Свойства аэрофотоснимков. Построение изображений на фотоснимке.

Изображение местности на топографических планах осуществляется в ортогональной проекции, и поэтому масштаб в пределах плана остается постоянным.

Аэроснимок представляет собой центральную проекцию местности, где центром проектирования S является задняя узловая точка объектива АФА.

Плоскостью проектирования p₁ при фотографировании местности является негатив, на котором изображение местности получается обратным (негативным). Если между центром проектирования и фотографируемой местностью поместить плоскость проектирования Р (снимок), то на нем получим прямое (позитивное) изображение, обратному негативу.

Если фотографируемая местность представляет собой плоскость, а снимок горизонтален, то снимок будет подобен плану

На практике эти условия обычно невыполнимы, т. е. плановый аэроснимок отличается от плана. Чтобы аэроснимок преобразовать в карту или план, необходимо знать величины определяющие положение аэроснимка в пространстве в момент фотографирования в заданной системе координат, т.е. определить элементы внутреннего ориентирования.

Основные точки и линии на фотоснимках.

На верхней части корпуса АФА в вертикальной плоскости объектива располагается прикладная рамка. К ней прикреплены 4 зубчатых выступа, которые называются координатными метками. Эти метки изображаются на каждом снимке.

Если соединить противоположенные метки прямыми линиями, то получится система плоских прямоугольных координат снимка. Ось Х направлена вдоль аэросъемочного маршрута, ось Y - перпендикулярна ей.

В пересечении координатных линий находится точка О - начало системы координат, совпадающая с основанием перпендикуляра, опущенного из задней узловой точки объектива на плоскость снимка, называется главной точкой аэроснимка (О), а координаты X₀ ,Y₀ ,O ,fk ( фокусное расстояние)-называют элементами внутреннего ориентирования АФА. Элементы внутреннего ориентирования определяются в результате калибровки аэрофотоаппарата.

Элементы внешнего ориентирования определяют пространственное положение связки проектирующих лучей аэроснимка местности в момент фотографирования в заданной системе координат. Положение аэроснимка в пространстве определяется шестью элементами внешнего ориентирования, из которых три являются линейными, а три угловыми: координаты центра ориентирования x_S;y_s z_s; продольный угол наклона α, поперечный ω и угол поворота снимка κ(каппа).

Т. о., положение снимка в пространстве определяется тремя элементами внутреннего ориентирования относительно центра проектирования и шестью внешнего временного относительно геодезической системы координат местности.

Определение масштаба планового аэроснимка

Положим, что СВ- некоторая линия на местности; А- объектив фотоаппарата, Р- плоскость фотографического изображения.

При фотографировании линия СВ= L изобразится отрезком св=l/

Степень уменьшения линий на карте (плане) относительно горизонтальных проложений соответствующих им линий на местности называется масштабом.

Масштабом называется отношение длины линии на карте к длине соответствующей ей линий на местности.

Из понятия масштаба следует, что отношение СВ/св, показывающее во сколько раз линия на аэроснимке меньше соответствующей линии на местности, являются знаменателем численного масштаба этого изображения .

Из подобия треугольников Abc и ABC следует, что Обозначая знаменатель масштаба m, будем иметь , т.е. масштаб аэроснимка равен:

.

Отсюда вытекает возможность определения масштаба двумя способами.

ПЕРВЫЙ СПОСОБ: для определения знаменателя масштаба аэроснимка следует число выражающее длину какой - либо линии на местности разделить на число выражающее длину той же линии на аэроснимке.

ВТОРОЙ СПОСОБ: для определения знаменателя масштаба аэроснимка следует число, выражающее высоту съемки, разделить на число, выражающее

величину фокусного расстояния фотоаппарата.

Первый способ требует знания длины какой - нибудь линии на местности, изображенной на снимке. Она может быть получена путем непосредственного измерения на местности или же определена по карте.

Например: Требуется определить масштаб аэроснимка при наличии карты. Для этого возьмем на аэроснимке точки a и b, которым на карте соответствует точки А и B.Расстояние АВ на местности равно 1075 м, что можно определить

по карте, а длина отрезка аb на аэроснимке 6.2 см. отсюда :

Следовательно, масштаб аэроснимка равен 1:17339,т.е. округленно: в 1 см 173м.

При определении масштаба этим способом следует иметь в виду, что точность его зависит от выбора подходящей линии на снимке. Это линия должна удовлетворять следующим условиям:

а) она должна быть расположена, возможно, ближе к центру аэроснимка;

б) длина ее должна быть, возможно, больше;

в) взаимное превышение ее концов должно быть как можно меньше:

г) конечные точки измеряемой линий должны быть резко выражены на аэроснимке.

Для повышения точности масштаб снимка следует определить не менее двух раз - по различным направлениям и за окончательный принимать среднее из полученных значений.

Второй способ определения требует знания величины фокусного расстояния фотоаппарата (f) и высоты съемки (Н). Обычно эти данные сообщаются адресату одновременно с высылкой ему аэроснимков.

Зная эти величины, подставив их в формулу : m=H/f, получим знаменатель масштаба аэроснимка.

Например: если Н=4000 м, a f=200 мм, то m=4000м/0,2м=20000, или в 1см карты – 200м местности.

Определение масштаба аэроснимков по второму способу менее точно, чем по первому, т.к. высота съемки бывает известна с недостаточной точностью. Поэтому второй способ применяетсяв том случае, если по аэроснимку не требуется производить точных измерений.