Центральное и параллельное проектированиеИзображение предметов на плоскости получают различными способами: рисованием, фотографированием и черчением. Любое изображение строят методом проекций. Проекция — это изображение предмета на плоскости, полученное посредством лучей — проектирующих прямых. Она подобна тени от предмета, освещенного солнцем, лампой или другим источником света. Метод проекций заключается в том, что проектируемый предмет (называемый оригиналом, натурой или объектом) проектируют посредством пучка лучей (проектирующих прямых), исходящих из одной точки S — центра проектирования, на некоторую плоскость проекций. Различают два вида проектирования: центральное и параллельное.
2)Центральная проекция — модель геометрии кадрового снимка Если предположить, что на снимке отсутствуют искажения, вызываемые дисторсией объектива съемочной камеры, атмосферной рефракцией и другими причинами, то снимок можно рассматривать как центральную проекцию объекта на плоскость. Проекция объекта, полученная в результате пересечения плоскости с проектирующими лучами, пересекающимися в одной точке, называется центральной, а точка пересечения этих лучей — центром проекции. Совокупность проектирующих лучей, при помощи которых получен снимок, называют связкой проектирующих лучей. В дальнейшем будут исследоваться свойства снимка как центральной проекции с целью использования этих свойств для определения координат точек местности, а также для создания топографических планов и карт.
Позитив P получают в случае, когда объект и плоскость проекции расположены по одну сторону от центра проекции S, а негатив N — в случае, когда объект и плоскость проекции расположены по разные стороны от центра проекции S. Негатив и позитив располагаются симметрично по разные стороны от центра проекции S. Поэтому при анализе снимка можно рассматривать как негатив, так и позитив. В дальнейшем чаще будет рассматриваться позитив, который, как и негатив, будет называться снимком.
Элементы центральной проекции P — плоскость снимка. E — предметная (горизонтальная) плоскость. S — центр проекции (точка фотографирования). o — главная точка снимка (след пересечения плоскости снимка главным лучом). Главный луч — это луч, проходящий через центр проекции S перпендикулярно плоскости снимка. So=f — фокусное расстояние съемочной камеры (расстояние от центра проекции до снимка вдоль главного луча). n — точка надира (пересечение отвесной линии, проходящей через центр проекции, с плоскостью снимка). N — проекция точки надира снимка на плоскость E. SN=H — высота фотографирования (высота центра проекции относительно предметной плоскости). α0 — угол наклона снимка. Геометрические свойства снимков, полученных кадровыми съемочными системами Любая точка местности M на снимке изображается точкой m. Прямой линии на местности KL в общем случае соответствует прямая kl на снимке. В частном случае, когда прямая линия на местности DF проходит через центр проекции S, она изображается на снимке в виде точки df.
Точка надира n является точкой схода изображений вертикальных линий объекта на снимке.
ab и dm — их изображения в плоскости снимка P. N — точка надира в предметной плоскости E.
В цифровых съемочных камерах система координат снимка o′xyz задается светоприемной матрицей. Оси x и y системы координат o′xyz, в этом случае, параллельны соответственно строкам и столбцам светоприемной матрицы, а ее начало обычно совмещают с левым нижним углом матрицы (рис. b) или центром ее левого нижнего пикселя. Любая точка снимка, например m, имеет в системе координат снимка координаты m(x,y,z=0). Центр проекции S в этой системе имеет координаты S(x=x0,y=y0,z=f). f — фокусное расстояние снимка, а x0 и y0 – координаты главной точки снимка — o.
Более широко в фотограмметрии используют систему координат снимка Sxyz, началом которой является центр проекции S, а оси координат параллельны соответствующим осям системы координат o′xyz. К элементам внутреннего ориентирования также относятся параметры радиальной и тангенциальной фотограмметрической дисторсии объектива съемочной камеры. Значения элементов внутреннего ориентирования снимка и коэффициенты фотограмметрической дисторсии определяют в процессе проведения фотограмметрической калибровки съемочных камер.
|