К физическим
источникам ошибок, влияющих на изображения
аэрофотоснимка, относятся деформация
фотоматериала, невыравнивание фильма
в аэрофотоаппарате, дисторсия объектива,
атмосферная рефракция, кривизна
Земли и смаз изображения.
Деформация
фотоматериала (фотопленки и фотобумаги)
возникает главным образом в процессе
фотографической обработки. Причины
деформации изучаются в курсе фотографии.
Различают
два вида деформации фотоматериала:
систематическую и случайную.
Систематическая
деформация вызывает
аффинное преобразование снимка.
Например, квадрат в результате
систематической деформации может
остаться квадратом, изменив только
размер (равномерная деформация), или
принять форму прямоугольника (неравномерная
деформация), ромба (деформация сдвига),
параллелограмма (неравномерная деформация
со сдвигом). Равномерная деформация
легко учитывается при фотограмметрических
работах. Остальные виды систематической
деформации учесть сложно и практически
не всегда возможно. Фотопленка имеет
главным образом неравномерную деформацию,
которая характеризуется разностью
величин деформации вдоль и поперек
фильма. Обычно она не превышает 30 мкм
на протяжении 90 мм.
Случайная
деформация не
подчиняется законам аффинного
преобразования. Для лучших сортов
фотопленки на ацетатной основе она
не больше 15 мкм и 6 мкм для пленки на
малодеформи-рующейся основе в пределах
квадрата 20×20 см. Одна из причин случайной
деформации — неоднородность строения
подложки.
Деформация
обычной фотобумаги в 2—3 раза больше
деформации фотопленки. Фотобумага
с металлической прослойкой и фотопластинки
практически не деформируются.
Деформацию
фотоматериала необходимо учитывать в
тех случаях, когда ее влияние выходит
за пределы ошибок измерения снимков.
Для
учета равномерной деформации фотоматериала
измеренные координаты х
и у точки
снимка трансформируют по формулам
где
х’,
у’—
исправленные за деформацию координаты
точки снимка; а0,
bo,
a,
b
—
коэффициенты. Зная точные значения х’,
у’ координат
меток или перекрестий контрольной сетки
и измерив координаты х
и
у
их
изображений на снимке, составляют
уравнения (75). Решив эти уравнения,
находят коэффициенты и вычисляют
исправленные координаты любой точки
снимка. Для определения коэффициентов
в данном случае необходимы две метки
или два перекрестия контрольной сетки.
Влияние
неравномерной деформации фотоматериала
учитывается полиномами
В
этом случае необходимо иметь не менее
трех или четырех точек с известными
координатами х’
и
у’.
При
наличии избыточного количества точек
с известными координатами х’
и
у’
задача
определения коэффициентов решается
по способу наименьших квадратов.
Влияние
ошибки выравнивания фотопленки в
плоскости прикладной рамки фотокамеры
показано на рис. 39, где а’
и
а
—
изображения точки объекта на плоскости
прикладной рамки Р
и
поверхности эмульсионного слоя; b
—
основание перпендикуляра,
опущенного
из точки а
на
плоскость Р.
Пусть
оа’
=r
и
а’b
=Δ r. Тогда
Эта
формула характеризует искажение
радиуса-вектора точки снимка, обусловленное
отклонением Δƒ поверхности фотопленки
от плоскости прикладной рамки.
Если
r=f=100
мм, Δг=10 мкм, то Δƒ=10 мкм. Отсюда следует,
что выравнивание фотопленки должно
выполняться с высокой точностью.
Влияние
дисторсии объектива фотокамеры
рассмотрено в § 5. Фотограмметрическая
дисторсия объективов, используемых для
измерительных целей, не превышает 30
мкм. Эти искажения являются
систематическими и могут быть учтены
при обработке снимков.
При
выводе основных формул фотограмметрии
предполагается, что луч света, идущий
от точки объекта до центра проекции,
прямолинеен. В действительности
происходит искривление светового луча,
так как он распространяется в среде
переменной плотности. Это явление,
называемое атмосферной рефракцией,
необходимо учитывать при обработке
результатов точных фотограмметрических
измерений.
Условимся
называть фотограмметрической рефракцией
угол между прямой, проходящей через
точку местности М
(рис.
40) и центр проекции S,
и
касательной к световому лучу в точке
S.
Рефракцию
можно найти по формуле
где Н
= На—Hg — высота фотографирования над
точкой местности М; ζ— зенитное
расстояние; Ηi;— абсолютная высота слоя
воздуха i; Hg — высота точки местности:
dδ — изменение плотности атмосферы.
В
соответствии с формулой (79) составлена
табл. 3 величин фотограмметрической
рефракции для зенитного расстояния
ζ=45° и различных значений высот На
и
Hg.
