Методи навігаційно-цифрової фотограмметрії при дослідженні кінематичних процесів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний університет “Львівська політехніка”

УДК 528.72/73

Спеціальність 05.24.02 - Фотограмметрія та картографія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Методи навігаційно-цифрової фотограмметрії при дослідженні кінематичних процесів

Глотов Володимир Миколайович

Львів 2007



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному університеті „Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України

Науковий консультант: завідувач кафедри фотограмметрії та геоінформатики Інституту геодезії НУ “ Львівська політехніка” доктор технічних наук, професор Дорожинський О.Л.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Войтенко Степан Петрович, завідувач кафедри інженерної геодезії Київського національного університету будівництва і архітектури, м. Київ.

доктор технічних наук, професор Мельник Володимир Миколайович, завідувач кафедри геодезії, землевпорядкування і кадастру Волинського державного університету ім. Лесі Українки, м. Луцьк.

доктор географічних наук, професор Сосса Ростислав Іванович, Директор ДНВП “Картографія”, м. Київ.

Провідна установа: Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу Міністерства освіти і науки України, м. Івано-Франківськ.

Захист дисертації відбудеться 16 березня 2007 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.13 при Національному університеті „Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів - 13, вул. С. Бандери 12, ауд. 518 II навч. корпусу.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Національного університету „Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів вул. Професорська, 1.

Автореферат розісланий 12 лютого 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Савчук С.Г.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В останнє десятиліття у фотограмметричному виробництві відбулися докорінні зміни. Замість фотографічних камер прийшли цифрові системи в аерофотозніманні та у наземному фототеодолітному зніманні. Застосування високоточних GPS-приймачів дало змогу визначати лінійні елементи орієнтування камер у польоті з необхідною точністю. Камеральне опрацювання знімків на універсальних та аналітичних приладах замінено на цифрові фотограмметричні станції (ЦФС). Оскільки ЦФС базуються на комп'ютерному забезпеченні, це суттєво зменшило собівартість приладів, а відтак здешевило технологію виготовлення планів та карт.

У той же час залишається нерозв'язаним ціла низка проблем, і в першу чергу це оптимальне опрацювання знімків, отриманих при використанні GPS, для дослідження кінематичних процесів.

Отже, актуальною є проблема розробки теоретичних засад методів, які би з відповідною точністю дозволили визначати координати точок знімання при комплексному використанні GPS та знімальної камери в рухомому режимі (знімання з надводного носія, автомобіля тощо).

У наземному фототеодолітному зніманні процес впровадження цифрового знімання, особливо неметричних камер, поки що триває, оскільки в Україні цифрових фототеодолітних комплектів ще немає та не повністю розроблені технологічні схеми фотограмметричного опрацювання зображень.

Таким чином, постала проблема розробити та дослідити цифровий фототеодолітний комплект на базі неметричної цифрової камери та широко розповсюджених геодезичних приладів (орієнтирних пристроїв: теодолітів та електронних тахеометрів). Це дало б можливість подальшого його застосування у кінематичній фотограмметрії для розв'язування різноманітних народногосподарських задач.

Ще одним з актуальних питань є дослідження Антарктичного узбережжя, і в першу чергу складання великомасштабних плавнів та карт цього земного регіону. Це створить можливість скласти основу для створення геоінформаційних систем, що в свою чергу відкриває можливість структурно вивчати шостий континент як віддзеркалення екологічного стану на всій планеті. А дослідження динаміки льодовиків, як острівних, так і материкових, дає змогу отримати цінну інформацію для прогнозування змін клімату, і знов таки не тільки у цьому районі, а як доведено, на всій земній кулі.

У вирішенні екологічних проблем, яких, на жаль надто багато в Україні, фотограмметрія відіграє важливу роль: це визначення деформацій інженерних споруд та архітектурних пам'яток, зсуви, повені та ін. Однак, як і у попередній проблемі, цифрове фототеодолітне знімання не знайшло відповідного застосування, оскільки точність визначення координат об'єктів залишилася незадовільною.

В роботі запропоновані методики та способи для розв'язування цих задач із застосування неметричних цифрових знімальних камер.

Оперативність та точність цифрової фотограмметрії конкурує тепер із класичними підходами при застосуванні її у військовій справі. Проте ще не розроблені відповідні комплекси та технологічні схеми опрацювання цифрових зображень безпосередньо при проведенні миротворчих та антитерористичних операцій.

Запропонований у роботі знімально-обчислювальний комплекс дозволяє визначати координати цілей та орієнтирів зі спостережного посту та проводити оперативне опізнання цих об'єктів.

В сьогоднішній час багато уваги надається автоматизації аерознімальних процесів. Це пов'язано насамперед з тим, що обсяги великомасштабного картографування в Україні різко зросли, оскільки продовжується розпаювання земель та кадастрові роботи. Зрозуміло, що геодезичними методами забезпечити виконання цих робіт нереально, хоча би з точки зору собівартості робіт та часових термінів. Однак автоматизовані аеропристрої і знімальні комплекси для легких і надлегких носіїв ще в Україні не розроблені. Ці питання вирішені у роботі: створені автоматизований аерофотопристрій для горизонтування знімальних камер та комплекс спряження знімальних систем із GPS для визначення лінійних елементів зовнішнього орієнтування (ЕЗО). Запропоновані комплекси можна встановлювати на надлегкі носії, за собівартістю вони на декілька порядків дешевші від зарубіжних аналогів.

