Справочник путешественника и краеведа

Аэроснимок представляет собой изображение земной поверхности в центральной проекции. Центром проекции является передняя узловая точка S объектива фотокамеры, (рис.322). Оригиналом является поверхность земли. Картинной плоскостью служит плоскость снимка.

Рис. 321. Схемы накидного монтажа: а — графическая, б -   циф ровая (по А. Добровольскому и С. Александрову)

Прямая линия OS , приходящая через узловую точку объектива, перпендикулярно к плоскости снимка, называется оптической осью камеры. Пересечение оптической оси с плоскостью снимка называется главной точкой снимка о (см. § 246). Фокусным расстоянием f_k , камеры называется отрезок оптической оси от узловой точки объектива до плоскости снимка. Надирной линией SN называется отвесная линия, проходящая через центр проекции, точкой надира n — точка пересечения надирной линии с плоскостью снимка или ее продолжением.

Главным вертикалом называется вертикальная плоскость, проходящая через главную точку снимка и надирную линию. След пересечения главного вертикала с картинной плоскостью называется главной вертикалью vv .

Главной горизонталью hh называется линия, проходящая через главную точку снимка перпендикулярно главной вертикали.

26. Элементы ориентирования снимка . Так называются данные, определяющие положение снимка в пространстве и позволяющие использовать аэроснимок в измерительных целях.

Элементы внутреннего ориентирования определяют положение снимка относительно центра проекции S и являются постоянными для данной камеры. К элементам внутреннего ориентирования относятся:

1) Фокусное расстояние камеры f_k ;

2) Начало координат снимка в прямоугольной системе — главная точка снимка о (см. § 246);

Рис. 322. Элементы ориенти рования снимка (для упроще ния чертежа плоскость снимка показана расположенной перед объективом S ). VV и vv лежат в одной плоскости

3) Координатные оси снимка хх и уу, параллельные сторонам снимка. За ось у принимается линия, наиболее близкая к направлению съемки.

Элементы внешнего ориентирования, определяющие положение снимка в пространстве в момент съемки, таковы:

1) положение объектива в прямоугольной пространственной системе координат, определяемое координатами X , Y Т и H (высота) объектива;

2) дирекционный угол (азимут) плоскости главного вертикала с;

3) угол a отклонения оптической оси от отвесной линии в момент съемки;

4) угол поворота плоскости снимка вокруг оптической оси, или угол крена.

На рис. 321 угол а велик, и точка надира n находится вне пределов снимка. При малых углах наклона a (<3°) точки < text-transform:uppercase;>n и о близки по положению, при a =0 их положение совпадает.

27. Масштабы снимков. Масштаб планового снимка (а = 0), определяется по формуле, приведенной в § 23г.

При ровной горизонтальной местности эта формула пригодна для любого отрезка в любой части снимка. В этом случае масштаб является величиной постоянной, и снимок представляет план местности.

Масштаб перспективного снимка ( a >0) в разных точках и по разным направлениям меняет свою величину.

Однако по отдельным горизонталям (линиям, параллельным главной горизонтали hh ) масштаб сохраняет постоянное значение).

Точка с пересечения биссектрисы угла а (рис. 322) с главной вертикалью, лежащая между главной точкой и точкой надира, называется точкой нулевых искажений. Масштаб снимка по горизонтали, проходящий через точку с, равен масштабу планового снимка, снятого с тон же высоты, и называется главным масштабом перспективного снимка, а горизонталь, проходящая через эту точку, называется главной горизонталью

При небольших углах наклона оси камеры ( a <3°) изменения масштаба в разных частях снимка, а также отклонения значений масштаба в отдельных точках от некоторого среднего значения и от главного масштаба — невелики (см. § 55).

Рис. 323. Искажения н аэроснимке, вызванные колебаниями высот местности аa 0 и bb — линейные величины искажении в положениях изображений точек А и В на аэроснимке, vv — средняя уровенная поверхность

28. Искажения в положении точек на снимке, вызываемые его наклоном . Отмеченная выше разномасштабность перспективных аэроснимков является следствием перспективных искаже ний (т. е. смещений точек относительно того положения, которое они заняли бы при угле наклона a = 0). Различают перспективные искажения двух родов:

1) Линейное перспективное искажение. На любом снимке оно равно нулю, когда точка лежит на главной горизонтали.

Максимальное значение линейного перспективного искажения получается, когда точка лежит на главной вертикали. Величина перспективного искажения на плановом снимке ( < text-transform:uppercase;>a <3°) возрастает от главной точки о к краям снимка пропорционально квадрату расстояния r от главной точки. Формула подсчета линейного перспективного искажения по главной вертикали:

A₁₌ (r³/f_k)* tg a ,

Пример подсчета: f_k =100 мм; a = 3°;

при г = 20 мм; A ₁ =0,2 мм; при г=100 мм; A ₁ =5,2 мм.

2) Угловое перспективное искажение. Искажение это весьма незначительно, если вершина угла совпадает с главной точкой планового снимка.

29. Линейные смещения в положении точек на снимке, вызываемые рельефом, возникают вследствие колебания высот местности (по отношению к какой-либо средней плоскости).

Как видно из рис. 323, изображение вершины горы А на аэроснимке получается в точке а, хотя следовало бы получить изображение горизонтальной проекции А₀ вершины горы (см. §8) в точке а₀ снимка. Отрезок аа₀есть линейное искажение (смещение   точки а₀), вызванное рельефом.

Направление смещения точки, вызванного рельефом, зависит от знака превышения h данной точки над средней плоскостью. Изображения всех точек, расположенных выше средней плоскости, смещены по направлению от главной точки снимка и наоборот.

В точке надира n при любых значениях превышений ошибка, вызванная рельефом, равна нулю.

Для подсчета ошибки А₂, вызванной рельефом, па плановом снимке служит формула:

А₂ = r * h / H ,

где   h — превышение точки над средней плоскостью (отрезок АА₀ на рис. 323); r — расстояние от главной точки (отрезок оа); H — высота полета.

Пример: H =3 000 м;

r =100 мм при h = + 20 м; А₂= +0,7 мм; при h = + 100 м; А₂ = +3,3 мм.

h = + 100м при г=30 мм; А₂= + 1,0 мм;

при г=50 мм; А₂=+1,7 мм.

Пользуясь этой формулой, можно подсчитать также радиус г окружности с центром в главной точке планового снимка, внутри которой ошибка А₂, вызванная рельефом, не превышает некоторой заданной величины. Пример подсчета: H = 4000 м;

h _макс. = + 40 м; А_{2 макс-}=0,5 мм;

r = А₂* H / h ; г = 50 мм.

(При составлении §§ 25 — 29 использовано руководство А. Добро<вольского и С. Александрова. Аэрофототопография, 1939).

30. Понятие об обработке снимков. Контактные отпечатки, получаемые в результате аэросъемки, содержат искажения, вызванные наклоном оси камеры и колебаниями высот местности. В значительной степени эти искажения сказываются на точности фотосхемы — фотографического изображения местности, составленного из контактных отпечатков.