Рефракция
для других зенитных расстояний получается
путем умножения табличных значений на
tgζ.
Смещение
точки снимка, вызванное рефракцией,
находится в вертикальной плоскости,
проходящей через центр проекции S
и точку местности М,
и
приводит к увеличению радиуса-вектора
r
=
пт’ (см.
рис. 40).
Для
горизонтального снимка r
= ftgζ.
Отсюда
Следовательно,
поправки к величинам r,
х, у точки
горизонтального снимка за влияние
рефракции получим по формулам
Эти
формулы можно применять и для плановых
снимков, так как углы наклона их малы.
Рассмотрим
влияние кривизны Земли на смещение
точек снимка (рис. 41). При решении некоторых
фотограмметрических задач местность
принимают за горизонтальную плоскость
Е,
проходящую
через точку N
высоты
фотографирования Н.
Однако
более точное представление о местности
дает сферическая поверхность U
с
радиусом R.
Пусть
М
—
точка местности, а Мо
— ее ортогональная проекция на
плоскость Е.
На
снимке Р
точкам
М
и
Мо
соответствуют
точки т
и
т0.
Таким
образом, смещение Δr=тот
характеризует
влияние кривизны Земли.
Полагая,
что снимок горизонтальный, получаем
Смещение
точки снимка, вызванное кривизной Земли,
направлено к центру снимка и приводит
к уменьшению радиуса-вектора r.
Сравнивая
это явление с рефракцией, можно сказать,
что рефракция частично компенсирует
смещение, вызванное кривизной Земли.
Поправки за кривизну Земли Ark
и
рефракцию Агг
и их суммарные значения Ark+r
(в
мкм) для различных величин Н,ƒ,r
(R=6370
км, Hg=0)
приведены
в табл. 4.
Линейные
и угловые перемещения аэрофотоаппарата
во время открытия затвора вызывают смаз
или сдвиг фотоизображения. Пусть точка
А
местности
(рис. 42) в начале открытия затвора
изобразилась в точке а
снимка
Р.
За
время выдержки самолет пролетел
расстояние L
и
в конце выдержки та же точка А
изобразилась
в точке а’
того
же снимка. Следовательно, точка А
местности
изобразилась отрезком аа’
=δ. Этот
отрезок называется сдвигом изображения
и определяется по формуле
где
f
:
Η— масштаб фотографирования; ω
—
путевая скорость самолета, м/с; t
—-
время выдержки, с.
Сдвиг
изображения оказывает большое влияние
на резкость изображения. Колебания
аэрофотоаппарата во время выдержки
тоже вызывают сдвиг изображения.
С
целью уменьшения сдвига изображения
применяют Аэрофотоаппараты с большой
скоростью затвора и самолеты с малой
путевой скоростью.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Лекция 8 Физические источники ошибок аэрофотоснимка. Трансформирование аэрофотоснимков. Цель и способы трансформирования аэрофотоснимков. Геометрические и оптические условия фототрансформирования.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК СНИМКА Погрешности снимка условно можно разделить на две группы: первая вызывает смещение изображений точек от центральной проекции, вторая — приводит к снижению качества снимков, и, следовательно, к ухудшению их измерительных свойств. К группе источников ошибок, вызывающих искажение центральной проекции, относятся атмосферная рефракция, механические и оптические недостатки камеры аэрофотоаппарата, деформация фотоплёнки, клинообразность светофильтра и др. Рассмотрим перечисленные источники ошибок более подробно. Атмосферная рефракция. Искривление хода световых лучей в пространстве вследствие влияния среды переменной плотности приводит к радиальному смещению изображений точек в направлении от точки надира.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК СНИМКА Смещения δr увеличиваются пропорционально третьей степени от r, т. е. по такому же закону, как из-за кривизны Земли, но знаки у них противоположные. Следовательно, рефракция частично компенсирует смещение, вызванное кривизной Земли. Отклонение фактической атмосферы на момент фотографирования от стандартной, а также пренебрежение в формулах для расчета поправок за наклон снимков, рельефом местности и кривизной Земли приводят к остаточной ошибке измеренных координат точек примерно ± 2 мкм. Турбулентность воздушных слоёв вблизи съёмочного объектива вызывает дополнительное искажение координат точек снимка. Радиальное смещение точек на краю снимка по этой причине может достигать ± 5 мкм. При наземной стереофототопографической съемке поправки за кривизну Земли и вертикальную рефракцию вводятся непосредственно в высоты точек, определенные по снимкам.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК СНИМКА Условия центрального проектирования не выполняются также из-за механических и оптических недостатков аэрокамеры. Для каждого снимка существуют погрешности внутреннего ориентирования: смещения снимка по координатным осям относительно центра проекции S; ошибки фокусного расстояния f; ошибки перпендикулярности плоскости изображения Р к главному лучу камеры; ошибка вращения снимка вокруг оси камеры. В случае плановой съёмки сравнительно равнинной местности аэрокамерой, калиброванной по стандартной методике, перечисленные ошибки в основном компенсируются в процессе обработки модели. В случае перспективной аэросъёмки или плановой аэросъёмки горной местности эта компенсация возможна лишь частично.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК СНИМКА Дисторсия объектива аэрофотоаппарата это один из основных источников погрешностей, приводящих к искажению снимка (к отклонению от центральной проекции). Обычно ее подразделяют на радиальную и тангенциальную. Они в свою очередь бывают систематическими и случайными. Систематическая дисторсия объектива вызывает смещение Δr точек относительно идеального положения по радиальным направлениям, проходящим через главную точку снимка. Величина Δr постоянна для точек, расположенных на окружности радиуса r. Случайная радиальная дисторсия может быть определена как дифференциальное смещение точки изображения, которое остаётся после устранения систематической радиальной дисторсии. Дисторсия объектива аэрофотоаппарата устанавливается, как правило, в процессе определения элементов внутреннего ориентирования (калибровки камеры). В паспорте аэрофотоаппарата ее обычно приводят в виде табличных данных по полю снимка.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК СНИМКА Современные объективы камер аэрофотоаппаратов имеют дисторсию от 5 до 60 мкм. Однако, отличие температурных и атмосферных условий в момент фотографирования от лабораторных приводит к тому, что фактическая дисторсия не соответствует той, что получена в процессе калибровки. Разработанные методы позволяют учесть влияние радиальной дисторсии с погрешностью ± 2 мкм, а тангенциальной ± 5 мкм. Деформация фотоплёнки. Современные аэрофотоаппараты позволяют получать фотографическое изображение местности либо на фотоплёнке (что гораздо чаще), либо на стеклянных пластинках. Фотоплёнка, как носитель эмульсии, деформируется от времени, изменения температуры, влажности и условий фотообработки.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК СНИМКА Деформацию фотоплёнки подразделяют: на равномерную, неравномерную и случайную. Равномерная деформация характеризуется смещением точек изображения, которое уменьшается или увеличивается пропорционально радиальному расстоянию r от центра снимка, т. е. приводит к изменению масштаба снимка. Этот вид деформации легко учитывается при обработке снимков. Неравномерная деформация приводит к тому, что размеры снимка вдоль фильма и в поперечном направлении изменяются на разные величины. Однако это различие, как правило, не превышает 0. 3 %. Влияние неравномерной деформации на смещение точек может быть учтено только при аналитических способах обработки снимков. Существенное значение имеют случайная деформация плёнки и погрешности её выравнивания в плоскость. Случайные деформации фотоплёнки вызывают смещение точек изображения практически в произвольном направлении. Они обусловлены эластичными свойствами фотоплёнки и могут достигать величин порядка 10 -20 мкм. Эти деформации подчиняются определённым законам эластичности, которые не соответствуют закону нормального распределения.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК СНИМКА Случайные ошибки выравнивания фотоплёнки в плоскость во время экспозиции также приводят к искажениям изображения. Сравнить это можно с изменением фокусного расстояния в точке, где произошло отклонение от плоскости прикладной рамки. Поэтому величину смещения можно оценить по формуле: где r — расстояние от центра прикладной рамки. Из формулы видно, что ошибка δ особенно сказывается при аэрофотосъёмке короткофокусными аэрофотоаппаратами, значит при фотографировании необходимо, чтобы фотоплёнка была абсолютно плоской в момент экспозиции. Поэтому при конструировании топографических аэрофотоаппаратов большое внимание уделяется разработке механизмов выравнивания плёнки в плоскость.
Обратная связь
Если не удалось найти презентацию, то Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти
нужную Вам презентацию в электронном виде и отправим ее по электронной почте.
Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Email: mypresentation.ru@ya.ru
Мы в социальных сетях
Социальные сети давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы узнаем из них новости, общаемся
с друзьями, участвуем в интерактивных клубах по интересам
ВКонтакте
Что такое Mypresentation.ru?
Mypresentation.ru – это сообщество, где обмениваются знаниями с помощью презентаций онлайн.
Сервис позволяет пользователям легко загружать и скачивать презентации, видео, PDF-файлы и
веб-семинары.
Для правообладателей >
Предложите, как улучшить StudyLib
(Для жалоб на нарушения авторских прав, используйте
другую форму
)
Ваш е-мэйл
Заполните, если хотите получить ответ
Оцените наш проект
1
2
3
4
5