Підсумовуючи вищевикладене, можна стверджувати: дана робота присвячена розв'язку актуальних проблем кінематичної фотограмметрії та її застосування у різних галузях науки та техніки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема роботи пов'язана з Державною програмою досліджень України в Антарктиці на 2002-2010 р. Проведені автором дослідження у ході 7-ої, 8-ої та 10-ої Українських антарктичних експедицій та отримані результати є складовою наукового напрямку "Науки про Землю і навколишнє середовище" Державного фонду фундаментальних досліджень (ДФФД). У рамках Державних науково-технічних програм (ДНТП 2002) Міністерства освіти та науки України (за напрямком "Розробка технологій для подовження ресурсу, підвищення рівня безпеки та енергоефективності потужних енергоблоків ТЕС, ГЕС і АЕС") автор бере участь у виконанні проекту "Визначення та прогноз деформацій інженерних споруд АЕС, ТЕЦ та ГЕС із застосуванням супутникових GPS-технологій”.

Протягом останніх 9-ти років автор був і є відповідальним виконавцем держбюджетних науково-дослідних робіт ”Теоретико-технологічні дослідження з цифрової фотограмметрії та її застосування в управлінні територіями”, № держ. реєстр. 0198U002347, „Моделювання геодинамічних та фотограмметричних проблем: актуалізація цифрових моделей об'єктів за даними аерокосмічного знімання („Референц”)”, № держ. реєстр. 0102U001196, „Теоретико-методологічні основи фотограмметричного моніторингу берегових та льодовикових процесів в Антарктиді („Антарктида”)”, № держ. реєстр. 0104U002290, керівником госпдоговірних науково-дослідницьких робіт „Визначення кількісних параметрів острівних льодовиків та великомасштабне картографування в районі станції Академік Вернадський цифровим фототеодолітним методом”, № держ. реєстр. 0105U007310 та „Великомасштабне картографування для створення основи ГІС району станції Академік Вернадський”, № держ. реєстр. 0106U004718.

Автор бере участь у виконанні науково-дослідної госпдоговірної теми „Визначення та прогноз просторових деформацій і напружень інженерних споруд Теребля-Рікської ГЕС”, № держ. реєстр. 0196U017613.

Науково-дослідні роботи автора збігаються з науковим напрямком кафедри фотограмметрії та геоінформатики „Розробка та дослідження стереофотограмметричних методів розв'язання спеціальних задач, що висуваються різними галузями науки та народного господарства” та науковою тематикою робіт галузевої науково-дослідної лабораторії ГНДЛ-95 Інституту геодезії Національного університету „Львівська політехніка”.

Мета і задачі досліджень. Основною метою роботи є розробка теоретичних і технологічних засад кінематичної фотограмметрії при використанні цифрових знімальних систем та реєстрації просторового положення знімальної апаратури, апробація методик в різних галузях науки та виробництва. Для досягнення цієї мети в роботі розв'язуються такі задачі:

-теоретичне обґрунтування методів лінійного кінематичного проекціювання;

-розробка та дослідження цифрового фототеодоліта, зокрема дисторсії знімальної системи;

-проведення аналізу точності визначення координат при застосуванні цифрового фототеодолітного знімання в залежності від нахилу досліджуваної поверхні;

-розробка та дослідження технологічних варіантів складання великомасштабних планів та визначення поверхневих об'ємів льодовиків Антарктичного узбережжя;

-розробка методики визначення деформацій інженерних споруд методом кінематичної фотограмметрії;

-розробка та дослідження методики створення фронтальних та інтер'єрних планів архітектурних споруд засобами цифрової фотограмметрії;

-розробка методики оперативного визначення координат та виявлення об'єктів з використанням цифрового стереофотограмметричного комплексу під час виконання миротворчих операцій;

-розробка та дослідження автоматизованого аерофотопристрою та системи спряження “GPS - знімальна камера”.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що в роботі розроблені теоретичні і технологічні засади вивчення кінематичних процесів засобами цифрового фотограмметричного знімання як наземного, так і повітряного, при фіксації просторового положення знімальної системи. У роботі вперше:

Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено застосування лінійних операторів для опрацювання зображень у кінематичній цифровій фотограмметрії.

Розроблено способи врахування дисторсії цифрових знімальних камер за напрямками та попіксельно.

Розроблено математичну модель (на засадах цифрової кінематичної фотограмметрії) для визначення кількісних параметрів льодовиків Антарктичного узбережжя.

Розроблено методику створення цифрових великомасштабних планів Антарктичного узбережжя та прилеглих до нього островів.

Розроблено методики спостереження за деформаціями інженерних споруд цифровим стереофотограмметричним методом.

Розроблено методику створення цифрових фронтальних планів та інтер'єрів споруд.

Розроблено методику оперативного визначення координат та виявлення об'єктів цифровим стереофотограмметричним комплексом під час виконання миротворчих операцій.

Розроблено макетні зразки цифрового фототеодоліта, аерофотопристрою та комплексу “GPS - знімальна камера”, а також методику проведення знімальних робіт.

Розроблено методику дослідження GPS при кінематичному режимі її використання з аерознімальною системою.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень запропоновано та практично перевірено фотограмметричні методики і технології цифрового наземного та повітряного знімання для вивчення кінематичних процесів та явищ, зокрема:

складені топографічні плани островів Аргентинського архіпелагу в масштабі 1:1000 з метою створення геоінформаційної системи регіону Антарктичної станції „Академік Вернадський” у рамках 7, 8, 9, 10-ої Українських антарктичних експедицій;

створено сталі знімальні базиси для довгострокового спостереження за острівними та материковими льодовиками Антарктичного узбережжя;

визначено поверхневий об'єм західного виходу льодовика на острові Галіндез (Аргентинський архіпелаг), південної частини цього льодовика та льодовиків на островах Вінтер та Бархани. Визначено поверхневий об'єм материкового льодовика Уіггенса;

складені фронтальні плани історичних споруд, розташованих на площі Ринок (м.Львів) та прилеглих до неї вулиць для виконання реставраційних робіт;

складений план інтер'єру зали та сцени театру ім. Марії Заньковецької (м.Львів) для виконання робіт із покращення акустичних властивостей;

проведені експериментально-виробничі аерознімальні роботи Бродівського нафтотерміналу з метою землевпорядкування;

проведено три цикли цифрового знімання для визначення деформації підпірної стінки трубопроводу Теребля-Рікської ГЕС;

визначено крен та викривлення вентиляційної труби першого та другого реакторів Рівненської АЕС.

