімків, отриманих різними знімальними системами;

4) широкі функціональні можливості;

5) розв'язано проблему старіння матеріалу;

6) можливість поліпшення образотворчого якості знімків;

7) висока продуктивності праці і "культуру виробництва;

8) не потрібно у дивовижно складному обслуговуванні.

1.3 Сутність основних методів цифровий і аналітичноїфототриангуляции

1.3.1 Маршрутнафототриангуляция методом незалежних моделей

Основні етапи побудовиПФТ методом незалежнихмоделей[2]:

1) попередня обробка результатів вимірів координат точок знімків. Здійснюється перехід відотсчетов, отриманих виміру атмосферного явища знімків на приладі, до пласким координатам точок знімків x, y обліку всіх систематичних помилок в координатах точок знімків (задисторсию об'єктива АФА, деформацію фотоматеріалу, рефракцію світлових променів та інших.);

2) взаємне орієнтування знімків.

На цьому етапі визначаються елементи взаємного орієнтування знімків в базисної системі ().

Як вихідного рівняння використовується умовакомпланарности відповідних променів в базисної системі:

,                                        (1.1)

де - просторові координати точок лівого і правого знімків. У рівнянні (1.1) відомими будуть , невідомими є елементи взаємного орієнтування .

 

  

                   ,                   (1.2)

 

 

 

де - плоскі координати точок знімків;

 - направляючі косинуси, є функціями елементів взаємного орієнтування знімків;

 - елементи внутрішнього орієнтування знімків.

За підсумками (1.1) одержимо рівняння виду

 (1.3)

>Уравнение (1.3) нелинейни стосовно елементам взаємного орієнтування знімків. Їх вирішуютьитерационним методом,предварирительно привівши їх до лінійному виду розкладанням до кількох Тейлора, обмежуючись похідними першого порядку дрібниці;

3) визначенняфотограмметрических координат точок одиночних моделей. Виконується по формулам прямий фотограмметричної засічки:


                               (1.4)

 , (1.5)

де – трансформовані координати точок лівого знімка,

 – трансформований подовжній паралакс.

. (1.6)

. (1.7)

4) під'єднання незалежних моделей.

На цьому етапіперевичисляются координати точок на єдину систему координат в усій мережі. Зазвичай, у ролі системи координат маршрутної мережі приймаютьфотограмметрическую систему координат першої моделі маршруту. Для під'єднання моделей використовуються координати сполучних точок.

Як вихідного приймається рівняння зв'язку координат точок наступної моделі з попереднім:

,                              (1.8)

де - координати точок у системі координат маршрутної моделі (мережі); - координати тих самих точок у системі координат наступної моделі;

 - матриця направляютькосинусов, вирахуваних через кути ;

>t -масштабний коефіцієнт;

 - координати початку системи координат наступної моделі у системі координат маршрутної мережі.

Етап під'єднання моделі і двох процесів. Спочатку обчислюються , а відомими будуть .

Потім обчислюються координати точокприсоединяемой моделі у системі координат маршрутної мережі. Відомими будуть і координати точок моделі, отримані з формулам (1.4). По формулам (1.9) обчислюються координатиприсоединяемой моделі у системі координат маршрутної мережі.

5) зовнішнє орієнтування мережі.

На цьому етапіперевичисляются координати точок мережі в задану зовнішню систему координат. Необхідно щонайменше трьох опорних точки.

Для зовнішнього орієнтування мережі використовуються координати X, Y, Z опорних крапок і рівняння виду:

.                                        (1.9)

де координати початку системи координат мережі;

>фотограмметрические координати точок мережі;

 геодезичні координати точок місцевості.

На початку відомі координати опорних точок в геодезичної системи тафотограмметрические координати цих точок, отримані з урівнювання мережі. Як невідомих виступають 7 елементів орієнтування геодезичної мережі: .

Визначивши 7 цих невідомих, визначатимуться геодезичні координати всіх точок мережіПФТ.

6) виняток деформації мережі.

>Деформацию мережіПФТ можна описати різнимиполиномами.

Наприклад,обобщенного типу:

, (1.10)

де – це коефіцієнти деформації, – геодезичні координати точок мережі, отримані на етапі 5 згеодезически орієнтованої мережі.

