§ 21. Цель и способы трансформирования аэрофотоснимков

Трансформирование аэрофотоснимка — это преоб­разование изображения аэрофотоснимка местности из централь­ной проекции с одними параметрами в центральную проекцию с другими параметрами. В общем случае это преобразование изо­бражения сфотографированного объекта, полученного на снимке, в его изображение на фотоплане, плане или карте. Методика пре­образования определяется проекцией, в которой получено изобра­жение объекта на снимке, и проекцией, которая выбрана для соз­даваемого фотоплана, плана или карты.

Топографическая карта представляет изображение точек зем­ной поверхности на плоскости, полученное при условии проекти­рования их отвесными линиями на поверхность референц-эллипсоида, являющегося математической фигурой Земли, и сохранения подобия фигур. Участки поверхности референц-эллипсоида, соот­ветствующие трапециям топографических карт, практически мало отличаются от плоскости, и, таким образом, эти карты представ­ляют собой изображение точек земной поверхности на плоскости в ортогональной проекции. Топографический аэрофотоснимок яв­ляется изображением точек местности на плоскости в центральной проекции. Центральная проекция соответствует ортогональной только в одном случае, когда на горизонтальном аэрофотоснимке сфотографирована плоская горизонтальная местность. При фото­графировании рельефной местности положение точек на аэро­снимке по сравнению с ортогональной проекцией искажено превы­шениями этих точек на местности. Кроме того, положение точек на аэроснимке искажено из-за наклона снимка.

Таким образом, трансформирование топографических аэрофо­тоснимков — преобразование в заданном масштабе изображения точек местности из центральной проекции в ортогональную с ис­ключением перспективных искажений. Смещения точек, вызван­ные углом наклона аэроснимка, подчиняются определенному за­кону, и, если известна величина угла, смещения могут быть легко учтены одновременно для всех точек снимка. Смещения точек, вызванные превышениями на местности, соответствуют измене­ниям форм рельефа. Кроме того, масштаб изображения также за­висит от рельефа местности и отсюда становится ясным, что наи­более трудной задачей трансформирования топографических аэро­снимков является учет влияния рельефа. Решить строго задачу трансформирования можно только, разложив фотоизображение на точки и трансформируя каждую в отдельности.

Для трансформирования аэроснимков применяют следующие способы: аналитический, фотомеханический, оптико-графический, дифференциальный.

Аналитический способ основан на использовании формул связи координат точек аэроснимка и местности. Трансформирование вы­полняется с использованием электронно-вычислительных машин. При этом результаты могут быть получены:

в виде цифровой модели трансформированного снимка (ката­лог координат);

в графическом виде при подключении к ЭВМ автоматизиро­ванного координатографа (графопостроителя);

в виде фотоизображения при подключении фотопечатающего устройства.

Фотомеханический способ основан на использовании фото­трансформаторов и применяется для трансформирования аэро­снимков равнинной и всхолмленной местности с целью получения фотопланов. В настоящее время на аэрогеодезическом производ­стве является основным способом трансформирования аэрофото­снимков.

Оптико-графический способ основан на использовании оптиче­ских проекторов и позволяет по аэроснимкам рельефной местно­сти получить трансформированное изображение в графическом виде. В настоящее время на производстве не применяется, но может быть использован при обновлении карт.

Дифференциальный способ (ортофототрансформирование) ос­нован на использовании специальных ортофототрансформаторов, созданных на базе универсальных приборов. Аэрофотоснимки рельефной местности трансформируют небольшими участками через щель ромбической формы, размеры которой можно изме­нять. Трансформированные изображения получают в виде ортофо-тоснимков, из которых монтируют ортофотоплан.

Аэрофотоснимки плоской наклонной местности можно транс­формировать не на горизонтальную, а на наклонную плоскость. Практически работа выполняется почти так же, как и при транс­формировании на горизонтальную плоскость.