§ 83. Особенности использования космических снимков для составления и обновления топографических карт
Кроме аэроснимков для составления и обновления топографических карт успешно используются космические снимки.
К фотографической аппаратуре, устанавливаемой на искусственном спутнике Земли или на космическом корабле, предъявляются высокие требования:
геометрическое качество снимков должно обеспечивать необходимую точность построения или сгущения опорной сети и составления карт, фотокарт и фотопланов;
масштаб снимков и их фотографическое качество должны обеспечивать возможность дешифрирования объектов, подлежащих отображению на картах и фотодокументах;
в процессе фотографирования необходимо определять элементы внешнего ориентирования снимков.
Вариант фотографической аппаратуры (в схематическом изображении), удовлетворяющей этим требованиям и предназначенной для установки на космических носителях, возвращаемых на Землю, представлен на рис. 109.
В комплект этой аппаратуры входят: короткофокусная широкоугольная фотокамера, позволяющая получать мелкомасштабные снимки Р1 для построения и сгущения опорных геодезических сетей и составления карт; три длиннофокусные фотокамеры, дающие крупномасштабные снимки Р2, Р3 и Р4 для дешифрирования и составления фотопланов; панорамная фотокамера, позволяющая получать панорамные снимки Р5; звездная камера для фотографирования звездного неба (снимок Р6), а также четыре горизонтные камеры для фотографирования линии горизонта в четырех взаимно перпендикулярных направлениях (например, снимки Р7 и Р8).
Все фотокамеры жестко связаны и работают синхронно. Можно считать, что центры проекции всех снимков находятся в одной точке S, так как высота орбиты носителя велика по сравнению с расстояниями между объективами фотокамер. Таким образом, одновременно получают десять изображений поверхности планеты, линии горизонта и звездного неба.
Если поле зрения панорамной камеры больше 180°, то на панорамном снимке изображается линия горизонта, наблюдаемая в двух направлениях, перпендикулярных к орбите, а также территория, ограниченная этими линиями и полем зрения камеры в направлении полета.
Панорамный снимок отличается высокой разрешающей способностью, что позволяет использовать его для дешифрирования. Однако масштаб панорамного снимка быстро уменьшается от центра до изображения линии горизонта. Поэтому для дешифрирования используют только центральную часть снимка.
Панорамные снимки можно использовать и для измерительных целей. При этом необходимо учитывать, что панорамный снимок не имеет единого центра проекции вследствие перемещения носителя в момент экспозиции. Каждой элементарной полоске панорамного снимка, параллельной направлению полета, соответствуют свой центр проекции и свои угловые элементы внешнего ориентирования.
Звездные и горизонтальные снимки служат для определения угловых элементов внешнего ориентирования мелкомасштабных снимков. Линейные элементы внешнего ориентирования этих снимков находят из орбитальных измерений.
Угловые элементы внешнего ориентирования крупномасштабных снимков являются функциями угловых элементов мелкомасштабного снимка и параметров, определяющих взаимное положение короткофокусной и длиннофокусной фотокамер.
Общее поле зрения трех длиннофокусных камер равно полю зрения короткофокусной камеры. Масштаб снимка, полученного центральной длиннофокусной фотокамерой, в 4—5 раз крупнее масштаба снимка, сделанного короткофокусной фотокамерой.
Комплект бортовой аппаратуры должен содержать еще лазерный высотомер с фиксацией точки отраженного импульса и службу времени для регистрации моментов фотографирования и осуществления синхронной работы составляющих этого комплекта.
Подсчитаем ожидаемую точность определения координат точек местности по космическим мелкомасштабным снимкам, полученным фотокамерой с фокусным расстоянием 200 мм.
Пусть высота орбиты H = 300 км, формат снимков 30×30 см, а продольное перекрытие 60%. Тогда масштаб снимков равен 1 : 1500 000, т. е. в 1 см 15 км, базис фотографирования в масштабе снимка b = р=12 см, что соответствует 180 км в натуре.