Через деформації мережі після його геодезичного орієнтування на опорних точках отримають розбіжності координат :

 (1.11)

Виняток деформації мережі складається з 2 процесів: спочатку відомі , опорних точок, невідомими будуть коефіцієнти , а вихідними визначення коефіцієнтів будуть рівняння (1.10).

Після визначення коефіцієнтів деформації обчислюється величина різниці координат що характеризують деформацію мережі всім точок мережі по формулам (1.10).

Потім обчислюються виправлені координати точок мережі:

. (1.12)

1.3.2 Побудова блокових мережфототриангуляции методом зв'язок

Найбільш суворим методом побудови блокових мереж просторовоїфототриангуляции аналітичним і цифровим способами проти методом незалежних моделей є методсвязок[2]. У основі методу зв'язок лежать рівнянняколлинеарностипроектирующих променів:

, (1.13)

У рівнянні відоміf, x0, y0,x, y. Невідомі елементи зовнішнього орієнтування знімків , також X, Y, Z – координати точок мережіПФТ.

Рівняння (1.13)нелинейние і вирішуютьсяитерационним методом.

За підсумками (1.13) маємо рівняння поправок виду:

, (1.14)

Рівняння (1.14) вирішуються методом найменших квадратів.

lx і ly – вільні члени,вичисляемие по формулам:

 , (1.15) де  

– обчислюються по формулам (1.13) підстановкою у якихприближенних значень невідомих .

Перевагою методу зв'язок і те, що мережа будується і зрівнюється одночасно всім точок, які входять у блок, і навіть поправки перебувають безпосередньо до обмірюваним величинам, що забезпечує вищу точність побудови мережі. Недоліками цього є: складність завданняприближенних значень невідомих (на вирішення цієї проблеми можна попередньо урівняти мережу менш суворим методом, а її результати використовувати якприближенних значень), повинні відсутні грубих помилок, були б неможливими систематичні помилки (чи зведені до мінімуму).

1.3.3 Побудова блокової мережіфототриангуляции об'єднанням одиночних моделей

Цей метод грунтується натом[2], спочатку з кожноїстереопаре, що входить у блок, будуються незалежні одиночні моделі, кожна з яких має власний масштаб і свій систему координат.

 У процесі урівнювання моделей у блоці, все незалежні моделі наводяться до якогось масштабу й у єдину просторову систему координат з урахуванням спільного зовнішнього орієнтування моделей.

Вихідним є рівняння:

, (1.16)

де і – номер моделі, - елементи зовнішнього орієнтування кожної моделі. Вихідними для формування блоки з незалежних моделей служать , і . Використовуються умови рівності 0:

-разностей координат опорних точок, отриманих зфототриангуляции і з польових геодезичних робіт:

- відхилень координат центрів проектування, отриманих зПФТ і що у польоті з допомогою бортових приладів;

- розбіжностей координат сполучних іобщемаршрутних точок, що у зоні поперечного перекриття знімків сусідніх маршрутів.

Ці рівняння будуть складатися для опорних крапок і центрів фотографування.

Для сполучних точок, розміщених у зоні потрійного подовжнього перекриття знімків іобщемаршрутних точок, розміщених у зоні поперечного перекриття знімків будуть складатися рівняння виду:

 (1.17)

Рівняння (1.16) і (1.17) вирішуються спільно. Через війну рішення визначаються: , якими далі за формулам (1.16) визначаються координати X, Y, Z у системі координат блокової мережі.

Перевагою цього і те, що він простіше у реалізації, а недоліком – менше суворий з погляду урівнювання, ніж метод зв'язок.

1.3.4 Побудова блокової мережіфототриангуляции об'єднанням незалежних маршрутних моделей

Сутність даного метод залежить відтом[2], що об'єднуються незалежні маршрутні мережі (побудовані скажімо методом незалежних ЗМІ і частково залежних моделей).Маршрутние мережі попередньо зовні орієнтовані у єдиній просторової прямокутної системі координат блоку. У основі об'єднання маршрутних мереж у єдинийфототриангуляционний блок використовується рівність нулю: 1) різниці геодезичних координат отриманих з геодезії іПФТгеод; 2) відхилень координат центрів фотографування, отриманих зфототриангуляции і що у польоті з допомогою бортових приладівборт;

3) розбіжностей координатобщемаршрутних точокфот.

Вихідними для об'єднання маршрутних мереж до єдиного блоку служать , і .