Основні результати дисертаційної роботи знайшли також практичне застосування у навчальних курсах “Фотограмметрія. Частина 2”, “Електроніка в фотограмметрії”, “Фотограмметричне інструментознавство”, що викладаються в Національному університеті “Львівська політехніка”.

Основні положення, що виносяться на захист.

Теоретичні засади моніторингу кінематичних процесів засобами навігаційно-цифрової фотограмметрії.

Методика визначення кінематики об'єкта на основі лінійно-кінематичного проекціювання.

Теоретичне обґрунтування та методика визначення дисторсії цифрових неметричних знімальних систем.

Методики і технології моніторингу кінематики різних природних та штучних об'єктів засобами навігаційно-цифрової фотограмметрії, а саме:

4.1. Дослідження поверхневих об'ємів льодовиків в Антарктиді;

4.2. Дослідження змін берегової лінії островів Аргентинського архіпелагу та Антарктичного узбережжя;

4.3.Дослідження інженерних споруд та будівель (деформації підпірної стінки трубопроводу Теребля-Рікської ГЕС, вентиляційної труби першого та другого реакторів Рівненської АЕС, історичних пам'яток у м. Львові).

4.4.Визначення координат орієнтирів та виявлення об'єктів під час виконання миротворчих та антитерористичних операцій.

5. Теоретичні та експериментальні дослідження автоматизації великомасштабного аерознімання.

Особистий внесок здобувача. Основні положення та результати досліджень дисертаційної роботи одержані автором самостійно [7-20]. У працях, опублікованих у співавторстві, автору належать: [3] - ідея створення автоматизованного аерофотопристрою; [4, 5, 6], - ідея та розробка технології великомасштабного аерознімання з бортів гелікоптерів Мі-2 та Мі-8МТВ; [21, 26, 29, 35] - ідея та розробка технологій та макетних зразків цифрового стереофотограмметричного комплексу для застосування у миротворчих антитерористичних операціях; [23, 39] - розробка алгоритмів визначення навігаційних елементів при аерофотозніманні; [24, 25, 41], - розробка комплексної технології дослідження кількісно-якісних параметрів льодовиків Антарктичного узбережжя; [27, 28, 35, 38] -методика та алгоритм визначення елементів внутрішнього орієнтування та дисторсії цифрових знімальних систем; [22, 30] - ідея та алгоритм застосування лінійних операторів для опрацювання цифрових зображень у кінематичному режимі; [1, 32] - розробка методики та макетного зразка пристрою для визначення точності спряження GPS та знімальних камер; [33] - розробка макетного зразка комплексу GPS - АФА; [31] - складання методики дослідження деформації об'єктів стереофотограмметричним методом; [2, 36, 43]- розробка методики складання фронтальних планів та інтер'єрів приміщень цифровим стереофотограмметричним методом; [40, 42] -методика складання великомасштабних планів наземним цифровим стереофотограмметричним методом островів Аргентинського архіпелагу Антарктичного узбережжя.

Апробація результатів роботи. Основні теоретичні та експериментальні результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на:

1. Міжнародних симпозіумах “Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища”, Алушта, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001 2002, 2003, 2004, 2005 р.р.

Міжнародній науково-практичній конференції “Геодезичний моніторинг, геодинаміка і рефрактометрія на межі XXI століття” (Львів, 1998 р.).

2. Науково-практичних конференціях "Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва" (Львів, 1999, 2000, 2002, 2003, 2004, 2005,2006).

Міжнародному науково-технічному симпозіумі "Геомоніторинг -99", Львів - Моршин, 1999 р.

3-й, 4-й і 5-й міжнародних конференціях "Кадастр, фотограмметрія, геоінформатика - сучасні технології і перспективи розвитку", Львів- Краків 2001, 2003, 2005 р.р.

5-му міжнародному Антарктичному геодезичному симпозіумі (АGS'03) "Антарктична геодезія - сучасні роботи і перспективи на майбутнє", Львів, 2003 р.

Міжнародному конгресі фотограмметрії та дистанційного зондування. Стамбул, 2004 р.

XXVIII міжнародній Антарктичній конференції (SCAR), Бремен, 2004 р.

Другій та третій українській антарктичній конференції (2UAM2004, 3UAM2006), Київ, 2004, 2006 р.р.

П'ятому симпозіумі „Метеорологічні дослідження в Антарктиді” (ААНИИ), Санкт-Петербург, 2005 р.

Публікації. Результати досліджень за темою дисертації містяться в 54 публікаціях, які наведені у списку використаних джерел. Основний зміст роботи опубліковано у 43 роботах поданих наприкінці автореферату; серед них: 23 статті у наукових фахових виданнях, 4 статті у наукових журналах, 14 статей у збірниках матеріалів конференцій і 2 - у збірниках тез конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел (286 найменувань) та додатків. Загальний обсяг дисертації становить 251 сторінки, ілюстрації складають 90 рисунків та 25 таблиць. В додатках приведені допоміжні матеріали та акти впровадження результатів науково-дослідних робіт за темою дисертації.

кінематичний фотограмметрія цифровий знімальний



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі описано сучасний стан наукової проблеми, обґрунтовані актуальність та новизна предмету досліджень, сформульовані мета та основні завдання дисертаційної роботи, практична цінність проведених наукових досліджень і розробок, їх реалізація, впровадження та апробація, структура та об'єм дисертаційної роботи, сформульовані основні положення, що виносяться на захист, дані про публікації.