Из формул (106) и (110) следует:
где mx, mY и тh — средние квадратические ошибки определения координат X и У и превышения h точки местности; mx,y— ошибка измерения координат точки снимка; mΔp — ошибка измерения разности продольных параллаксов.
Применяя аналитический способ обработки снимков, можно считать, что тх,у = mΔР =10 мкм. Тогда тх = тΔp=10 мкм; тh = 25 м.
Итак, точность определения планового положения точек местности по данным космических мелкомасштабных снимков соответствует требованиям создания контурных карт масштабов 1:25000 и мельче. Однако точность определения высот может удовлетворять требованиям, предъявляемым к картам масштаба не крупнее 1 : 100 000 с сечением рельефа через 40 м.
Повысить точность определения высот можно путем увеличения формата кадра. В этом случае возрастает значение продольного параллакса, что ведет к уменьшению ошибки т& Например, при формате кадра 24×45 см b= р=18 см, а тh=17 м (длинная сторона кадра параллельна направлению полета, продольное перекрытие снимков 60 %).
Крупномасштабные космические снимки, полученные длиннофокусными камерами, позволяют создавать фотопланы масштаба 1 : 25 000 и мельче.
Другие вопросы фотограмметрической обработки космических снимков рассмотрены в гл. 17.
- § 1. Фотограмметрия, ее задачи и связи со смежными дисциплинами
- § 2. Фототопография и фототопографические съемки
- Глава 1
- § 3. Основные положения теории центрального проектирования
- § 4. Построение изображения в оптической системе
- § 5. Принципиальная схема фотограмметрической камеры. Дисторсия объектива и элементы внутреннего ориентирования
- § 6 Элементы внешнего ориентирования снимка
- § 9. Расчет параметров топографической аэрофотосъемки
- § 10. Аэрофотосъемочное оборудование
- § 11. Определение элементов внешнего ориентирования аэрофотоснимков в полете
- § 12. Системы координат
- § 13. Определение направляющих косинусов
- § 14. Связь координат соответственных точек местности и снимка
- § 15. Зависимость между координатами соответственных точек горизонтального и наклонного снимков
- § 16. Масштаб аэрофотоснимка
- § 17. Искажение направлений на аэрофотоснимке
- § 18. Смещения точек на снимке,
- § 19. Физические источники ошибок аэрофотоснимка
- § 20 Фотосхемы
- Глава 4
- § 21. Цель и способы трансформирования аэрофотоснимков
- § 22. Геометрические и оптические условия фототрансформирования
- §23. Согласование геометрических
- § 24 Фототрансформатор фтб
- § 25. Фототрансформатор фтм
- § 26. Фототрансформатор фта
- § 27. Конструктивные особенности зарубежных фототрансформаторов
- § 28. Определение способа фототрансформирования аэроснимков
- § 29. Расчет толщины подложки
- § 30. Фототрансформирование по установочным величинам
- § 31. Фототрансформирование по трансформационным точкам
- § 32. Фототрансформирование аэроснимков по зонам
- § 33. Монтирование фотоплана
- Глава 5
- § 34 Классификация способов определения элементов внешнего ориентирования снимков
- § 35. Математическая формулировка задачи и точность определения элементов внешнего ориентирования
- § 36. Монокулярное, бинокулярное и стереоскопическое зрение
- § 37. Наблюдение стереоскопического изображения по паре снимков
- § 38 Способы стереоскопического измерения снимков и модели
- § 39. Точность наведения марки
- §40. Стереокомпаратор
- § 41. Координаты и параллаксы точек стереопары
- § 42. Элементы ориентирования пары аэрофотоснимков
- § 43. Связь координат точек местности
- § 44. Формулы для идеального случая съемки
- § 45. Точность определения координат точек местности
- Глава 8
- § 46. Фотограмметрическая модель
- §47. Взаимное ориентирование пары снимков
- § 48. Построение фотограмметрической модели
- § 49. Внешнее ориентирование модели
- § 50. Определение элементов внешнего ориентирования снимков
- § 51. Аффинная модель
- § 52. Деформация фотограмметрической модели
- § 53. Назначение и особенности конструкции универсальных приборов
