К прибору подключается ЭВМ с контролером и накопителем, видеотерминал с печатающим устройством.
Контролер управляет движением кареток, работой датчиков на осях координат, регистрирует смещение кареток, выполняет электронное преобразование данных и ввод-вывод данных через интерфейс на ЭВМ.
В числе устройств отображения и ввода информации могут быть видеомонитор, автоматический координатограф, графический терминал с дисплеем. Конечной продукцией может быть графическая карта или карта в цифровом виде. Потребитель может выбирать масштаб изображения, метод представления информации, категорию объектов и т.д. Математическое обеспечение аналитических стереоприборов насчитывает более 100 прикладных программ. К их числу относятся:
· процессы построения и оценки точности стереомодели;
· рисовка рельефа;
· развитие и уравнивание аэрофототриангуляции;
· цифровое построение модели местности (ЦММ);
· обработка наземных снимков и материалов короткобазисной фотограмметрии.
В набор программ для аэрофототриангуляции входят:
· маршрутное уравнивание независимых моделей;
· блочное уравнивание независимых моделей;
· блочное уравнивание с автоматическим распознаванием и исключением грубых ошибок;
· блочное уравнивание связок с учетом дополнительных параметров и исключением систематических ошибок.
Разработан также пакет программ для цифрового сбора кодированных данных, хранения, обновления и редактирования графической информации и последующего преобразования в аналоговую форму. Некоторые аналитические стереообрабатывающие приборы имеют общую операционную систему, сервисные устройства, периферийное оборудование. Они могут объединяться в интегрированную автоматизированную систему универсального назначения, способную параллельно решать несколько задач.
Серия аналитических приборов типа «Стереоанаграф» отечественного производства имеют несколько модификаций. Первые модификации приборов состояли из стереокомпаратора, координатографа и ЭВМ, Они предназначены для создания и обновления карт и планов всего масштабного ряда по аэро- и космическим снимкам. Эти приборы имеют повышенную точность обработки снимков, автоматизацию процессов ориентирования, учет систематических ошибок прибора и снимков. Принцип работы состоит в том, что результаты линейных перемещений измерительной маркой по осям х и у фиксируются с помощью фотоэлектронных преобразователей, которые линейные перемещения преобразовывают в электрические импульсы пропорциональные величине перемещения. Далее эти сигналы преобразуются в числовую информацию, передаются на ЭВМ, обрабатываются и поступают на регистратор в виде результатов измерений.
ЭВМ имеет стандартную конфигурацию персонального компьютера. Вывод на экран различной текстовой и графической информации осуществляет монитор, вывод на печать текстовой и графической информации выполняется принтером. Стереоанаграф-6 - это сравнительно новая разработка в серии этих приборов. Он может использоваться для получения цифровых карт и планов, получения площадей и периметров участков, для целей городского и земельного кадастра, для проектирования и строительства и для решения многих других задач. Инструментальная средняя квадратическая ошибка определения координат составляет не более 3 мкм.
4. Требования к точности результатов дешифрирования при создании планов и карт
Дешифрирование имеет как общую научно-техническую основу, присущую методу в целом, так и частные методические различия, связанные со спецификой тех отраслей практики, в которых оно применяется.
Требования к точности дешифрирования:
1) наиболее высокая точность необходима при определении границ землепользовании и капитальных сооружений. Погрешность во взаимном положении близлежащих контурных точек таких объектов не должна превышать 0,4 мм в масштабе кадастрового плана, а погрешность положения относительно пунктов съемочного геодезического обоснования не должна быть более 0,3 мм;
2) погрешность опознавания и вычерчивания границ контуров и объектов, которые отчетливо изобразились на аэрофотоснимке, относительно видимой фотолинии не должна превышать 0,2 мм;
3) расхождения между двумя определениями границ контуров и объектов, имеющих в натуре отчетливые границы, но не изобразившиеся на аэрофотоснимке, не должны быть более 0,3 мм;
4) погрешность установления границы контуров, не имеющих в натуре отчетливых границ (сенокос, пастбище и др.), не должна превышать 1,5 мм;
5) при дешифрировании криволинейных границ разрешается их «спрямление» в том случае, если длина перпендикуляра, опущенного из точки, расположенной между двух других точек, на линию, соединяющую эти две точки, не превышает 0,5мм;
6) выступы капитальных сооружений отображают в том случае, если они более 0,5 мм в масштабе кадастрового плана;
7) контуры с неопределенными (размытыми) границами (кустарник, редкий лес, камыши и др.) дешифрируют приблизительно;
8) объекты местности (кроме капитальных сооружений), имеющие площадь менее 20 квадратных мм в масштабе плана, не дешифрируют;
9) линейные объекты, если их ширина выражается в масштабе кадастрового плана, дешифрируют по факту использования с учетом насыпи, выемки, водоотводной канавы, полосы отвода и т.д. Кроме этого обязательно указывают все необходимые пояснительные надписи. Если ширина линейного объекта не выражается в масштабе кадастрового плана, то этот объект отображают в соответствии с «условными знаками» с обязательным указанием ширины и других необходимых характеристик;
10) всю информацию, полученную в процессе дешифрирования, отображают на увеличенном аэрофотоснимке соответствующими условными знаками и пояснительными надписями. При выполнении работ по кадастровому картографированию и геодезической привязке аэрофотоснимков обязательно ведут «Журнал полевого дешифрирования» в соответствии с требованием «Инструкции по топографическим съемкам масштабов 1:500--1:5 000, приложение № 5». Все полевые материалы подлежат заверению подписью и печатью представителей администрации городского (районного) земельного комитета и других уполномоченных и заинтересованных лиц и организаций;
11) после завершения полевых работ по кадастровому дешифрированию и геодезической привязке аэрофотоснимков выполняют полевой контроль и приемку материалов полевых работ. Полевой приемке и контролю подлежит не менее 15 % от всего объема работ.