Відзначено вагому роль вітчизняних та зарубіжних вчених у розв'язанні проблеми кінематичної фотограмметрії та інших задач, що перекликаються з тематикою нашої роботи. Згадано класичні розв'язування, запропоновані видатними фотограмметристами, що працювали в 1960-1990 р.р. Це професори І.Ф. Куштін, А.Н. Лобанов, Б.К. Малявський, В.І. Павлов, В.М. Сердюков, В.Я. Фінковський та інші.

Відзначено вагомий внесок у розвиток сучасної геодезії та GPS опрацювань, зокрема досліджень С.П. Войтенка, Ю.О. Карпінського, Я.М. Костецької, А.Л. Островського, Л.М. Перовича, С.Г. Савчука, І.С. Тревого, К.Р. Третяка, П.Г. Черняги та інших.

Вагомий внесок у розвиток аналітичної та цифрової фотограмметрії мають праці О.Л. Дорожинського, який вперше висунув та обґрунтував концепцію навігаційно-цифрової фотограмметрії.

Значну роль у становленні сучасної фотограмметрії відіграють праці українських вчених Х.В. Бурштинської, В.М. Мельника, С.Г. Могильного, Р.М. Рудого, зарубіжних вчених В. Кауфмана, Ю.Ф. Книжникова М. Крамера, М.Ю. Нікітіна, Р.М. Гельмана та багатьох інших.

Перший розділ присвячено розв'язку проблеми розробки теоретичних засад вирішення задач у кінематичній фотограмметрії. Сучасний розвиток фотограмметрії вимагає кардинально нового підходу до визначення кількісних параметрів, зокрема координат точок об'єктів. У багатьох галузях науки і техніки розглядаються явища в кінематичному, а не в статичному стані. Тому актуальною проблемою фотограмметрії є визначення не тільки положення об'єкта в просторі, а і в часі. Рішення цієї задачі стало можливим завдяки сучасним засобам, які застосовуються в геодезичному та фотограмметричному виробництві. Це зумовлено, в першу чергу, використанням систем GPS, які поєднуються із цифровими знімальними камерами; відтак є можливість долучити ще ряд величин, які отримані незалежно від знімання. Отже, поєднання GPS та знімальних камер збільшує кількість вихідних даних, за допомогою яких можна фіксувати координати центрів проекцій знімальних систем та оперативно обробляти отримані цифрові зображення у будь-який проміжок часу. Однак для отримання точних результатів у кінематичному режимі необхідно створити відповідну математичну модель.

У першому підрозділі встановлено залежності між кінематичними режимами руху точки об'єкта (швидкість, прискорення) і центру проекціювання та порядком променевої поверхні на яку проекціюють. Отримано та досліджено рівняння первинних та вторинних проекцій траєкторій прообразу точки А при: рівномірному русі А та рівнозмінному русі центру проекціювання Р; рівномірному русі точки А і центра Р в спеціалізованому положенні, коли.

Нехай i прямолінійні траєкторії руху відповідно прообразу (точки) А і центра проекціювання Р, які починають одночасно рухатись: точка А - рівномірно, зі швидкістю V0, а центр Р - рівнозмінно з початковою швидкістю V0 і прискоренням а (рис. 1).

Задані умови руху виділяють із лінійчатої конгруенції s (f1, f2) з фокальними фігурами f1 і f2. Променеву поверхню Ai, Pі як неперервну множину проекціювальних променів {s}(s Aі; Pі), що відповідають миттєвим положенням точок А і Р. Для довільної точки,що лежить на промені момену часу t, маємо такі відношення:

Якщо прообраз А і центр проекціювання Р здійснюють рівномірний рух за прямими, відповідно зі швидкостями V1 і V2, то поверхня є квадрикою (однопорожнинний гіперболоїд, або, в граничному випадку, - гіперболічній параболоїд), тоді рівняння (1) набуває такого вигляду:

В загальному випадку, коли шлях, що проходить А або Р за час t, що дорівнює, поверхня у має порядок n+1. Тепер введемо до розгляду площину проекцій р з фіксованою в ній координатною системою (з ж). Задамо початкове положення елементів відображення і елементів відображення і прямолінійні траєкторії відповідно точок А і Р. Приймемо також, що в процесі руху площини р вісь x залишається її напрямним вектором.

Нехай елементи відображення починають одночасний рух: прообраз А і площина р - рівномірний зі швидкістю V0, а центр Р - рівнозмінний з початковою швидкістю V0 та прискоренням а. Тоді в кожний момент часу ti проекція f1' прямої f1 на площину р в її положенні, що відповідає цьому моменту часу, є перетином променевої поверхні у з площиною рi.

Параметричні рівняння у = у(t), z =z(t) нескінчених множин вторинних проекцій:

(перепроекційованих з рухомої площини р на нерухомі площини проекцій ху і хz) точки A в її послідовних положеннях на f1 є параболічними гілками третього порядку типу:за класифікацією Ньютона, а саме:

При рівномірному русі всіх елементів відображення рівняння (5) і (6) визначають квадратичні параболи.

У другому підрозділі подано алгоритм визначення координат точок цифрового знімання із застосуванням лінійних операторів та апріорну оцінку точності для знімків.

Як вже відзначено, застосування цифрових знімальних камер та GPS при виконанні процесів аерознімання або наземного фототеодолітного знімання, коли камера переміщується (наприклад, знімання з надводного носія або з автомобіля), дають змогу застосувати принцип лінійних операторів для визначення координат точок об'єктів, що підлягають зніманню. Сполучення двох незалежних приладів, що застосовуються для виконання однієї задачі, повинно дати якісно нові результати. З точки зору математичного опрацювання дані, що отримані за допомогою GPS (координати центрів проекцій та час знімання), дають змогу збільшити кількість рівнянь, а це в свою чергу повинно підвищити точність визначення координат точок об'єкта.

Тоді аналогічно до структури приведеного алгоритму отримаємо формули для цифрового наземного знімання (в такий спосіб можливо отримати формули для аерознімання).

Між експозиціями першого та другого знімків було переміщення; тому вирази (7) та (8) з врахуванням паралельності систем () та (), можна записати:

Таким чином, введення трьох додаткових параметрів (швидкість пересування центра проекції, час та прискорення) дає змогу додатково ввести ще два рівняння.

Отримані формули (9) дають можливість визначити просторові координати точок знімків.

Визначимо тепер апріорну оцінку точності вищенаведених рівнянь (9). Знайдемо часткові похідні за формулами (9) та на їх підставі середні квадратичні похибки (СКП). Оскільки кути нахилу знімків не перевищують 3є, то ці формули можна спростити, підставивши в них наближені значення напрямних косинусів. Будемо враховувати при цьому тільки члени першого порядку малості. Коли знімання проводиться з водної поверхні, тоді z1=z2=z. В нашому випадку для експериментальних робіт застосовувалася цифрова камера Olympus E20p: мм, мм з еквівалентною фокусною віддаллю 86 мм, а опрацювання знімків запланована на ЦФС “Дельта 2”: мм, mб=mщ=mк=2?. Відстань до об'єкта знімання становила від 50 до 200 метрів. Швидкість катера - 1 м/с, а прискорення - 0,1 м/с2. Кутові ЕЗО вибиралися з міркувань планового знімання (від 3? до 5?), оскільки знімальний комплекс обладнаний відповідним круглим рівнем. У таблиці 1 подані результати СКП для наведених параметрів.

Аналізуючи величини похибок, необхідно відзначити, що вони повністю задовольняють вимоги великомасштабного картографування.

Отже, отримані на основі кінематичного лінійного проектування формули (9) надають можливість аналітично опрацювати цифрові фототеодолітні знімки без будь-яких обмежень, що накладаються на їх просторове положення.

Другий розділ присвячений питанням застосування неметричних камер та їх дослідженню, обґрунтуванню (завдяки калібруванню) доцільності використовувати ці камери для подальшої експлуатації у фотограмметричному виробництві.

В першому підрозділі на підставі проведеного аналізу літератури та технічних особливостей цифрових камер висвітлено конструкторські особливості макетних зразків запропонованих цифрових фототеодолітів. Орієнтирним пристроєм можуть бути теодоліт (такий як, наприклад, оптичний теодоліт Theo-010B або інші теодоліти такого ж класу), а також електронний тахеометр; знімальною камерою може бути цифрова камера.

В другому підрозділі представлена запропонована методика врахування дисторсії цифрових знімальних систем за напрямками, відповідно до якої два штативи розташовують на відстані 1-1,5 м один від одного. На одному з них на підставці встановлюють у вертикальному положенні дзеркальну контрольно-вимірну сітку, а на другій - цифровий фототеодоліт. Контрольно-вимірну сітку за допомогою кутових або рамних рівнів орієнтують таким чином, щоб кути та к були мінімальні. Кут б враховують шляхом промірів країв сітки та вертикальної осі іншого штатива. На другий штатив встановлюють цифровий фототеодоліт. Фототеодоліт приводять у робоче положення. Головну оптичну вісь встановлюють біля центрального перетину сітки з допомогою орієнтувального пристрою.

Потім виконують знімання сітки. Зображення, отримане у процесі знімання, передають в комп'ютер у програмний пакет “Моdels” ЦФС “Дельта-2”. У вікні “Взаємне орієнтування” виконують такі операції:

1) У районі параксіальної області об'єктива вимірюють перетини сітки квадрата (квадратів) для визначення масштабного коефіцієнта.

2) Виконують виміри за напрямами сітки (х, у, z, u).

3) Безпосередньо обчислюють значення дисторсії як різниці між виміряними значеннями вищевказаних параметрів та еталонними координатами сітки.

Другій спосіб врахування дисторсії, який запропонований у роботі - це спосіб попіксельного врахування дисторсії цифрових знімальних камер. Для реалізації способу, застосовано умовно-статистичний метод опрацювання даних, а апроксимація дисторсії виконана за допомогою полінома другого ступеня.

Орієнтування приладів та фотографування контрольно-вимірної сітки ідентичне до попереднього способу. Запропоновано розраховувати значення дисторсії в кожному вузлі сітки, що відобразилася на знімку. З цією метою була розроблена та створена програма. Лабораторні випробування запропонованої технології полягали в такому. Цифровим фототеодолітом була відзнята конторольно-вимірна сітка (300х300 мм) з розмірами комірок 5х5 мм. Виконані вимірювання всіх перехресть сітки (n=1004), яка була відтрансформована за створеною програмою. Після цього проведено вимірювання перехресть через 10 мм (n=300) та порівняно їх з еталонними. В результаті визначені середні квадратичні похибки Дх та Дz, які відповідно є рівними: mДx= 5.0 мкм, mДz= 4.8 мкм. Отже, точність врахування запропонованим способом не перевищує розмір комірки ПЗЗ-матриці (6.4 мкм), а також точність вимірювання зображень на ЦФС „Дельта - 2”.

В четвертому підрозділі розглянуто питання щодо точності встановлення цифрових знімальних камер відносно орієнтирних пристроїв. Як відомо, окрім абераційних спотворень, цифрові камери мають ще низку похибок, що безумовно, призводить до зменшення точності вимірювань. До цих похибок можна віднести: встановлення ПЗЗ-матриці у фокальній площині об'єктива та орієнтування камери відносно орієнтирного пристрою. Вирішення цих задач дозволяє значно підвищити точність визначення координат об'єктів, що підлягають зніманню та спростити технологію знімання.

Згідно з конструкторськими особливостями ПЗЗ-матриця - це площина, що повинна розташовуватися у фокальній площині; окрім цього вона повинна бути перпендикулярна до головної оптичної осі. Ці вимоги аналогічні до розташування фотоплатівки у прикладній рамці знімальної камери фототеодоліта. Згідно з цим положенням визначимо допустимі відхилення ПЗЗ-матриці від ідеальної позиції. Розглянемо спочатку позицію, коли матриця паралельна до фокальної площини, що викликає нерізкість зображення. Допустиме значення визначають з розмірів комірки ПЗЗ-матриці (наприклад, розмір матриці 17Ч13 мм для цифрової камери Olympus E-20p), яка складає 7 мкм. Значення (різниця величин f та F) цифрової камери представлені в таблиці 2.

Аналізуючи наведені значення, необхідно відзначити досить жорсткі умови розташування ПЗЗ-матриці, тобто похибка положення площини розташування поверхні комірок повинна бути в межах 0,01 - 0,08 мм.

Іншим, не менш важливим аспектом є нахил площини матриці. Оскільки нахили відносно фокальної площини не перевищують декілька градусів (при виготовленні камери), то можна скористатися наближеними формулами трансформування знімків. Відповідно перейдемо до похибок та визначимо допустимі нахили площини ПЗЗ-матриці для вищевказаної камери при мм, мм, мкм, мм. Результати обчислень подано в таблиці 3.

Аналізуючи дані, що представлені в таблиці 3, робимо висновки:

1) Точність кутів нахилу повинна бути в межах для фокусної віддалі 86 мм.

2) Для максимальної фокусної віддалі допустимі значення щодо нахилення матриці суттєво зменшується, тобто перебувають в межах3) Врахування кута розвороту зображення повинно проводитись з точністю , для будь-яких фокусних віддалей.

У цифровому фототеодоліті, що застосовувався для знімання, використано орієнтирний пристрій - теодоліт Theo-010B; можна вживати тотожні за точністю електронні тахеометри, які за своїми технічними характеристиками задовольняють вищевказані вимоги. Однак орієнтування оптичної осі знімальної камери та теодоліта з такими допусками є складною проблемою. По-перше, оскільки в окулярі оптичної системи камери нема сітки ниток, неможливо точно виставити оптичні осі паралельно, а лише наближено. По-друге, при зміні фокусної віддалі камери, як з'ясувалося при практичних роботах, зображення зміщується, тобто головний промінь не є сталим.

Щоб вирішити цю проблему, було запропоновано підхід, який полягає в наступному. У лабораторних умовах камеру встановлювали на теодоліт і наближено орієнтували. Після цього зорову трубу теодоліта приводили у горизонтальне положення і точно візували на перетин контрольно-вимірної сітки на пластині, яка була закріплена на підставці штатива на мінімально можливій відстані від фототеодоліта. Сітку за допомогою накладних або рамних рівнів було приведено у вертикальне положення, а суміщення сітки ниток зорової труби теодоліта з перетином контрольно-вимірної сітки виконано з допомогою вивідних гвинтів підставки. Потім проводилось знімання сітки камерою з встановленою фокусною віддаллю, з якою буде у подальшому експлуатуватися фототеодоліт. Зображання сітки передано на ЦФС, і з допомогою програмного забезпечення “Mоdels” у вікні “Взаємне орієнтування” проведено вимірювання координат перетину сітки, що відповідають зоровій трубі теодоліта, відносно положення центру знімка. Знаючи координати та фокусну віддаль камери, розраховано кути нахилу головного оптичного променя камери відносно оптичної вісі орієнтирного пристрою. Для цього використано формули залежності між координатами точок вертикального та нахиленого знімків, виключаючи з них ті члени, де присутній кут , оскільки (як було доведено вище, див. табл. 3) його можна встановити з відповідною точністю.

Таким чином, визначають кути та як поправки в аналогічні кутові елементи зовнішнього орієнтування та враховують їх при виконанні зовнішнього орієнтування знімків, алгебраїчно сумуючи з встановленими при зніманні кутовими елементами.

Для однозначної фіксації камери відносно теодоліта пропонується кріплення типу “хвіст ластівки” зі стопорною кулькою. Таким чином, визначивши поправки в кути при виконанні польових робіт, немає потреби їх визначати та існує можливість застосовувати знімання без вимірювання опорних точок.

Підтвердимо запропоновану схему розрахунком апріорної оцінки точності. Як вже згадано, точність виміру координат зображень на ЦФС складає 3 мкм (0,5 пікселя - 7 мкм для знімальної камери Olympus E-20p), відповідно точність вимірювання відрізка буде 6 мкм, f = 86 мм, тоді, що у лінійному еквіваленті відповідно буде: для відстаней 50 м - 10 мм, 200м - 30 мм, 1000 м -100 мм; ці значення задовольняють вимоги складання великомасштабних планів всього масштабного ряду.

В п'ятому підрозділі подається аналіз точності визначення координат при застосуванні цифрового фототеодолітного знімання в залежності від нахилу знімальної поверхні.

Розглянемо основні положення проектування при розв'язуванні наведеної задачі.

Насамперед необхідно визначити ракурси захоплення територій, що підлягає зніманню по висоті, оскільки це пов'язано з нахилом схилів. Принципова схема явища представлена на рис. 2.

Згідно з рис. 2 положення зв'язок між ракурсом знімання, нахилом закладення та територією захоплення буде:

Підставивши вираз (10) для у формулу (10а) отримаємо:

Із застосуванням формули (11) були розраховані значення L для цифрової знімальної камери Olympus E20P з еквівалентною фокусною віддаллю 86 мм та розміром кадру по вертикалі 62 мм. При цьому половинний кут ракурсу Аналіз показує, що величина L для значень кутів б завжди є більшою від Ymax, а це в свою чергу свідчить, що отримання точності вказаних координат на максимальних відстанях не відповідає вимогам точності визначення координат.

Для того щоб позбутися цього негативного явища, необхідно виконувати нахилений випадок знімання.

Розглянемо (див. рис. 3) трикутник з якого визначимо сторону SB:

Із трикутників SBC та АВА' знайдемо AB, тобто L. Після нескладних перетворень отримаємо:

Для прикладу розрахуємо за цією формулою величину L при мінімальному значенні, відповідно при Ymax=500 м, щ=20, б=1,тоді L=487 м. Тобто L менше за значенням, ніж Ymax.

Однак, як відомо, при застосуванні нахилених випадків знімання втрачається точність визначених координат. В той же час необхідно, щоб територія знімання повністю займала кадр. Якщо це не так, то точність визначення координат в декілька раз зменшується по відношенню до нахиленого випадку знімання; стосовно аплікати (вісь Z) похибки практично є одного порядку як для нормального, так і рівновідхиленого випадку.

Третій розділ висвітлює результати визначення поверхневих об'ємів льодовиків Антарктичного узбережжя в регіоні станції Академік Вернадський.

Проаналізувавши матеріали останніх метеорологічних і гляціологічних спостережень у даному регіоні та в інших місцях земної кулі, можна стверджувати, що спостереження за льодовиками є лише частиною комплексних досліджень, які сприяють виявленню тенденції глобальних кліматичних змін на усій планеті, а також різноманітних змін безпосередньо в районі Антарктичного узбережжя. Зростають також обсяги досліджень льодовиків методами дистанційного зондування. У той же час не досліджено такі питання змін острівних та материкових льодовиків даного регіону:

- просторове зміщення льодовиків за відповідний проміжок часу;

-особливості льодовиків та їх морфологічні характеристики на різних етапах розвитку;

- зміни форми та розмірів льодовиків, а також їх об'ємів, складу їх мас льоду;

Отже, постала проблема виявити особливості острівних льодовиків як каталізаторів зміни кліматичних, біологічних та гляціологічних процесів, які відбуваються в Західній Антарктиці.

Насамперед необхідно було створити фронтальні плани виходів льодовиків як основи для подальших гляціологічних досліджень.

Для знімання льодовиків був запропонований один з макетних зразків цифрового фототеодоліта, орієнтувальним пристроєм в якого служить оптичний теодоліт Theo-010B, а камерою - цифрові камери Olympus E20p та Kodak DC-260/

Розрахунок апріорної точності довів спроможність застосування цього комплексу для вищевказаних робіт. У таблиці 4 приведені значення похибок, для двох випадків знімання. Для вищезгаданого цифрового фототеодоліта:мм.

Польові роботи містили такі процеси:

* рекогносціювання ділянки та складання робочого проекту знімання;

* закріплення контрольних та базисних точок та проведення робіт щодо визначення їх геодезичних координат;

* закріплення довгострокових центрів знімання;

* знімання.

Довгострокові центри знімання були виготовлені з товстостінних труб для примусового центрування приладів.

Знімання проводили при різних фокусних віддалях камери, що обумовлювалось ракурсами захоплення об'єкта. Далі, згідно з технологічною схемою, визначено координати точок знімання з допомогою GPS у статичному режимі для підвищення точності знаходження місцеположення центрів. Таким чином, проведено чотири цикли знімання льодовика на острові Галіндез та по три цикли для льодовиків на островах Вінтер та Бархани.

Визначення поверхневого об'єму льодовиків виконане в програмному пакеті “Digitals” наступним чином. На поверхні виходу льодовика набрано пікетні точки (приблизно 1500-2000 пікетів) у характерних місцях рельєфу льодовика. Після цього визначено умовний об'єм даного циклу відносно поверхні, що утворилася пікетами та вертикальної площини, яка задавалась від краю льодовика. Далі аналогічно оброблено наступний цикл і визначено різницю цих об'ємів. У результаті розрахунків отримано різницю поверхневих об'ємів суміжних циклів, тобто зміну цієї величини між сезонами.

В нашому випадку відповідно до першого та другого циклу -, тоді відносна СКП буде складати. Порівнюючи методи наочно видно, що метод вертикальної мережі на порядок точніший, але і метод пікетів не перевищує допустиму різницю.

В результаті обмірів західної частини льодовика о. Галіндез поверхневий об'єм зменшується і складає за 2002-2003 р. р. 23000 м3, за 2003-2004 р. р. - 28000 м3, за 2004-2005 р.р. - 17000 м3.

Відповідно для південної частини льодовика зміна поверхневого об'єму відповідно склала: 2003-2004 р.р. - 1481 м3, 2004-2005 р.р. 360 м3.

Для льодовика Вінтера поверхневий об'єм зменшився за 2003-2004 р.р. - 1256 м3, за 2004-2005 р.р. - 4817 м3.

Для льодовика на острові Бархани поверхневий об'єм зменшився за 2003-2004 р.р. - 274 м3, за 2004-2005 р.р. - 1745 м3.

За наведеними результатами робимо висновок, що хоча і спостерігається відповідна неоднорідність танення поверхневого об'єму, та загальна тенденція зменшення об'ємів острівних льодовиків є безперечно доведеним фактом.

Наступною задачею було складання великомасштабних планів для реалізації ГІС станції Вернадського.

Для підготовки польових знімальних робіт виконано геодезичне забезпечення території, що підлягало зніманню. Були виготовлені спеціальні марки для опорних та контрольних точок, які розташовано за периметром островів в районі берегової смуги. Далі проведено знімання з надводного носія та берегових базисів.

Камеральні роботи полягали в опрацюванні наземних цифрових знімків на ЦФС “Дельта-2”.

В результаті виконаних робіт були створені топографічні плани масштабу 1:1000 островів Галіндез, Вінтер, Скуа, східної частини острова Петерман та мису Хат Антарктичного узбережжя.

