ЛЕКЦІЯ 5. ОЦІНКА ЯКОСТІ МАТЕРІАЛІВ АЕРОФОТОЗНІМАННЯ

1. Загальні відомості про аерофотознімання

Аерофотозніманням називається фотографування ділянок земної поверхні з літального апарата з метою створення топографічних карт або інших картографічних матеріалів.

Ділянки земної поверхні фотографують у межах рамок трапецій топографічних карт. Аерофотознімання, як правило, здійснють прямолінійними й паралельними маршрутами в напрямку захід-схід і навпаки або північ-південь. Маршрути повинні бути безперервними й паралельними межам знімальної ділянки, а осі крайніх маршрутів мають збігатися з межами ділянки.

Основні технічні вимоги до аерофотознімання: мала непря-молінійність маршрутів, яка характеризується відношенням величини прогину осі маршруту до його довжини і неповинна перевищувати 2% під час знімання у масштабах, менших 1:5000 із висоти750 м і вище, а також 3% при зніманні в масштабах 1:5000 і більше з висоти нижче 750 м.

Головними характеристиками аерофотознімання є фокусна відстань аерофотоапарата й висота фотографування (висота польоту літального апарата над земною поверхнею). Ці величини визначають масштаб сфотографованого зображення:

де m – знаменник масштабу знімання, f – фокусна відстань аерофотоапарата, H – висота фотографування.

При маршрутному та багатомаршрутному аерофотозніманні на кожному наступному знімку фотографують частину території, яка вже була зображена на попередньому знімку, тобто суміжні знімки перекриваються між собою.

Точка, з якої виконують фотографування, називається центром фотографування. Відстань між двома суміжними центрами фотогра-фування називається базисом фотографування Bx. Перекриття знімків за напрямком польоту літака – поздовжнє, воно забезпечує зв′язок знімків між собою.

Фактичний розмір поздовжнього перекриття на аерознімку розраховують за формулою:

де l – довжина знімка за напрямком польоту; lx – довжина перекритої частини знімка в тому ж самому напрямку.

Поздовжнє перекриття аерознімків залежить від перевищення h точок місцевості над середньою площиною ділянки знімання і висоти фотографування Н. Розрахункове (задане) поздовжнє перекриття визначають за формулою:

Відстань між суміжними маршрутами встановлюють таку, яка б забезпечила задане поперечне перекриття. Його розраховують за формулою:

За масштабів аерофотознімання, більших від 1:10 000, Py збільшують на 4%, а дрібніших від 1:25 000 зменшують на стільки ж відсотків. Фактичне поперечне перекриття визначають за формулою:

де l – довжина сторони аерознімка, ly – довжина перекритої частини аерознімків двох суміжних маршрутів.

Поздовжнє  перекриття  Р_х  аерофотознімків  повинне  бути  в  середньому 60% (мінімальне перекриття 56%), що забезпечує наявність потрійного поздовжнього перекриття не менше 12%.

Поперечне перекриття Р_у  аерофотознімків суміжних маршрутів має бути у середньому 30 – 40 % із допустимим мінімальним значенням 20% і максимальним, яке не перевищує середнє на 10-20%.

Поздовжнє перекриття трьох послідовних фотознімків є обов’язковим, тому що воно визначає величину перекриття між сусідніми стереопарами. В межах цього перекриття набирають сполучні точки, які забезпечують передачу координат з однієї стереопари на другу.

У поперечному перекритті намічають точки польової прив’язки аерофотознімків, сполучні точки для передачі координат з одного маршруту на інший.

Непаралельність базису фотографування стороні фотознімка так званої ялинки не повинна перевищувати 5̊для фокусних відстаней фотокамер f = 100мм   і менше, 10 -̊12 для f = 200 – 350 мм і 14^о для f = 500 мм. За поздовжніми і поперечними перекриттями визначають розміри сторін робочої площі знімка.

Робочою площею знімка називається площа, обмежена лініями, що проходять через середини подвійних поздовжніх і поперечних перекриттів. Із трьох суміжних маршрутів аерофотознімання є п'ять аерознімків, які перекриваються з центрами. З усієї площі аерознімка використовують тільки його центральну частину, обмежену середніми лініями перекриттів.

Аерофотознімання виконують на чорно-білій, кольоровій і спектрозональній фотоплівках. Частіше використовують чорно-білу фотоплівку, оскільки вартість її виготовлення й фотохімічної обробки нижча ніж у інших типів фотоплівок.

Кольорову та спектрозональну фотоплівки використовують у тому разі, коли головною метою є дешифрування об’єктів на земній поверхні.

Аерофотознімання, призначене для створення топографічних карт, здійснюють згідно з «Основними технічними вимогами до аерофотознімання, призначеного для створення топографічних карт та інженерних планів».

2. Класифікація аерофотознімання

Аерофотознімання може бути :

• багатомаршрутним (аерофотозйомка площі) - коли фотографують місцевість шляхом прокладання ряду прямолінійних взаємно паралельних аерофотозйомочних маршрутів; звичайно із заходу на схід і зі сходу на захід;

• маршрутним - при якій виконують зйомку вузької смуги місцевості з  одним маршрутом;

• одинарним - коли отримують одинарний аерофотознімок об’єктів, що фотографують.

