Характеристика точности выполнения процессов внутреннего, взаимного и внешнего ориентирования
Чтобы получить формулы, по которым можно рассчитать точность определения координат точек сфотографированного объекта по измерениям стереопары, воспользуемся формулами идеального случая аэросъёмки. Идеальный случай аэросъёмки подразумевает следующие условия.
1. Базис фотографирования B параллелен координатной оси Х, поэтому его проекции на координатные оси BX = B, BY = BZ = 0.
2. Снимки расположены горизонтально, т.е. углы wЛ = aЛ = kЛ = wП = aП = kП = 0, и системы координат левого SЛx0Лy0Лz0Л и правого SПx0Пy0Пz0П снимков параллельны системе координат ОХУZ объекта.
Формулы получим в системе координат SЛXYZ, т.е. XSл = YSл = ZSл = 0. В формулах общего случая аэросъёмки приравняем нулю указанные выше элементы внешнего ориентирования и получим следующие формулы.
X = 
, Y = 
, Z = 
. (13)
Видно, что точность вычисления плановых координат Х и Y зависит от точности измерения на стереопаре координат x, y и продольного параллакса p, а точность вычисления высоты Z - только от точности измерения продольного параллакса p. С учётом этого, получим
dX = 
, dY = 
, dZ = 
.
Перейдем к средним квадратическим погрешностям, учитывая следующие замены:
, 
= р = b и p2 = 
. В результате получим
, 
, 
,
где mX, mY, mZ - средние квадратические погрешности вычисления координат точек объекта,
mx, my, mp - средние квадратические погрешности измерения координат и продольного параллакса на стереопаре,
b - базис фотографирования в масштабе снимков.
Если принять, что погрешности измерений mx, my, mp примерно равны, то
.
Вторые члены подкоренных выражений будут иметь максимальные величины при максимальных значениях координат х и у, т.е. погрешности mX и mY будут иметь максимальные величины на точках, расположенных в углах стереопары. В этом случае х = у = b, и 
. В результате формулы расчёта точности определения координат точек сфотографированного объекта по измерениям стереопары принимают вид:
(14)
где mXY = 
и mxy = 
- средние квадратические погрешности планового положения точек на объекте и на стереопаре.
Если предположить, что:
1) снимки получены в идеальной центральной проекции,
2) построение модели объекта выполнено без погрешностей,
3) измерительный прибор не вносил своих погрешностей,
то mx, my и mp будут погрешностями наведения измерительной марки на точки стереопары, значения которых mx » my » mp » 5 мкм. Однако из-за влияния различных источников, действия которых проявляются при съёмке и при обработке снимков, реальная точность измерения снимков колеблется от 7 до 20 мкм.
Общая суммарная систематическая деформация может быть устранена по измерениям калиброванных координатных меток, которые впечатываются с прикладной рамки фотокамеры на каждый снимок, или сетки крестов, которые впечатываются с прижимного стекла, расположенного в плоскости прикладной рамки фотокамеры. Остаточные локальные деформации по полю снимка таким путём не устраняются, и они снижают точность фотограмметрических измерений.
Геометрия построения цифрового снимка, полученного в цифровой фотокамере, зависит от качества изготовления расположенной в фотокамере светочувствительной матрицы, в частности, её плоскостности и точности установки в фотокамере. В настоящее время точности изготовления матриц и их установки в фотокамерах достаточно высоки и отвечают требованиям точности фотограмметрических измерений. Размер пикселей матриц цифровых фотокамер, используемых в аэросъёмке, находится в пределах от 6 до 12 мкм.
На точность измерения снимков также влияет качество фотографического изображения. Из источников, ухудшающих качество, можно выделить два основных: неоптимальная экспозиция и смаз изображения из-за вибрации фотокамеры и её поступательного движения относительно объекта. Современные камеры, как правило, снабжены автоматическими устройствами выбора оптимальной экспозиции и компенсации смаза изображения. Однако остаточное влияние этих источников ухудшает точность измерения цифрового изображения. Практический опыт показывает, что средние погрешности измерения координат цифрового изображения должны быть не хуже 0,5 пикселя. В противном случае нужно искать причину нарушения геометрии построения цифрового изображения.
Выводы
В ходе работы были изучены методика построения модели на СДС и методика отображения рельефа и контурной части карт. В программе OrthoPhoto-SDS были выполнены следующие действия:
- внутреннее ориентирование
- взаимное ориентирование
- внешнее ориентирование
- построение цифровой модели рельефа
- ортотрансформирование снимков.
Отрисовка участка карты была произведена в MapInfo Pro 10.0.1
Карта
