§ 60. Ортофототрансформирование аэрофотоснимков

Универсальные приборы используют также и для фототрансфор­мирования аэроснимков, которое называют дифференциальным или ортофототрансформированием.

При фототрансформировании на оптико-механических фо­тотрансформаторах изображение получается в центральной про­екции и, следовательно, в плановом положении точек остаются ошибки, вызванные рельефом местности. Чтобы их исключить, т. е. осуществить полный переход из центральной проекции, в ко­торой получен аэрофотоснимок, в ортогональную проекцию топо­графической карты, нужно фототрансформировать аэроснимок поточечно, что возможно только на аналитическом фототрансфор­маторе. Фототрансформирование аэрофотоснимков по зонам частично решает задачу создания фотопланов на рельефную мест­ность, однако с увеличением пе­репада высот возрастает трудо­емкость работы, увеличиваются ошибки и снижается качество фотоплана.

В настоящее время наиболее полно задачу решает ортофототрансформирование, которое вы­полняется на универсальном стереофотограмметрическом при­боре, имеющем специальную ортофотоприставку. В основу спо­соба положено то, что построен­ная на приборе по стереопаре аэроснимков геометрическая модель местности позволяет учитывать изменение высот точек.

Принцип ортофототрансформирования состоит в следующем. Измерительная марка автоматически перемещается по прямой в проекции на плоскость XY, а наблюдатель в это время подни­мает (опускает) ее в соответствии с профилем местности (рис.88). Синхронно с маркой над плоскостью Е, на которой расположен фотоматериал, перемещается по прямой щель, а сама плоскость Е поднимается (опускается) до уровня расположения точки, на которую наведена марка (положения Е_А, Е_в, Е_с). С одного из аэроснимков участок изображения вокруг точки наведения, огра­ниченный размерами щели, печатается на фотоматериал. В ре­зультате на плоскости Е будет получено положение точек в орто­гональной проекции (А_о, В_о, С_о). Странсформировав одну полосу, измерительную марку и щель сдвигают на величину, равную длине щели, и снова трансформируют полосу. Далее все опера­ции повторяются, пока не будет выполнено трансформирование всей площади стереопары.

Щель имеет форму параллелограмма, что позволяет сглажи­вать границы между полосами путем прохождения их дважды в пределах скошенной боковой стороны. Размер щели изменяют в зависимости от перепада высот в пределах стереопары и кру­тизны скатов: с увеличением последних размер щели уменьшают. Однако при этом увеличивается время, затрачиваемое на транс­формирование стереопары, поэтому применение данного способа для трансформирования аэроснимков равнинной местности будет экономически невыгодным. Ортофототрансформирование следует применять в том случае, если число зон, подсчитанное по фор­муле (92), превышает пять, а также при большой расчлененности рельефа.

В СССР проф. Ф. В. Дробышевым была разработана ортофотоприставка к стереографу СД-3 и на базе этой разработки был серийно выпущен ортофототрансформатор ОФТД (рис. 89).

Справа от стереографа 1 на месте координатографа установ­лена ортофотоприставка 6. Сам стереограф практически не пре­терпел изменений. Сверху наблюдательной системы установлена лампа 2, освещающая на дальнем (правом) снимке участок изо­бражения, на центральную точку которого наведена измеритель­ная марка. Под дальний снимок подведены начальные элементы 4 оптической системы ортофотоприставки. В результате изобра­жения точек снимка передаются оптической системой в ортофотоприставку и проектируются через неподвижную щель на фотопластинку, заложенную в кассету, которая вставлена в ортофотоприставку через отверстие 7. Кассета скрепляется с держате­лем 5, который жестко связан с кареткой X стереографа, и авто­матически перемещается вместе с этой кареткой в горизонталь­ной плоскости XY с помощью электромоторов, которые вращают измерительные винты X и У стереографа.

Левый ручной штурвал 9 отключается от винта X и подклю­чается к винту Z, к которому подсоединен также сельсин-датчик. Наблюдатель рассматривает в окуляры 3 стереоскопическое изо­бражение и, перемещая каретку Z вверх-вниз штурвалом 9, удер­живает измерительную марку на поверхности модели. Вращение винта Z вызывает вращение сельсина-датчика и, соответственно, связанного с ним сельсина-приемника 8 в ортофотоприставке, ко­торый перемещением элементов оптической системы изменяет масштаб трансформированного изображения в зависимости от рельефа.

Используются также зарубежные приборы: топокарт с ортофотоприставкой Народного предприятия «Карл Цейс Йена» (ГДР) и стереопланиграф С-8 с ортофотопроектором Gigas фирмы «Оптон» (ФРГ).

С целью автоматизации процесса и освобождения человека от утомительных операций наблюдения за маркой и перемещения ее по высоте предложено при вычерчивании горизонталей на универсальном приборе записывать программу управления профи­лированием модели местности на ортофототрансформаторе. На­пример, фирма «Оптон» (ФРГ) выпускает аналитический орто-фототрансформатор Orthocomp Z2, у которого для выполнения ортофототрансформирования в вычислительное устройство вводят элементы ориентирования аэроснимка или координаты опорных точек, а также цифровую модель либо местности, либо ее профи­лирования, полученные на универсальном приборе.

Процесс автоматизации ортофототрансформирования наибо­лее облегчается на аналитических универсальных приборах.