§ 22. Геометрические и оптические условия фототрансформирования

Геометрические условия обеспечивают получение геометрически правильного трансформированного изображения в заданном мас­штабе.

Предположим, что необходимо выполнить фототрансформиро­вание аэроснимка Р (рис. 44), полученного с высоты фотографи­рования Н при фокусном расстоянии f и имеющего угол наклона α₀. Установим снимок в кассету проектора, позволяющего сохра­нить элементы внутреннего ориентирования снимка и тем самым восстановить по снимку связку проектирующих лучей, которая су­ществовала при аэрофотосъемке. Наклоним проектор на угол α₀ и спроектируем изображение на горизонтальную плоскость Е, ус­тановив центр проекции S на высоте Н/М, где М — знаменатель масштаба создаваемой карты. В результате на плоскости Е полу­чим в заданном масштабе трансформированное изображение, у ко­торого будут исключены смещения точек, вызванные углом нак­лона снимка.

Способ фототрансформирования снимков с сохранением эле­ментов внутреннего ориентирования называется трансформи­рованием 1 рода или трансформированием с сохранением подобия связки проектирующих лучей, имевшей место для дан­ного снимка при аэросъемке. Таким образом, геометрические ус­ловия можно сформулировать следующим образом.

1. Центр проекции S должен находиться в главной вертикаль­ной плоскости аэроснимка на расстоянии, равном f/sin cc₀ от глав­ной точки схода /.

2. Плоскость трансформирования Е должна быть перпендику­лярна к главной вертикальной плоскости аэроснимка и парал­лельна прямой, соединяющей центр проекции и главную точку схода.

3. Расстояние вдоль главной вертикали аэроснимка от главной точки схода до линии пересечения плоскостей снимка и трансфор­мирования (точка V) должно быть равно Н/(Msin α₀).

Нарушение условий 1 или 2 приведет к деформации трансфор­мированного изображения. Нарушение условия 3 вызовет только изменение масштаба.

Однако трансформирование 1 рода не нашло применения на производстве, так как необходимо иметь большой набор объек­тивов к проектору для восстановления элементов внутреннего ориентирования, имевших место у фотокамер, и обеспечения резкости изображения на экране трансформатора.

Выполним фототрансформирование снимка с нарушением эле­ментов внутреннего ориентирования. В соответствии с геометриче­скими условиями центр проекции S' должен располагаться на ок­ружности, проведенной радиусом f/sin α₀ с центром в точке I, а плоскость трансформирования Е должна развернуться вокруг линии пересечения ее с плоскостью снимка до положения, когда она станет параллельна линии S'I. В результате будут соблюдены геометрические условия и будет получено геометрически правиль­ное трансформированное изображение. Преимущество транс­формирования 2 рода состоит в том, что на одном фото­трансформаторе можно трансформировать снимки с различными элементами внутреннего ориентирования. В связи с этим данный способ трансформирования нашел широкое применение на произ­водстве.

Оптические условия обеспечивают получение резкого изобра­жения на экране фототрансформатора. В соответствии с законами оптического сопряжения нужно выполнить два условия.

1. Плоскости снимка Р (рис. 45) и экрана Е должны прохо­дить через пару оптически сопряженных точек а и а', т. е. должно соблюдаться уравнение оптики:

Соблюдение этого условия обеспечивает резкость на экране всех точек снимка только при горизонтальном положении снимка и экрана.

2. Плоскости снимка и экрана должны пересекаться в главной плоскости объектива фототрансформатора. Соблюдение второго условия в дополнение к первому обеспечивает получение на эк­ране резкого изображения всех точек снимка при наклонном по­ложении снимка и экрана.