>Уравнивание маршрутних мереж у блоці виконується разом з винятком деформації мережПФТ.

, (1.18)

де і – номер маршрутної моделі,

Зі – коефіцієнти, що характеризують деформаціюфототриангуляционной маршрутної мережі.

, (1.19)

де Rі – систематична похибка показань бортових навігаційних приладів;

 (1.20)

Рівняння (1.19) – (1.20) вирішуються спільно, у тому числі визначаються невідомі Зі і Rі.

З другого краю етапі всім точок маршрутних мереж обчислюютьсявелечини поправок

 (1.21)

Вигляд функції (1.21) визначається типом вибраних для урівнюванняполиномов .Після обчислення можна знайти виправлені координати точок мережі:

 (1.22)

Перевагою цього методу і те, що він простіше у реалізації, легше виявляти грубі помилки у координатахобщемаршрутних точок, і навіть результатиПФТ у цій методу можна використовувати якприближенних значень невідомих. Недолік жорсткі вимоги до розташуванню опорних крапок і до їх числа, також зрівнюються функції від вимірюваних величин, а чи не самі обчислювані величини.

1.4 Особливості цифровийфототриангуляции

Піраміди зображень для зберігання цифрових зображень.

Після обробітку цифровихизображений[7] приПФТ часто виникла потреба перегляду знімків у зменшеному масштабі. Для цього програмиПФТ полічені одного разу зображення зменшеного масштабу, записуються і на диску впродовж усього сеансу обробки вигляді «пірамід зображень». І тут інформаційне полі описується упорядкованим набором зображень, наявних одне над іншим.

Щоб сформувати піраміди зображень вихідний цифровий знімок розбивається на блоки (зазвичай 2 x 2пикселя). До кожного блоку обчислюється середнє арифметичне значення яскравості, що й буде присвоєнопикселю для цього блоку ось на чому рівні піраміди. Цю процедуру повторюється необхідну кількість раз. Кожне наступне зображення піраміди матиме дозвіл вдвічі менше попереднього, а яку він обіймав обсяг пам'яті відповідно 4 разу

Збереження пірамід зображень виправдано, оскількиувеличевает швидкість обробки.

>Тайловая структура організації даних цифрових зображень.

Як моделі організації даних цифровихизображений[7] використовуєтьсятайловая структура, що полягає у наступному:

Вихідний зображення ділиться на блоки (>тайли), розмір яких фіксований.

За необхідності обробки конкретної дільниці зображення здійснюється переміщення даний адреса київська і зчитується потрібний файл. Вона даних дозволяє швидко зчитувати з диска і відображати на екрані окремі ділянки зображення.

>Реляционная модель організації даних.

Задля більшої гнучкості збирання цих і збереження результатів виміру координат точок знімків у сприйнятті сучасних програмних продуктах використовується реляційна модельданних[7].

Таблиця 1 «Відомості про точках мережі» Таблиця 2 «Відомості про знімках»
Номер точки >Идентификатор знімка

>X,Y,Z

Елементи зовнішнього орієнтування знімка

Опис точки Інші параметри
Таблиця 3 «Відомості про точках знімка»
Номер точки
>Идентификатор знімка
>Измеренниех,у
Інші параметри

Таблиця 1 служить для зберігання номерів і координат опорних, контрольних і сполучних точок (номери точок нічого не винні повторюватися).

Таблиця 2 служить для зберігання інформації про знімках, які у обробці. Як даних виступають ідентифікатор знімка, елементи зовнішнього орієнтування, результати внутрішнього орієнтування знімка тощо.

У таблиці 3 зберігаються безпосередньо обмірювані координати точок знімківх,у. Кожному вимірух,у у цій таблиці відповідає номер вимірюваною крапки й ідентифікатор знімка, у якому вироблялося вимір.

Така була даних дозволяє однозначно зіставити кожному виміру відповідну точку місцевості (мережі) і знімок, у якому виконано вимір. Вона дозволяє зберігати «нескінченне» число опорних, контрольних, сполучних крапок і результатів виміру їх координат.

Алгоритми автоматичного ототожнення відповідних точок знімків.

Ключовим алгоритмом автоматизаціїфотограмметрических вимірів є пошук відповідних точок на паріснимков[7].

Відповідно до методами уявлення відеоінформації все безліч алгоритмів ототожнення можна розділити втричі класу:

- алгоритми

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація