Методическое пособие, программы и контрольная работа по курсу "фотограмметрия". М.: МиигаиК, 2012, -74 с

Элементы внутреннего ориентирования определяют в процессе калибровки фотокамеры. Также в процессе калибровки определяют параметры дисторсии фотокамеры, которая характеризует нарушение ортоскопии при построении изображения. Дисторсия может быть задана в виде поправок или коэффициентов полинома. Поскольку элементы внутреннего ориентирования определяют в системе координат снимка o'xyz положение центра проекции S, т.е. положение точки через которую проходят все проектирующие лучи, то говорят, что элементы внутреннего ориентирования позволяют восстановить связку проектирующих лучей. Поскольку дисторсия описывает свойства проектирующих лучей, то и её также относят к элементам внутреннего ориентирования фотокамеры. 13. особенности измерения координат на цифровом снимке Цифровое изображение представляет собой прямоугольную матрицу, каждый элемент которой – пиксель - имеет свое определенное положение, заданное номером столбца j и строки i, которые в силу своей прямоугольной структуры и задают систему координат цифрового изображения (рис. 11, а). Эта система координат - левая. Начало координат находится в левом верхнем углу (точка с'), где расположен нулевой пиксель. Ось xj направлена вправо и вдоль неё идёт счёт столбцов j. Ось yi направлена вниз и вдоль неё идёт счёт строк i. Координаты центра любого пикселя определяются так: xj = j + 0,5, yi = i + 0,5, где j и i – номера столбца и строки матрицы цифрового изображения. Для закрашенного пикселя (j = 5, i = 3) координаты будут xj = 5,5 и yi = 3,5. Для перехода от пиксельных координат к метрическим координатам нужно умножить пиксельные координаты на метрический размер пикселя , заданный при сканировании снимка или при изготовлении матрицы цифровой фотокамеры, т.е. x' = xj и y' = yi. Если  = 10 мкм, то метрические координаты закрашенного пикселя будут x' = 5,510 = 55 мкм и y' = 3,510 = 35 мкм. В ЦФС часто систему координат исходной матрицы цифрового изображения пересчитывают из левой системы в правую, перенося начало системы координат из левого верхнего в левый нижний угол. В результате оси метрических координат будут иметь направления: ось xj - вправо, а ось yi - вверх. В ЦФС измерения цифрового изображения выполняются на экране монитора путём позиционирования измерительной марки на точку изображения. При выводе на экран цифрового изображения в масштабе 1:1 (такой вывод еще называется истинный размер) пиксель исходного изображения совпадает с пикселем экрана монитора. В этом случае, если размер пикселя исходного изображения, например, равен 12 мкм, а размер пикселя экрана монитора - 240 мкм, то отображение изображения на экране монитора соответствует оптическому увеличению 20 крат. При таком увеличении дискретность перемещения измерительной марки равна пикселю и, соответственно, измеренные координаты будут зафиксированы до одного пикселя. Увеличение точности измерения координат можно достичь за счет увеличения исходного изображения в n раз. В этом случае один пиксель исходного изображения отображается в нескольких пикселях экрана монитора, например, при увеличении 2:1 на 4 пикселях монитора, 3:1 на 9 пикселях и т.д. Пропорционально увеличению увеличивается дискретность перемещения измерительной марки, а значит и точность фиксирования координат. Координаты увеличенного изображения определяются по формулам: . На рис. 11, б показано, как при увеличении в 4 раза пиксель исходного изображения отображается на 16 пикселях монитора. На исходной матрице закрашенный пиксель имеет нумерацию j = 5, i = 3. На подматрице закрашенный пиксель имеет нумерацию j' = 2, i' = 1. Следовательно, пиксельные координаты центра закрашенного пикселя подматрицы будут xj = 5+ = 5,625, yi = 3+ = 3,375, а метрические координаты при  = 10 мкм будут x' = 56,25 мкм, y' = 33,75 мкм. Однако за счет увеличения изображения увеличивать точность измерений до бесконечности нельзя. Максимально разумные увеличения 2-3 крата. Дальнейшее увеличение приводит к потере измеряемых объектов (точек), т.к. на экране появляются изображения пикселей, а изображение объекта размывается. Однако оператору необходимо измерять не пиксели, а объект (некий образ), который складывается из множества пикселей. Достижение подпиксельной точности возможно не только за счет увеличения изображения. В настоящее время существуют алгоритмы, позволяющие выполнять виртуальный пересчет матрицы исходного изображения относительно положения измерительной марки, и таким образом увеличивать точность измерений. 14. Система координат объекта Элементы внешнего ориентирования снимка Положение снимка в пространстве в момент фотографирования определяют элементы внешнего ориентирования. Под понятием снимок надо подразумевать связку проектирующих лучей, восстановленную на этапе внутреннего ориентирования, когда были заданы элементы внутреннего ориентирования снимка x0, y0, f и определено положение центра проекции S относительно системы координат снимка P. Если рассмотреть связку проектирующих лучей как «твердое тело», то положение твердого тела в пространстве в декартовой системе координат определяют 6 параметров. Поскольку связка построена в системе координат снимка, то эти параметры, суть параметры связи двух пространственных прямоугольных систем координат. Таким образом, для ориентирования системы координат снимка относительно системы координат объекта необходимо знать шесть элементов внешнего ориентирования снимка. На рис. 12 показана система координат объекта OXYZ, система координат снимка oxyz. Вектор Rs определяет положение центра проекции S в системе координат объекта. Вектор Rm определяет положение точки объекта М в системе координат объекта. Вектор R определяет положение точки объекта M относительно системы координат снимка. Вектор r определяет в системе координат снимка положение на снимке изображения m точки объекта М. Элементами внешнего ориентирования снимка являются координаты Xs, Ys, Zs центра проекции S в системе координат объекта OXYZ и углы поворота ω, α, κ системы координат снимка oxyz относительно системы координат объекта OXYZ. Угол поворота ω называется поперечным (тангаж для самолета) и определяет вращение вокруг оси ox, угол поворота α называется продольным (крен) и определяет вращение вокруг оси oy, угол κ называется разворотом (снос) и определяет вращение вокруг оси oz. Координаты точек объекта и их изображений на снимке связаны векторным уравнением, которое называется уравнением коллинеарности: = + . (1) или в координатной форме: , (2) где: X, Y, Z - координаты точки М в системе координат объекта; XS, YS, ZS - координаты центра проекции S в системе координат объекта; X', Y', Z' - координаты вектора r в системе координат объекта, которые определяются по формуле: , (3) где А - матрица преобразования координат (матрица направляющих косинусов), элементы сij которой определяются по значениям угловых элементов внешнего ориентирования снимка , , κ. С учетом последнего выражения уравнение коллинеарности примет вид: (4) Если известны элементы внешнего ориентирования снимка Xs, Ys, Zs, ω, α, κ и высоты точек Z, то по формуле (4) можно определить координаты точек объекта. Элементы внешнего ориентирования могут быть определены в результате фотограмметрической обработки снимков по опорным точкам или получены во время съёмки по данным обработки бортовых спутниковых кинематических измерений и измерений инерциальной системы. 15. Элементы внешнего ориентирования пары снимков Положение пары снимков в координатной системе OXYZ (рис. 13) объекта определяется 12 элементами внешнего ориентирования: шестью элементами внешнего ориентирования левого снимка и шестью элементами внешнего ориентирования правого снимка: XSЛ, YSЛ, ZSЛ, Л, Л, Л, ХSП, YSП, ZSП, П, П, П. (5) Координаты правого центра проекции можно вычислить через координаты левого центра проекции и проекции базиса фотографирования В на координатные оси: ХSп = XSл + BX, YSп = YSл + BY, ZSп = ZSл + BZ. Вычисление базисных составляющих BX, BY, BZ производится по формулам: . (6) На основе (6) значения углов  и  можно вычислить по формулам  =arcsin= arctg,  = arctg. С учётом элементов ориентирования базиса фотографирования 12 элементов внешнего ориентирования (5) пары снимков в координатной системе ОХУZ можно записать в виде: XSЛ, YSЛ, ZSЛ, Л, Л, Л, B, , , П, П, П. (7) В системе координат SЛXУZ, параллельной координатной системе ОХУZ, начало отсчёта координат расположено в центре проекции левого снимка, поэтому XSл = YSл = ZSл = 0. В результате для пары снимков в координатной системе SЛXУZ из 12 элементов внешнего ориентирования (7) не равными нулю будут девять: Л, Л, Л, B, , , П, П, П. (8) 16. Системы координат модели объекта. Элементы взаимного ориентирования пары снимков При построении модели объекта используется система координат SЛXМYМZМ, у которой начало отсчёта координат расположено в центре проекции левого снимка, т.е. XМSл = YМSл = ZМSл = 0. Следовательно, в системе координат модели объекта из 12 элементов ориентирования пары снимков не равными нулю будут девять аналогично (8). Чтобы отличать их от элементов внешнего ориентирования этих снимков в системе координат объекта, введём индекс "штрих", а базис обозначим буквой b, т.