Критерии систем ввода - вывода изображения. (стр 179)

Фотограмметрическая обработка одиночного снимка состоит из нескольких этапов: подготовительные работы; ввод изображения; векторизация и корректировка векторизованного изображения; трансформирование векторизованного изображения; соединение (сшивка) трансформированных снимков или их фрагментов; создание контурного плана.

Подготовительные работы включают подбор негативов, кон­тактных снимков, существующих топографических планов и карт на объект работ. Также подбирают материалы полевой привязки аэрофотоснимков и фототриангуляции. Кроме того, получают паспортные данные АФА (элементы внутреннего ориентирова­ния, эталонные координаты меток и контрольных крестов, дан­ные о дисторсии объектива) и параметры аэрофотосъемки (масш­таб и высоту фотографирования). Если при производстве аэрофо­тосъемки на борту летательного аппарата были установлены GPS-приемники и инерциальные системы навигации, то в ходе подготовительных работ подбирают результаты обработки их по­казаний.

В качестве исходного изображения при фотограмметрической обработке можно использовать негативы аэрофильма, дешифри­рованные снимки или их увеличенные фрагменты.

Ввод изображения осуществляют преимущественно сканирова­нием. Выбирают сканирующее устройство по ряду критериев: тре­буемым техническим характеристикам (разрешающая способ­ность, позиционная точность) и соотношению цена/производи­тельность.

Рассчитывают необходимые технические характеристики ска­нера следующим образом. Минимальная линейная разрешающая способность может быть определена по линейной разрешающей способности обрабатываемых снимков. Например, в случае ис­пользования снимков с разрешающей способностью 25...30 мм~1 минимальный элемент изображения на снимке будет иметь раз­мер 1/50...1/60 мм, т. е. приблизительно 0,02 мм. Во избежание по­тери информации при сканировании необходимо, чтобы на мини­мальный элемент изображения приходилось не менее двух пиксе­лей. Требуемая разрешающая способность сканера в этом случае будет составлять 2 х 25,4 мм/0,02 мм = 2500 dpi.

Позиционная точность сканера должна быть не хуже требуемой точности измерения координат на снимке, которая составляет примерно 2...5 мкм. Такой высокой позиционной точностью обла­дают лишь дорогостоящие фотограмметрические сканеры. Однако использование программ геометрической коррекции растра по­зволяет применять непрофессиональные офисные сканеры при фотограмметрической обработке снимков.

Векторизация — процесс представления результатов дешифри­рования в векторной форме. Векторизацию можно осуществлять в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах.

При ручной векторизации оператор курсором последовательно обходит все поворотные точки границ контуров дешифрирован­ных объектов. Эту операцию проводят на экране монитора с по­мощью «мыши». При этом автоматически записываются в память компьютера координаты (х, у) этих точек. Ручную векторизацию можно выполнять в случае сканирования дешифрированного изображения, а также в случае ввода недешифрированного изоб­ражения, например негативов аэрофильма. В таком варианте де­шифрирование проводят на увеличенных снимках, и его результа­ты оператор переносит на сканированное изображение в процессе векторизации.

Полуавтоматическую векторизацию выполняют на дешифри­рованном сканированном изображении. Оператор наводит курсор на одну из точек границы контура на экране монитора. При этом автоматически записываются координаты (х, у) всех поворотных точек границы указанного контура.

При автоматической векторизации происходит автоматическое считывание координат поворотных точек границ всех дешифри­рованных объектов. В этом случае оператор лишь контролирует и при необходимости корректирует данный процесс.

Кроме того, при векторизации по материалам привязки или фототриангуляции на сканированное изображение переносят опорные точки. При этом осуществляется автоматическое измере­ние их координат. В ряде случаев на сканированном изображении указываются координатные метки.