3. Оцінка якості матеріалів аерофотознімання

Фотографічну якість аерофотосвітлин оцінюють наосновісенситометричних вимірювань, а у навчальних цілях – візуально. До фотографічної якості аерофотосвітлин ставляться наступні вимоги:

-  висока різкість зображення, особливо на краях аерознімків;

-  рівномірна оптична густина і достатня контрастність зображення (на аеросвітлинах не повинно бути абсолютно чорних і білих ділянок);

-  достатня проробка деталей на світлих і тіньових ділянках:

-  відсутність оптичних, хімічних і механічних пошкоджень зображення (засвітів, полос, подряпин, зображення хмар або тіней від них, жовтих плям, як результат неякісної фотохімічної обробки і т. п.)

Оцінку якості АФЗ виконують на накидному монтажі. Накидний монтаж (НМ) це тимчасове, приблизне з’єднання контактних аерофотознімків у загальну картину сфотографованої місцевості.

НМ виготовляють на дерев’яному щиті (креслярська дошка), аерофотосвітлини закріплюють на ньому кнопками. Спочатку аерофотознімки сортують по-маршрутно, а монтаж починають з верхнього правого аерофотознімка верхнього маршруту, з’єднуючи суміжні аерофотознімки за контурами в середній частині зони поздовжнього перекриття способом „мигання”. До першого маршруту монтують аерофотознімки другого маршруту, з’єднуючи їх за поперечним і поздовжнім перекриттями, розподіляючи порівну неспівпадання контурів, у загальну картину сфотографованої місцевості. Монтаж проводять так, щоб наступний аерофотознімок не закривав номера попереднього.

Для оцінки поздовжнього (Р_x) і поперечного (P_y) перекриття використовують фотограмметричну лінійку, довжина шкали якої рівна стороні аерофотознімка і поділена на 100 частин, тобто виражає відстані в процентах від сторони аерофотознімка.

При поздовжньому перекритті меншому 56% фотограмметричну обробку аерофотознімків виконати важко, а іноді неможливо. Аерофотознімки з поздовжнім перекриттям меншим 50% - бракують.

Поперечне перекриття визначають так

Рисунок 1. Визначення поперечного перекриття аерофотознімків

Мінімальне поперечне перекриття допускається до 20%, при менших поперечних перекриттях виникають фотограмметричні розриви і такі аерофотознімки бракують.

Прямолінійність маршруту (n,%) оцінюють за величиною l (%), найбільшого відхилення головної точки одного з аерофотознімків маршруту від прямої L, яка з’єднує на накидному монтажі головні точки крайніх аерофотознімків цього ж маршруту .

Оскільки, при P_x ñ 50% головні точки аерофотознімків на накидному монтажі закриті, відстань L і стрілку прогину l виміряють по верхньому або по нижньому краю маршруту так.

Величину непрямолінійності обчислюють за формулою:

 

 

де l – максимальне відхилення; L   – довжина замикаючої прямої.

При n більше 3% аерофотознімки бракують.

Правильність   орієнтування   аерофотоапарату    (АФА)      („ялинку”) перевіряють шляхом вимірювання на накидному монтажі кутів y між поздовжніми сторонами аерофотознімків і базисом фотографування - лініями, які з’єднують центри (головні точки) суміжних аерофотознімків. Вимірювання виконують з допомогою транспортира або кутової шкали на фотограмметричній лінійці.

Оцінку кутів нахилу аерофотознімків виконують за показами круглого рівня АФА. Ціна поділки круглого рівня 1^о. Визначення кута нахилу аерофотознімка показано на рис.

Рисунок 2. – Круглий рівень аерофотознімка (a = 3^о)

Максимальний    кут    нахилу       аерофотознімка   для    планового аерофотознімання допускається до 3 градусів. Відхилення   від заданого   масштабу   чи   від         заданої   висоти фотографування визначають за показами радіовисотоміра або за формулою:

де H₁ і H₂ – висота фотографування першого і другого аерофотознімків відповідно;

l₁ і l₂ – відстані між двома точками на першому і другому аерофотознімках відповідно.

Зміни висоти фотографування в межах одного маршруту не повинні перевищувати 50 м. Відхилення фактичної висоти фотографування від заданої допускається не більше 5%, а при висоті фотографування до 1000 м. – не більше 50 м.

Оцінку якості вирівнювання аероплівки виконують шляхом вимірювання відхилення зображень контрольних ниток від прямої лінії на краях аерознімка. Вказані відхилення не повинні перевищувати 0,1 мм при фокусних відстанях АФА 70 – 100 мм. Загальна оцінка виконується за трьохбальною системою.

4. Створення ортофотопланів за матеріалами аерофотознімання

5. Питання для самоконтролю

1. Що називається аеро- і космо-фотозніманням?
2. Яке аерознімання називається плановим?
3. Яке аерознімання називається перспективним?
4. Як розрізняють аерофотознімання залежно від масштабу фотографування?
5. Як класифікують знімальні системи залежно від способу доставки результатів на пункти приймання?
6. Що таке базис фотографування?
7. Якими параметрами аерофотознімання визначають масштаб фотографування?
8. Яким приладом вимірюють висоту фотографування в польоті?
9. Що таке поздовжнє і поперечне перекриття?
10. За якими параметрами оцінюють фотограмметричну якість аерофотознімання?

6. Питання на самостійну підготовку

1. Вимоги до матеріалів аерофотознімання
2. Технологія створення цифрових ортофотопланів
3. Методи створення ортофотопланів