к. его длина задаётся в масштабе модели, и он называется базисом проектирования. Л', Л', Л', b, ', ', П', П', П'. (9) Для облегчения построения модели, расположение пары снимков в системе координат модели задают так, чтобы часть элементов ориентирования (9) стали также равными нулю. С этой целью используют две системы координат модели: базисную и левого снимка. 1. Базисная система координат SЛXМYМZМ (рис. 14, а) названа так потому, что ось ХМ совмещена с базисом проектирования SЛSП, а ось ZМ расположена в главной базисной плоскости VЛ левого снимка, проведённой через базис b и главный оптический луч SЛoЛ. Ось YМ дополняет систему до правой. В базисной системе координат из элементов ориентирования (9) пары снимков равны нулю три угловых элемента ориентирования: Л' = ' = ' = 0. В результате в базисной системе координат для пары снимков число элементов ориентирования, не равных нулю, сокращается до шести: Л', Л', b, П', П', П'. (10) 2. Система координат левого снимка SЛXМYМZМ (рис. 14, б) названа так, потому что она параллельна системе координат SЛxЛyЛzЛ левого снимка. У неё ось ZM совмещена с осью zЛ, а оси XМ и YМ параллельны осям xЛ и yЛ, соответственно. В системе координат левого снимка равны нулю все шесть элементов ориентирования левого снимка: XМSл = YМSл = ZМSл = Л' = Л' = Л' = 0. Следовательно, в этой системе координат из элементов ориентирования (9) не равными нулю будет также шесть: b, ', ', П', П', П'. (11) Как видно, в обеих системах координат модели объекта элементы ориентирования (10) и (11) пары снимков, не равные нулю, состоят из линейного элемента (базиса проектирования b) и пяти угловых элементов. Угловые элементы называют элементами взаимного ориентирования пары снимков.

Похожие:

	Методическое руководство по курсу Теория вычислительных процессов Контрольная работа предназначена для контроля усвоения основ теоретического программирования методов исследования, интерпретации...		Методические указания по выполнению контрольной работы Контрольная... Контрольная работа выполняется по учебно-методическому пособию Авиационный английский язык. Контрольная работа : учеб метод пособие...
	Методическое пособие по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу Методическое пособие предназначено для обучающихся по специальности 151901 Технология машиностроения		Учебно-методическое пособие по курсу «Рентгенографический анализ» Казань, 2010 Методическое пособие предназначено для студентов и аспирантов геологического факультета
	Программа и методические указания по курсу «прикладная геодезия» Программа и методические указания по курсу «Прикладная геодезия». Часть Изд. МиигаиК. Упп «Репрография», 2012 г., с. 52		Методическое пособие для самостоятельной работы студентов по курсу... Методическое пособие подготовлено доцентом кафедры разведения с Х. животных и зоотехнологий Хасановой С. А
	Методическое пособие по вопросам организации и проведения контроля... Контроль выполнения мероприятий по устранению недостатков и нарушений, выявленных в результате проверки		Учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям по курсу «Основы кристаллооптики» Практическое руководство по работе с поляризационным микроскопом для исследования петрографических объектов: Учебно-методическое...
	Методическое пособие по вопросам организации и проведения контроля... Контроль выполнения мероприятий по устранению недостатков и нарушений, выявленных в результате проверки		Учебно-методическое пособие филиал казанского (Приволжского) федерального... Кулинарный практикум: учебно-методическое пособие / А. Л. Файзрахманова, И. М. Файзрахманов. – Елабуга: Изд-во филиала кфу в г. Елабуга,...
	Учебно-методическое пособие Казань 2010 Печатается по рекомендации... Учебно-методическое пособие по курсу «Организационное поведение» /Д. М. Сафина. – Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет;...		Контрольная работа по курсу «Теория менеджмента» Проанализировать... Ждем вас на осеннюю сессию, которая состоится с 24 сентября по 14 октября 2012 г. Просим вас до 15 сентября сдать в учебную часть...
	Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...		Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...
	Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...		Итоговая контрольная работа по географии 5 класс фгос Образовательные: Обобщить и систематизировать знания по курсу; выявить уровень усвоения учащимися результатов обучения