Координатные метки позволяют перейти из системы коорди­нат монитора, в которой происходит автоматическое измерение координат точек снимка, в систему координат снимка. Такой пе­реход не всегда обязателен (см. разд. 12.7). Его необходимость за­висит от используемого алгоритма решения обратной фотограм­метрической засечки.

Корректировка векторизованного изображения заключается в исключении погрешностей процесса векторизации. Такими по­грешностями могут быть незамкнутость границ контуров, наличие двойных линий границ, выходы границ в точках пересечения и т. п. Корректировка выполняется автоматически. Оставшиеся пос­ле этого погрешности устраняет оператор.

Далее следует процесс трансформирования. Для опорных точек создается файл их геодезических координат. Кроме того, оператор вводит при необходимости приближенные значения элементов внешнего ориентирования снимка. По известным из раздела 12.4 зависимостям автоматически решается обратная фотограмметри­ческая засечка. Контролем решения задачи ориентирования снимка являются остаточные расхождения в геодезических коор­динатах опорных точек. Эти расхождения в плановых координатах не должны превышать 0,2 мм в масштабе создаваемого плана, а по высоте не превышать 1/5 высоты сечения рельефа. Недопустимые расхождения на опорных точках возникают из-за их неправиль­ной идентификации на экране монитора, ошибок создания файла геодезических координат и файла элементов внутреннего ориен­тирования, а также возможных ошибок определения приближен­ных значений элементов внешнего ориентирования. При избы­точном числе опорных точек можно не искать возникшую ошиб­ку, а исключить из процесса обработки опорные точки с недопус­тимыми расхождениями. Оставшиеся опорные точки должны удовлетворять необходимым требованиям для решения задачи ориентирования снимка или его фрагмента. При допустимых расхождениях на опоре переходят к решению прямой фотограмметрической засечки для всех точек векторизо­ванного изображения.

Сведения о рельефе, необходимые при решении прямой фо­тограмметрической засечки по одиночному снимку, могут быть получены из ЦМР, которую предварительно импортируют из других программ. В случае равнинной местности рельеф пред­ставляется либо горизонтальной плоскостью, высота которой равна среднему арифметическому из высот опорных точек, либо наклонной плоскостью, наименее удаленной по высоте от опор­ных точек. Уравнения этих плоскостей вычисляют по опоре ав­томатически.

Полученные трансформированные снимки или их увеличен­ные фрагменты объединяются (сшиваются) в общее электронное изображение. По линиям их соединения могут возникать рас­хождения в плановом положении одних и тех же контуров. Рас­хождения считаются допустимыми, если они не превышают 1 мм в масштабе создаваемого плана. В этом случае необходимо вы­полнять сводку контуров по границам объединяемых изображе­ний, аналогично процедуре сводки по планшетам при геодези­ческой съемке.

Главная причина возникновения расхождений контуров — ре­льеф, а точнее, создаваемые и используемые при решении прямой фотограмметрической засечки модели рельефа. Плановые коор­динаты одной и той же точки контура, лежащей на линии объеди­нения двух трансформированных изображений, вычисляют, ис­пользуя высоты, полученные из моделей рельефа соответственно для первого и второго снимков. Если их высоты не равны, то в этом случае вычисленные координаты (X, У) точки контура на первом и втором снимках также будут различаться. Поэтому воз­никает расхождение контуров на линии объединения. Различия в координатах будут тем больше, чем больше разница между высо­тами, полученными из двух моделей, и чем дальше точка контура находится от точек надира трансформированных снимков. Для уменьшения работ по сводке объединенных изображений линию сшивки целесообразно выбирать по возможности вдоль линейных объектов (дорог, рек, улиц в поселениях и т. п.).

В результате объединения получают единое трансформированное электронное изображение на всю картографическую территорию или ее часть. Далее по материалам дешфир проводят процедуру присвоения каждому выделенному контуру условных знаков. После этого в автомат режиме выполняется разделение единого плана на планшеты в соотв с гос разграфкой, принятой для данного масштаба. В результате получен контурный план.