- § 54. Конструктивные формы пространственной засечки на аналоговых универсальных приборах
- § 55. Стереопроектор г. В. Романовского
- § 56 Стереограф ф. В. Дробышева
- § 57. Стереограф цниигАиК
- § 58. Стереометрограф
- § 59. Обработка пары снимков на аналоговых универсальных приборах
- § 60. Ортофототрансформирование аэрофотоснимков
- § 61 Аналитические универсальные приборы
- Глава 10 стереометр
- § 62. Теория стереометра стд-2 и описание его устройства
- § 63. Ориентирование аэрофотоснимков на стереометре и рисовка рельефа
- Глава 11 дешифрирование аэрофотоснимков
- § 64. Дешифровочные признаки
- § 65. Дешифрирование топографических объектов
- Глава 12 фототриангуляция
- § 66. Назначение, сущность и классификация пространственной фототриангуляции
- § 67. Аналитическая маршрутная фототриангуляция
- §68. Аналитическая блочная фототриангуляция
- § 69. Точность пространственной фототриангуляции и расчет геодезического обоснования
- Глава 13 наземная фототопографическая съемка
- § 70. Общие положения
- § 71. Основные формулы для одиночного наземного снимка
- § 72. Основные формулы для пары
- § 73. Формулы связи между геодезическими и фотограмметрическими координатами
- § 74. Точность определения координат точек местности при наземной фототопографической съемке
- § 75. Фототеодолиты
- Основные технические характеристики фотокамеры:
- § 76. Полевые работы при наземной фототопографической съемке
- § 77. Аналитический метод стереофотограмметрической обработки снимков
- § 78 Универсальный метод стереофотограмметрической обработки снимков
- § 79. Составление топографических карт по наземным снимкам на стереоавтографе
- Глава 14 методы составления топографических карт
- § 80. Комбинированный метод
- § 81. Стереотопографический метод
- § 82. Обновление топографических карт
- § 83. Особенности использования космических снимков для составления и обновления топографических карт
- Глава 15 технология аэрофототопографической съемки при создании планов
- § 84. Назначение планов и требования к их точности
- § 85. Проектирование аэрофотосъемочных работ
- § 86. Геодезическое обеспечение аэрофотоснимков
- § 87. Особенности фотограмметрической обработки аэрофотоснимков крупномасштабной съемки
- § 88 Особенности дешифрирования снимков
- § 89. Построение цифровой модели местности
- Глава 16
- § 90. Составление по аэрофотоснимкам планов трасс при изысканиях дорог, каналов, высоковольтных линий электропередач и других линейных сооружений
- §91 Применение наземной фототопографической съемки в открытых горных разработках
- § 92. Применение наземной фототопографической съемки в архитектуре
- § 93. Определение деформаций инженерных сооружений фотограмметрическими и стереофотограмметрическими методами
- § 94. Использование фотограмметрических методов при изучении склоновых процессов
- § 95. Применение аэрофотосъемки и наземной фототеодолитной съемки для исследования ледников
- Глава 17 составление карт по материалам космических съемок
- § 96. Краткая историческая справка
- О развитии космической съемки
- § 97. Условия проведения съемочных сеансов
- § 98. Виды съемок из космоса и съемочное оборудование
- § 99. Отличие космической фотосъемки от аэрофотосъемки
- § 100. Влияние кривизны планеты на фотограмметрические измерения
- § 101 Особенности фотограмметрической обработки космических фотоснимков
- § 102. Геометрия панорамных фотоснимков
- § 103. Обработка телевизионных и фототелевизионных снимков
- § 104 Обработка радиолокационных снимков
- § 105. Применение космической съемки в различных отраслях народного хозяйства
- Глава 18 применение фотограмметрии для съемок водных акваторий
- § 106 Общие сведения
- § 107. Особенности проведения фотосъемок водных акваторий
- § 108. Гидроакустическая съемка
- § 109. Определение глубин по фотоснимкам фотограмметрическим способом
- § 11О. Перспективы развития фотограмметрии