Практична робота №3

Визначення координат точок місцевості за стереопарою знімків при відомих елементах зовнішнього орієнтування (пряма фотограмметрична засічка)

Мета роботи: поглиблення і закріплення теоретичних знань з розділу «Побудова моделі місцевості за парою знімків» та набуття практичних навиків з визначення координат точок місцевості при розв’язанні прямої фотограмметричної засічки.

На виконання роботи відводиться 8 год. (у випадку виконання стерео вимірювань на стереокомпараторах) і 6 год. (при використані макетних стереознімків) з яких 4 год. відводиться на самостійну роботу студентів.

До виконання роботи допускаються студенти, які опрацювали теоретичний матеріал за даною темою та дали письмові відповіді на контрольні питання та завдання.

1. Послідовність виконання роботи

1. Опрацювати теоретичний матеріал за наступними літературними джерелами: [1, с.38-39, 42-44; 2, с.72-73; 3, с.44, 47-49; 4, с.18-19, 76-78; 5, с.92-97; 6, розділ IV «Побудова моделі місцевості за парою знімків»].

2. Дати письмові відповіді на контрольні питання та завдання.

3. Виконати аудиторне завдання у відповідності із змістом.

1.1. Список рекомендованої літератури

1. Дорожинський О.Л. Основи фотограмметрії. Підручник.-Львів: Видавництво НУ «Львівська політехніка», 2003.-214с.

2. Дорожинський О.Л. Аналітична та цифрова фотограмметрія. Навчальний посібник.-Львів: Видавництво НУ «Львівська політехніка», 2002.-164с.

3. Дорожинський О.Л., Тукай Р. Фотограмметрія. Підручник.-Львів: Видавництво НУ «Львівська політехніка», 2008.-332с.

4. Рудий Р.М. Прикладна фотограмметрія. Навчальний посібник.-К.: НМК ВО, 1991.-169с.

5. Лобанов А.Н., Буров М.И., Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия: Учебник для ВУЗов.-М.:Недра, 1987.-309с.

1. Процик М.Т. Фотограмметрія та дистанційне зондування (частина 1): Конспект лекцій [текст].

2. Контрольні запитання та завдання

(для виконання домашньої роботи)

1. Що визначають елементи внутрішнього орієнтування аерознімків і навіщо їх потрібно знати?

2. Що визначають елементи зовнішнього орієнтування пари знімків? Дайте визначення кожному елементу. Скільки елементів зовнішнього орієнтування?

3. Покажіть на рисунку елементи зовнішнього орієнтування пари знімків.

4. Приведіть формули для визначення напрямних косинусів для лівого і правого знімків стереопари;

5. Запишіть в загальному вигляді, матриці напрямних косинусів для випадків:

α_л=ω_л=0, κ_л≠0; ω_п=κ_п=0, α_п≠0;

α_л≠ω_л≠0, κ_л=90˚; α_п=0; ω_п=0, κ_п=90˚;

6. Що таке повздовжній і поперечний паралакси?

7. Як запишуться формули прямої фотограмметричної засічки, якщо на місцевості вибрана геодезична система координат ?

8. Які векторні умови використовуються при розв’язанні прямої фотограмметричної засічки? Сформулюйте їх та запишіть відповідні формули.

3. Короткі теоретичні відомості

Стереопара знімків характеризується елементами внутрішнього і зовнішнього орієнтування. Для стереопари знімків елементи внутрішнього орієнтування однакові для лівого та правого знімків. До елементів зовнішнього орієнтування відносяться такі фотограмметричні дані: – лінійні та кутові елементи зовнішнього орієнтування лівого знімка; – лінійні та кутові елементи зовнішнього орієнтування правого знімка. Таким чином, стереопара знімків має п'ятнадцять елементів орієнтування.

Задача визначення координат точок місцевості за виміряними координатами їх зображень на стереопарі знімків при відомих елементах орієнтування називається прямою фотограмметричною засічкою. Геометрична інтерпретація даної задачі подана на рис.1, на якому показано стереопару знімків базис фотографування В(). Точка М місцевості зобразилась в точках .