При создании базовых карт показывают все автомобильные и железные дороги. Из известных форм рельефа дешифрируют сухие русла, овраги, промоины, обрывы, оползни, валы, курганы, ямы, если их диаметр, высота (глубина) более одного метра.
5. Системы автоматизированного проектирования при создании цифровых карт
Система автоматизированного проектирования -- автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.
5.1 Основные задачи программного обеспечение при создании цифровых карт
Карты цифровые - формализованная модель местности, представленная в виде закодированных в цифровой форме пространственных координат точек местности и их характеристик, которые записаны на диске ПЭВМ или другом носителе. Цифровые карты получают при обработке аэрофотоснимков или карт с использованием ПЭВМ и программного обеспечения.
Возможная область применения цифровых карт - создание топографических и тематических карт, ведение земельного кадастра, актуализация данных ЕГРН, гидротехнические и др. изыскания.
Задачи для создания цифровых карт:
1. Аэрофотосъемка:
· Составление технического проекта на аэрофотосъемку
· Составление технического проекта залета
· Составление технического проекта маркирования ОПВ (для залета м-ба 1:3000)
2. Создание планово-высотного обоснования:
· Составление технического проекта планово-высотной подготовки аэрофотоснимков для сгущения фотограмметрических сетей
· Определение координат планово-высотных точек (для м-ба 1:500, не ниже полигонометрии II разряда)
· Определение отметок точек техническим нивелированием или нивелированием IV класса
· Полное контрольное опознавание точек
· Составление каталога координат
3. Создание фотограмметрических сетей:
· Составление технического проекта для создания ФГС
· Измерения точек с составлением их абрисов
· Вычисления и уравнивание сетей
4. Создание цифровой карты местности (ЦКМ)
· Сбор цифровой модели местности (ЦММ)
· Вывод на печать контрольно-графической копии (КГК)
· Полевое дешифрирование по КГК
· Редактирование ЦКМ
· Корректура ЦКМ
· Технический контроль
· Создание банка данных на объект
· Документирование и архивация
5.2 Получение и обработка результатов измерений
Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) позволяет существенно снизить затраты на производство аэрофотосъемочных работ. С точки зрения традиционной фотограмметрии качество подобной съемки вероятнее всего будет оценено, как неприемлемое, поскольку на БПЛА, как правило, устанавливаются камеры бытового сегмента, не используется гиростабилизирующая аппаратура, при съемке нередки отклонения оптических осей от вертикали в несколько градусов, что значительно усложняет процесс первичной обработки снимков. Однако для современного фотограмметрического программного обеспечения эти недостатки не представляют значительных проблем. Более того, развитие цифровых методов фотограмметрической обработки уже привело к появлению программ и программных комплексов, способных обрабатывать даже такие "некачественные" данные аэрофотосъемки в высокоавтоматизированном режиме, при минимальном участии оператора.
Рассмотрим технологическую цепочку получения топографической карты с использованием следующих компонентов:
· БПЛА для выполнения аэрофотосъемки;
· инструментарий ГИС Панорама для векторизации ортофотопланов и получения топокарт.
Аэрофотосъемка с использованием БПЛА
В техническом плане процесс аэрофотосъемки с использованием БПЛА состоит из трех этапов: подготовительного, собственно съемки, и постобработки полученных данных.
Подготовительный этап. На данном этапе производится:
· изучение имеющихся материалов; формирование или сбор требований к материалам, которые нужно получить по результатам съемки - тип и масштаб карты, границы объекта съемки; приведение их в технические требования к съемочным материалам: разрешение, координаты контура участка съемки, перекрытие снимков, точность определения координат центров фотографирования, требования к наземной опорной сети (при комбинированной съемке, например, когда привязка фотоплана производится по точкам наземной опорной сети, требования к точности определения КЦФ вообще не предъявляются);
· формирование полетного задания для БПЛА. Выполняется программой - планировщиком полета, входящей в состав комплекса. Оператор должен выбрать используемый комплекс БПЛА (в случае, если программа позволяет работать с несколькими конфигурациями БПЛА и фотоаппаратуры), задать на карте контур участка съемки и примерное положение стартовой площадки, установить требуемое разрешение и перекрытие, после чего программа рассчитывает план полета и проверяет его выполнимость.
Выполнение аэрофотосъемки. По прибытии на стартовую площадку производится:
· уточнение положения стартовой площадки, задание точки возвращения и ввод данных о скорости и направлении ветра на рабочей высоте, если таковые известны;
· автоматическое уточнение плана полета и повторная проверка его выполнимости;
· старт БПЛА с пускового устройства;
· выполнение съемки в автоматическом режиме;
· посадка.
Рис. 3 Выполнение съемки местности с использованием БПЛА
При использовании комбинированного способа выполняется определение координат опорных точек, выбранных для привязки.
Постобработка данных заключается в:
· снятии данных (фотоснимки и журнал полета) с бортовых носителей информации;
· визуальной оценке качества фотографий и отбраковке "технических" кадров, если такие записаны. Под техническими кадрами понимаются снимки, сделанные вне пределов участка съемки - при подлете к участку, на дугах разворота и т.п.;
· генерация файла привязки центров фотографирования. В ходе полета аппаратура управления ведет запись различных параметров, среди которых - координаты, скорость и параметры ориентирования летательного аппарата. После окончания съемки из файла журнала полета необходимо выбрать координаты, соответствующие моментам фотографирования, и приписать их конкретным снимкам. Такая обработка, как правило, выполняется в той же программе - планировщике полетного задания.