ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2019
Просмотров: 2143
Скачиваний: 19
изображение участков, наклоненных к точке S, всегда крупнее изображения их ортогональной проекции. Очевидно, что наи¬большее различие будет в случае, когда плоскость участка стоит перпендикулярно проектирующему лучу, проходящему через центр этого участка;
масштаб изображения наклоненных участков вдоль ската будет зависеть от их ориентации относительно центра проекции, значения угла их наклона и отстояния изображения участка от точки надира;
масштаб изображения ровных горизонтальных участков мест¬ности BD и АХ зависит от их высоты или, иными словами, от вы¬соты фотографирования над этими участками. Среднее относи¬тельное изменение масштаба изображения таких участков: дельта(изм) m/m=h/H, где т — разность знаменателей масштаба изображения разновысоких равнинных участков; m —среднее значение знаменателей масштаба этих участков; h —пре¬вышение между участками; Н —средняя высота съемки.
Очевидно, что масштаб изображения наклоненных уча¬стков по топографической го¬ризонтали будет постоянным и зависит от ее высоты.
Определить возможности непосредственного измерения площадей участков по ориги¬нальным снимкам можно по формуле: дельта(изм) Pn/P = r*tg v/f = mr*tg v /H ,где г — максимальное отстояние центра участка от главной точки снимка (строго отточки п).
Геометрически влияние рельефа на искажение направлений на снимке можно представить с помощью рисунка 3.10. Исследуемое направление проходит через точки а и Ъ. Допустим, что соответ¬ственная точка А на местности ниже точки В на величину h. Неис¬каженное положение точки снимка а можно найти, введя поправ¬ку 6А, вычисленную по формуле (3.8). Направление Ь% будет неис¬каженным, а образовавшийся при точке Ъ угол ЭТАh — величиной ис¬кажения направления.
Я. И. Гебгартом предложена формула для определения ЭТАh. Как и в предыдущем случае, знание величины искажения может ока¬заться полезным только для определения возможности выполне¬ния на конкретных снимках метрических действий. Поэтому вос¬пользуемся преобразованной формулой для вычисления макси¬мальных искажений направлений: tg ЭТАh max = rh/Hl где l — длина отрезка исследуемого направления.
Для случая, когда r=l, и различных отношений h и H макси¬мальные искажения направлений составят:h/H (ЭТАh max) = 1/5 (110), 1/10 (60), 1/520 (30), 1/40 (1.50)
Из приведенных расчетов видно, что искажения направлений в некоторых случаях могут быть значительными.
По формулам данного раздела и раздела 2.11 можно оценивать возможности использования полученных снимков для непосредственных метрических действий по ним. Вместо точки надира здесь также применяют легко определяемую главную точку. По этим формулам выбирают основные параметры (f,H и т) плани¬руемой съемки, о чем будет рассказано далее.
30 СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ
И НАКЛОНА СНИМКА НА ЕГО ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
Ранее установлено, что метрические свойства снимков зависят в основном от его наклона и рельефа местности. Первый из этих факторов влияет на геометрию снимка строго функционально. На геометрию снимка рельеф местности влияет различно. В случае съемки сильно пересеченной местности с беспорядочным измене¬нием направлений и крутизны скатов изменение масштаба изоб¬ражения отдельных участков в пределах кадра с соответствующим Искажением длин линий, площадей и др. можно отнести к случайным. Земли, используемые В сельскохозяйственном производстве редко располагают на таких территориях. Укрупнение съемочного масштаба, с соответствующим уменьшением отображающейся в кадре земной поверхности, сокращает степень стохастичности эк¬спозиций отдельных участков. При работах по инвентаризации приусадебных земель метрические операции выполняют обычно автономно в каждом поселении. Последние в большинстве случа¬ев располагают на территориях, представляющих собой односкат¬ные плоскости, реже — сочетания двух-трехскатных плоскостей с разными направлениями скатов.
Поэтому вероятностный подход к определению совместного влияния анализируемых факторов будет некорректным. Более правильным в данном случае будет определение предельного со¬вместного влияния этих факторов на геометрию снимка с после¬дующей оценкой приемлемости непосредственного использова¬ния снимков для измерительных целей.
Предельным искажение будет в случае, когда направление главной вертикали совпадет с направлением ската участка. Опре¬делить предельное относительное искажение площадей можно по формуле…
31 РАБОЧАЯ ПЛОЩАДЬ СНИМКА
Продольные и поперечные перекрытия позволяют проводить измерительные действия в центральной части снимка, где его гео¬метрические и фотометрические искажения минимальны Эту часть снимка называют рабочей площадью снимка. Рабочую пло¬щадь снимка, ограничиваемую линиями, проходящими через се¬редины двойных продольных и поперечных перекрытий называют теоретической. Теоретическую рабочую площадь используют при расчетах.
При выполнении фотограм¬метрических работ используют практическую рабочую пло¬щадь. Варианты ограничения ее рассмотрены в разделе 9.8.
Формулы (2.10) могут быть использованы для вычисления продольного базиса фотогра¬фирования bx и расстояния между маршрутами by в масштабе съемки. Чтобы получить их значения на местности Вх и Д достаточно умножить Ьх и Ьу на знаменатель среднего масштаба аэрофотоснимков. Способ определения знаменателя масштаба аэрофотоснимков рассмотрен далее в лабораторной работе.
32 ЗРИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ВОЗМОЖНОСТИ
Зрительный аппарат человека — одно из важнейших средств по¬лучения информации об объектах окружающей среды и о проходя¬щих в ней процессах. При обработке и использовании материалов аэрокосмических съемок из всех органов чувств человека зрение является единственным органом, поставляющим со снимков ин¬формацию для логического анализа и выполнения измерений.
Глаз представляет собой совершенный биологический орган, с геометрической точки зрения напоминающий съемочную камеру с дискретной матричной регистрацией яркостей (ПЗС-камеру). Функцию объектива в глазу выполняет хрусталик, а поля элект¬ронных рецепторов — сетчатка с дискретно реагирующими на из¬лучения окончаниями разветвлений зрительного нерва (палочки и колбочки).
Чувствительные элементы сетчатки реагируют на световые из¬лучения в спектральном диапазоне от 360...400 до 700...760 нм. За¬метим, что светочувствительность большинства современных чер¬но-белых аэропленок приходится примерно на тот же диапазон. Поэтому передача ахроматических яркостей элементов ландшафта на снимке, полученном с помощью такой аэропленки, примерно адекватна распределению яркостей этих элементов, наблюдаемых человеком в натуре.
При анализе и измерении снимков человек может рассматри¬вать их непосредственно невооруженным глазом или с помощью оптических устройств. Выделяют три вида зрения — монокуляр¬ное, бинокулярное и стереоскопическое. Монокулярным называ¬ют зрение одним глазом, бинокулярным — двумя глазами. Зрение стереоскопическое — частный случай бинокулярного зрения. На¬блюдатель при этом воспринимает пространственно (трехмерно) расположение разноудаленных объектов. Разделение по видам не зависит от использования (или неиспользования) при наблюде¬нии оптических устройств.
Важнейшие характеристики зрительного аппарата:
линейное (геометрическое) разрешение (острота зрения, разре¬шающая сила зрения) — способность воспринимать (обнаружи¬вать) мелкие элементы в натуре или на снимках;
линейная (геометрическая) разрешающая способность — воз¬можность раздельного воспринятая ряда одинаковых элементов, например линий;
энергетическое разрешение — способность воспринимать яр-костные (тоновые) контрасты на снимке. Стереоскопическое зрение характеризуется остротой этого вида зрения, выражающей способность зрительного аппарата вос¬принимать различие в положении по глубине двух элементов про¬странства.
Рассмотрим каждую из указанных характеристик. Прежде от¬метим, что возможности зрительного аппарата существенно меня¬ются в зависимости от формы наблюдаемых деталей. Принято от¬дельно определять эти возможности для случая наблюдения малых компактных деталей (зрение первого рода) и тонких линий (зре¬ние второго рода).
Линейное разрешение бинокулярного зрения при наблюдении кон¬трастных деталей примерно в два раза больше, чем монокулярно¬го, т. е. d°B =0,025 мм и dJB=0,012MM. Используя при наблюде¬нии оптические системы, можно улучшить характеристики зри¬тельного аппарата примерно пропорционально кратности увели¬чения используемой системы.