Рис.1. Пряма фотограмметрична засічка

Координати точки М місцевості, що зобразилась на обох знімках в точках і , без будь яких обмежень на нахили знімків, визначають так [1, с.42-44; 4, с.76-78с; 5, 94-96].

Положення точок і М в координатній системі місцевості визначається векторами і ; точок, , M і в системі координат – векторами , і ; а точок і M в системі – векторами і . Координатні осі системи , і взаємно паралельні.

В основу розв’язку даної задачі покладемо умову колінеарності векторів.

Оскільки вектори і колінеарні, тому:

(1)

Вектори і = також колінеарні, а їх векторний добуток чисельно рівний площі паралелограма побудованого на цих векторах, рівний нулю, тоді:

Підставивши з (1), маємо:

звідси скалярний множник :

(2)

Врахувавши, що , а , маємо:

(3)

Отримані формули (2) і (3) є розв’язком прямої фотограмметричної засічки у векторній формі. Розкладаючи в (2) і (3) вектори на відповідні координатні площини, дістанемо:

,

В координатній формі пряма фотограмметрична засічка має такий вигляд.

(4)

(5)

Точність визначення просторових координат точок місцевості при розв’язанні прямої фотограмметричної засічки обчислюють за такими формулами:

(6)

де , – середні квадратичні похибки вимірювання координат і паралаксів

, – середні квадратичні похибки планових та висотних координат точок місцевості.

4. Вхідні дані, прилади, інструменти і матеріали:

- стереокомпаратор;

- аеронегативи, що утворюють стереопару та їх контактні відбитки;

- лінійки креслярські;

- вимірники;

- калькулятор, ПЕОМ, індивідуальний лаптоп;

- доступні пакети прикладних програм;

- журнал вхідних даних (видаються кожному студенту індивідуально).

5. Порядок та методичні настанови щодо виконання аудиторного завдання.

При наявності матеріалів аерофотознімання і вимірювання стереознімків на стереокомпараторі послідовність розв’язання прямої фотограмметричної засічки наступна (пп.1-8. подано в [1, c.88-93]):

1. Привести схему стереокомпаратора, його будову та технологічну схему вимірювання на ньому;

2. Виконати вимірювання координат на лівому та правому знімках або стереопари в координатній системі стереокомпаратора трьох контурних точок у відповідності до приведеної технологічної схеми;

3. Перейти від виміряних координат до координат координатної системи знімка та до координат з початком координатної системи знімка з початком в головній точці «о»;

При використанні макетних знімків поступають так (пп.4-8):

1. За даними кутовими елементами зовнішнього орієнтування лівого і правого знімків обчислити матриці напрямних косинусів для обох знімків за формулами [1, с.27-28, формули (2.7) і (2.8)]. Точність обчислення до семи знаків після коми;

5. Обчислити просторові координати контурних точок та в допоміжних системах координат і за формулами [1, с.31, формули (2.16)]. Точність обчислень 0,01 мм.

6. Обчислити з точністю 0,01 масштабний множник N за формулами (5) даних методичних вказівок

7. Обчислити шукані просторові координати контурних точок з точністю 0,01 м. за формулами (4) даних методичних вказівок.

8. Виконати оцінку точності отриманих результатів за формулами (6) даних методичних вказівок.

6. Перелік матеріалів до здачі лабораторної роботи

Результати роботи студенти оформляють на стандартних аркушах паперу. У звіті повинні бути наведені відповіді на контрольні питання та завдання, опис алгоритму та складеної програми, проміжні обчислення. Вхідні та вихідні дані повинні бути зведенні у відповідні таблиці (додатки). У висновках слід проаналізувати отримані результати та навести відповідні рекомендації, щодо можливого застосування цих результатів в практичній діяльності.

Додатки

Дата добавления: 2014-12-08