Фотограмметрическое производство и работы

Помимо науки и технологии фотограмметрию называют еще и искусством. Третий термин, стоящий на первом месте перед наукой и технологией в определении фотограмметрия, прописан в документе Международного общества фотограмметрии. Конечно, это не художественная фотография, но качественная работа всегда считается искусством. Например, словосочетание маркшейдерское искусство всегда было на слуху и это не пустые слова, а способность выполнять свое дело с таким качеством работы, что его стали называть искусством. Самое распространенное применение фотограмметрии приходится на аэрокосмическую топографию для производства карт и использование в кадастровых и геоинформационных системах.

Фотограмметрические дистанционные съемки

При современном развитии фотограмметрических технологий в процессе съемочных работ используют различные по своим основным параметрам съемочные системы и работы.

Фототеодолитная - наземная классическая съемка, основанная на выполнении следующих полевых и камеральных работ:

• фотографирования всей физической земной поверхности с геодезических съемочных станций фотокамерой, называемой фототеодолитом;
• ориентирования и привязки теодолита в системе геодезической съемочной сети на местности;
• вычисления координат базовых станций, контрольных точек и определения длин между ними;
• исполнение фотолабораторных процессов;
• фотограмметрическая обработка на стереокомпораторах пар фотоснимков с целью получения топографической карты.

В фотограмметрическую обработку входит преобразование метрической (спектральной) информации на снимке в пространственное положение и другие данные о геометрических размерах и связях объектов запечатленные на фотоснимках.

Аэрокосмические съемки – это научные, технические и производственные процессы и направления, изучающие и применяющие на практике способы измерения и регистрации излучений. Среди них выделяют:

• точечные одномерные измерения, соответствующие уровни интенсивности в которых отвечают определенному параметру характеристике;
• плановые измерения по площади;
• пространственные, способствующие в процессе съемки получению трех координат объектов.

Из них выделяют отдельно аэрофотосъемку и космическую съемку.

Аэрофотограмметрическая съемка исполняется аэрофотоаппартом, сокращенно АФА. Возможно использование в похожих технологических процессах выполнения съемок как одного аэрофотоаппарата, так и двух АФА. Важно отметить, что при съемке с двумя аппаратами, в каждом из них используется разное фокусное расстояние. В конечном итоге получаются крупномасштабные и мелкомасштабные снимки. Это влияет на технологические этапы обработки снимков или производство дешифрования, или соответственно фотограмметрической обработки.

Известно, что после изобретений фотографии и возникновения фотограмметрии в начале двадцатого века был изготовлен стереокомпаратор. Этот прибор предоставил возможность наблюдать стереоскопический эффект глубинного объемного изображения. Он возникает на основе разглядывания двух фотографических совмещенных снимков отдельно друг от друга каждым глазом, при котором снимки сливаются в один единственный объемный вид.

Спутниковые съемки осуществляются с космических станций и более дальних высот, чем аэрофотосъемки с использованием аэрофотоаппаратов с соответствующими модификациями. В космических фотоаппаратах при спутниковых съемках применяются черно-белые пленки, цветные и спектральные.

Многозональные съемки. Они выполняются сразу в нескольких спектрах видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом с применением специальных много объективных фотоаппаратов со светофильтрами. Результатом съемок являются цветные фотоснимки с разной информативностью. Например, лесные площади разделяются на таких снимках по видам пород или возрасту деревьев.

Телевизионные съемки. В целях картографирования в этом телевизионном процессе используют пленочные телевизионные снимки, с применением фотограмметрической обработки. С орбиты, с космических спутников в наземные лаборатории дистанционно поступает информация, рассматриваемая по фотокадрам. Такой способ отличается оперативностью и скоростью получения информации и применяется для картографирования любых динамически развивающихся процессов в любом месте планеты и съемки поверхностей планет солнечной системы.

Сканерные и радиолокационные съемки. Эти два вида работ относятся к современным цифровым фотограмметрическим съемкам и применяются в сфере точных измерений. В первой применяется лазерная сканерная система, основанная на качающейся призме (сканирующем элементе), через которую в объектив оптико-механической системы поступает лучевой лазерный поток, преобразующийся в электрический сигнал, передающийся в конечном итоге в изображение. Радиолокационная съемка основана на использовании радиолокационных систем, с применением в них радиоволн миллиметрового, и до метрового диапазонов, и получающих в результате локационные снимки.

Структура и содержание основных фотограмметрических работ

Фотограмметрическая съемка и обработка фотоснимков с помощью стереокомпараторов дает возможность с высокой точностью получать на них координаты точек съемки. Несмотря на развитие и использование в настоящий момент цифровой фотограмметрии структура всего комплекса фотограмметрических работ принципиально не изменилась и на примере аэрофотосъемки выглядит следующим образом.

• Первое. Ввод измерительных марок для фотоснимков (идентификация и обозначение), позволяющий с их помощью измерять координаты точек, а также горизонтальные и вертикальные параллаксы точек, которые равны разности соответственно измеренных абсцисс и ординат. Или для цифровой фотограмметрии маркирование и обозначение на цифровых фотоснимках опорных пунктов и их координат геодезическим способом.
• Второе. Применение внешнего ориентирования аэроснимков, без которого не может быть создана стерескопическая модель. Технологический процесс по внешнему ориентированию заключается в установлении положения фотоснимков относительно друг друга и еще базиса фотографирования под соответствующим углом в момент съемки. Положение взаимного ориентирования аэроснимков определяется при помощи угловых и линейных элементов ориентирования. Линейное положение характеризуется через центры снимков с тремя пространственными координатами и угловое – через три последовательных угла поворота, очередность которых не играет особой роли.
• Третье. Осуществление калибровки аэроснимков, характеризующееся определением внутреннего ориентирования фотоснимков по их элементам. К ним относятся главная точка снимка, фотограмметрическое фокусное расстояние. В процессе калибровки устанавливают и геометрические систематические ошибки (искажения).
• Четвертое. Выполнение фототрансформирования аэроснимков из центральной проекции снимка в ортогональную проекцию.
• Пятое. Планово-высотная привязка и фотограмметрическое сгущение по определению пространственных координат опорных точек по цифровым (фотограмметрическим) снимкам в соответствующей системе координат.
• Шестое. Уравнивание фотограмметрической сети (фототриангуляция) по методу наименьших квадратов с использованием автоматизированных программ уравнивания.
• Седьмое. Монтирование фотоплана с использованием координат точек трансформируемых аэроснимков. В цифровой фотограмметрии осуществляется измерение, определение и преобразование координат единых точек на перекрывающихся фотоснимках в цифровую форму. Выполнение прямых задач фотограмметрических засечек многократным образом с целью получения точек рельефа местности. Создается цифровая местность поверхности с использованием известных цифровых координат и метода интерполирования высотных отметок. Построение горизонталей.
• Восьмое. Дешифрирование, представляющее собой процесс обнаружения, изучения и определения характеристик объектов на фотоснимках, их границ и контуров на разных стадиях фотограмметрической обработки.
• Девятое. Редакционные и оформительские работы (цифрового) оригинала топографической карты, который в обязательном порядке передается в БТЦИ банк топографической цифровой информации.