В заключение отметим, что возможности обнаружения светлых деталей на темном фоне при прочих равных условиях значительно больше, чем темных деталей на светлом фоне. Например, космо¬навты невооруженным глазом с борта космического корабля на¬блюдали белые катера у морского причала вопреки расчетным возможностям (явление иррадиации).
Линейная разрешающая способность — характеристика зритель¬ного аппарата, по сути своей близкая к только что рассмотренной характеристике, но выражают ее числом раздельно воспринимае¬мых черных линий в миллиметровом интервале при той же тол¬щине белых промежутков. Эта характеристика более удобна для Прикидочных расчетов съемочного масштаба или при приближен¬ном определении кратности увеличения исходных снимков, так как наиболее употребимым критерием изобразительных возможностей фотографических съемочных систем является именно их линейная (геометрическая) разрешающая способность.
33 СТЕРЕОСКОПИЧЕСКАЯ СЪЕМКА. СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ.
Представим, что используемые ранее точки пространства А и D регистрируются двумя камерами с фокусным расстоянием f, рас¬положенными на концах базиса съемки В = ЬГ (см. рис. 4.1, б). В плоскости негативов Р{ и Р{ точки А и D изобразятся соответ¬ственно точками а\ и а2, d\ и d2. Направление проектирующих лу¬чей, а следовательно, и значения углов уА и yD останутся теми же, что и при наблюдении этих точек человеком.
Если реальные точки А и D заменить парой позитивных изоб¬ражений Р] и Р2 так, чтобы левый глаз наблюдателя видел только левый снимок, а правый глаз — правый снимок, на сетчатке глаз возникает ситуация, существовавшая при непосредственном на¬блюдении этих точек. Наблюдатель воспринимает пару плоских изображений пространственно. Такое восприятие называют пря¬мым стереоэффектом, а мнимое пространственное изображение снятого объекта, воспринимаемое наблюдателем, — стереоскопи¬ческой моделью (стереомоделью). Очевидно, что стереомодель будет наблюдаться только в пределах перекрытия снимков.
Два смежных частично перекрывающихся снимка, полученных с концов некоторого базиса, называют стереопарой или парой снимков. Теперь, очевидно, стало более понятным требование обеспечения определенного продольного перекрытия снимков (примерно 60% при съемке равнины). Сокращение перекрытия может привести к риску образования разрывов между стереомоделями и соответственно к усложнению процесса получения трех¬мерной метрической информации со снимков. Увеличение пере¬крытий уменьшит утлы засечки наблюдаемых точек, что приведет к снижению точности в определении их отстояний (превышений).
Если снимки перед глазами поменять местами, наблюдатель также увидит стереомодель, но с обратным стереоэффектом — удаленные элементы ландшафта будут восприниматься близкими и, наоборот, близкие элементы покажутся удаленными. Этот ва¬риант стереоскопического наблюдения снимков используют при анализе отрицательных микроформ рельефа (промоин, канав, кю¬ветов и др.). Может быть еще вариант стереоскопического наблю¬дения снимков, при котором оба снимка развертываются в своей плоскости на 90°. Наблюдатель при этом вне зависимости от рель¬ефа увидит плоское пластичное изображение местности. Стерео¬эффект, получаемый при этом, называют нулевым.
Точность (детальность) стереоскопического восприятия по сним¬кам элементов пространственных объектов зависит, как уже отмеча¬лось, от угла засечки этих элементов. Значение угла определяется размерами базиса (В) и высотой съемки (Н). Точность восприятия стереомодели зависит также от условий наблюдения снимков. Ми¬нимальную разность отстояний (высот) наблюдаемых точек для рас¬стояния наилучшего видения (250 мм) определяют по формуле…
Точность восприятия превышений при наблюдении космичес¬ких снимков может повышаться за счет увеличения базиса съемки. Сделать это можно, увеличив угол поля изображения съемочной системы или используя конвергентную съемку. В первом случае могут быть варианты: увеличение формата кадра или уменьшение фокусного расстояния съемочной камеры. Последний вариант приведет к уменьшению съемочного масштаба и геометрического разрешения снимков.