10. Чим пояснюється необхідність використання стереоскопу під час дешифрування знімків?

8.ФОТОТЕОДОЛІТНЕ ЗНІМАННЯ

8.1.Основні положення фототеодолітного знімання

Під час фототеодолітного знімання є можливість з максимальною точністю встановлювати елементи зовнішнього орієнтування виконуючи, безпосередньо, польові роботи. Ця особливість вигідно відрізняє фототеодолітне знімання від інших. Відомі елементи орієнтування, які визначено або встановлено згідно з проектом, набагато полегшують подальшу обробку знімків. Крім того, універсальні прилади, за допомогою яких виконується ця обробка, значно простіші з точки зору їх механіки. І не даремно фотограмметрія, не як наука, а як галузь промисловості почала розвиватись саме з фототеодолітного знімання.

Із метою встановлення елементів орієнтування на фотокамери встановлюють спеціальний орієнтирний пристрій, який виконує функції теодоліту. Тому, камери, які застосовують у наземній стереофотограмметрії називають фототеодолітами. А процес виконання робіт − фототеодолітним зніманням.

Існує два принципово різних типи приладів, кожний з яких поділяється на три основні групи. Перший тип фототеодолітів − це прилади, що можуть нахиляти у вертикальній площині свою головну оптичну вісь. До другого типу належать прилади із фіксованою оптичною віссю, тобто в приладах оптична вісь не нахиляється, а

174

Очевидно, що зміна положення об’єктива призводить до зміни елементів внутрішнього орієнтування, тобто зміни апліката (Z0) головної точки знімка. Але, ці зміни легко визначаються за допомогою спеціального прапорця, який поєднаний з об’єктивом і віддруковується в негативі під час експонування.

Розглянемо основні групи фототеодолітів. До першої групи належать фототеодоліти, в яких камеру жорстко з’єднано з орієнтирним пристроєм (рис. 8.2). Другу групу складають фототеодоліти, в яких фотокамеру об’єднано з орієнтирним пристроєм в одне ціле. У цих приладах під час фотографування та візування використовують один об’єктив. Цю можливість об’єктиву надає спеціальна призма, що переключає зображення з труби візування на світлочутливий матеріал.

Рис. 8.2. Рис. 8.3.

Горизонтальні напрями визначають і встановлюють за шкалою горизонтального круга, який з’єднано з камерою. Вертикальні кути визначають за відповідним кругом для приладів, що мають нахил головної оптичної вісі, або за спеціальною шкалою, що враховує зміщення об’єктива, для приладів із фіксованою головною оптичною віссю.

Третя група об’єднала фототеодоліти, що складаються з двох незалежних приладів – фотокамери і фототеодоліту. У цьому випадку, камера має примітивний орієнтуючий пристрій. За його допомогою камеру орієнтують відносно базису фотографування.

Слід відзначити, що універсальні прилади, які призначено для обробки фототеодолітних знімків, працюють тільки з горизонтально розташованою оптичною віссю знімка, або при незначному куті нахилу осі. Тому, прилади третьої групи з головною віссю, яка може нахилятися, знайшли широке застосування тільки під час аналітичної обробки знімків.

175

Елементи зовнішнього орієнтування поділяють на кутові та лінійні. До лінійних елементів належать координати точок базису, тобто координати центрів проектування знімків. Ці координати можуть задаватися двома способами: координати центрів проектування XS,YS,ZS , як лівого, так і правого знімків; та координати лівого центру та базисом фотографування. У завдання лінійних елементів орієнтування описують залежності між цими двома способами:

азимут головної оптичної вісі камери – α, кут нахилу оптичної осі – ω, та кут розвороту знімка у своїй площині κ (рис. 8.4).

Таким чином, просторове розташування знімка визначають дев’ять елементів орієнтування.

В інженерній стереофотограмметрії знімання виконують з двох кінців одного базису, отримуючи пару знімків (стереопара). Звідси виходить, що базис фотографування, або стереопара, мають 18 елементів орієнтування. Але, слід врахувати, що в більшості випадків з обох кінців базису фотографують однією і тією ж камерою. У такому разі, елементів внутрішнього орієнтування буде три ( f , xO , zO )

лінійних елементів зовнішнього орієнтування – шість, три для лівого знімка ( XYZ)SL , та три для правого ( XYZ)SR . Так само кутових – три для лівого знімка (α, ω, κ) L та правого (α, ω, κ) R . Таким чином,

усього базис буде визначатись 15-ма елементами орієнтування.

На практиці дуже часто, особливо під час оптико-механічної обробки знімків, використовують фотограмметричну систему координат, де базис фотографування співпадає з віссю ординат (рис. 8.5).

знімання. Ці випадки визначають значення азимута головної оптичної осі камери (рис. 8.5).

Рис. 8.5.

Нормальний випадок знімання передбачає перпендикулярне розташування головних осей камери фототеодоліта відносно базису фотографування. Причому, осі камер належать горизонтальним площинам.

Цей випадок (рис. 8.5а) з математичної точки зору найпростіший. Тому, він знайшов найбільше застосування. Знімки нормального випадку знімання можуть бути опрацьовані, як на спеціальних приладах для обробки фототеодолітних знімків, так і на приладах, що використовують під час обробки аерофотознімків.

Рівновідхилений випадок знімання – це такий випадок, в якому головні оптичні осі обох камер відхилено від перпендикуляра до базису фотографування на рівні кути. Відхиленні осі вліво

(αL = αR < 0) говорять про лівовідхилений випадок знімання, відхиленні вправо – правовідхилений випадок (αL = αR > 0) . В обох випадках

оптичні осі камер приводять до горизонтального положення. Відхилення головної оптичної осі камер (рис. 8.5 в, г)

застосовують з метою збільшення ділянки знімання з одного базису. Як правило, з одного базису виконують знімання, як при нормальному випадку, так і при обох рівновідхиленних випадках. До того ж кути відхилення вибирають таким чином, щоб було забезпечено перекриття

Рівновідхилений випадок знімання так само не є складним з математичної точки зору, але обробляти ці знімки можна тільки на спеціальних приладах з обробки фототеодолітних знімків.

178