Аналіз технологічної схеми створення великомасштабних планів дав можливість визначити потреби в доповненнях, удосконаленнях, модифікаціях методу дослідження. Завдання полягало в тому, щоб виявити особливості технологічної схеми укладання топографічних планів при максимально низькій її собівартості, тобто вартості польових та камеральних робіт не тільки при опрацюванні берегових смуг, а й всієї площі островів даного регіону. Загалом отримано близько 350 стереопар цифровими камерами Kodaк DC 260, Olympus Е 20р та Sony DCS.

При зніманні з базисів враховувався нахил середньої площини об'єкта знімання. Для цього базис наскільки це можливо розташовували над об'єктом та застосовували нахилений випадок знімання. Оскільки відстані до середньої площини не перевищують 100-300 м, то цей випадок суттєво не вплинув на точність визначення координат.

Як показав наш досвід, у більшості випадків при великомасштабному зніманні із застосуванням прямої фотограмметричної засічки не завжди забезпечується бажана точність отримання координат. Це зумовлено такими факторами:

конструкторськими особливостями фототеодоліта:

а) нежорстким з'єднанням цифрової камери з теодолітом;

б) можливістю зміщення вертикального круга теодоліта в момент фотографування;

в) наявністю аберацій цифрової камери;

особливостями орієнтирного пристрою.

В ході дослідження застосовано точні теодоліти Тhео-010В та 2Т2 з міркувань надлишкової точності. Обґрунтуємо рішення відповідними розрахунками точності елементів зовнішнього орієнтування для цифрової камери Olympus E20p з еквівалентною фокусною віддаллю. Тоді, для f = 90 мм, x = 40 мм, z = 30 мм, Дx = Дz = 0,005 мм, отримаємо: Дц = 11Ѕ, Дщ = 10Ѕ, Дк = 35Ѕ. Таким чином, для орієнтирного пристрою достатньо буде застосувати теодоліти з точністю визначення кутів ±5".

Орієнтирні пристрої необхідно застосовувати в якості теодоліта, з допомогою якого з максимальною точністю можна визначати координати контрольних точок, тобто точність визначення кутів повинна бути максимально високою. Для оперативного визначення напрямків пропонується застосовувати електронні тахеометри, наприклад, тахеометр для прецизійних вимірів фірми Sоkkіа SЕТ2030R3, точність визначення кутів якого становить 2", а відстані 2 мм+2*D.

Тут доречно буде наголосити на тому, що цифровий фототеодоліт має складатися з професійної знімальної камери, яка встановлюється на орієнтирному пристрої, а непаралельність осей можна враховувати аналітично. У разі необхідності знімальну камеру слід демонтувати для виконання кутомірних спостережень електронним тахеометром.

Координати базисів визначено з допомогою GPS-приймачів геодезичного класу, що, безумовно, дало можливість обчислювати координати з достатньою точністю. Зауважимо, що для цього можна застосувати приймачі таких типів: Leicа (SR 530), Topcon (ODYSSEY), Trimble (4600LS) та ін.

У процесі реалізації нашого дослідження виконана планово-висотна прив'язка для визначення координат опорних та контрольних точок. В основному це була розріджена прив'язка, оскільки в подальшому побудована мережа фототріангуляції. Вкажемо на такі особливості цього процесу:

- візування на немарковані точки ускладнюється тим, що не можна однозначно навести на мікрооб'єкт зорову трубу орієнтирного пристрою і вимірну марку ЦФС;

- марковані точки максимально підвищують точність орієнтування знімків на ЦФС.

В ході топографічних робіт проведені знімання з катера та човна берегової смуги, а при можливості знімали і віддалену територію. Переваги цього способу щодо знімання з постійних базисів у даному регіоні очевидні:

- не завжди є можливість розташувати базиси на об'єкті для знімання;

- при застосуванні надводного носія виконується послідовне знімання, близьке до нормального випадку;

- є можливість визначити координати проекції знімальної камери з допомогою GPS.

Коротко зупинимося на запропонованому способі визначення лінійних елементів зовнішнього орієнтування. Він полягає в тому, що на земній поверхні в районі знімання встановлювали GPS-приймач, а на борту рухомого носія встановлювали знімальну камеру і бортовий GPS-приймач, антена якого з'єднана з камерою. На бортовому GPS-приймачі попередньо встановлювали епохи, які відповідають інтервалам фотографування. Керували знімальною камерою, вмикаючи її сигналом зміни епох бортового GPS-приймача. Одночасно визначали просторові координати центра проекції знімальної камери.

Четвертий розділ присвячений впровадженню кінематичної фотограмметрії в деякі галузі народного господарства та у військову справу.

В першому та другому підрозділах подається рішення технології визначення деформації інженерних споруд цифровим стереофотограмметричним методом.

Особливо актуальною є задача визначення нахилу та викривлення вентиляційної труби першого та другого реакторних блоків Рівненської АЕС, оскільки ця споруда є досить великою за параметрами (висота - 200 м, зовнішній діаметр біля фундаменту - 15.6 м, діаметр верхньої частини - 6,5 м) і перебуває в безпосередній близькості від реакторних блоків.

Знімання проведено з допомогою цифрового фототеодоліта. Випадок знімання, як найбільш точний - нормальний. Однак такий об'єкт як вищезгадана споруда не охоплюється ракурсом камери з фокусною відстанню 115 мм, тому камеру нахилено на вертикальні кути, тобто виконане нормально нахилене знімання.

Після знімання виконано опрацювання зображення на ЦФС „Дельта-2”. Технологічна схема обробки полягала в наступному. Виміряні координати точки 1, 2, 3 і 4(див. рис. 4),. Обчислені різниці пар 1-2 та 3-4 та обчислено середнє значення цих пар (точки 5 і 6), тобто визначено відлік середини труби верхньої та нижньої частин.

Марку стереоскопічно наведено з врахуванням відліку (хс) на поверхню моделі труби та зафіксовано координати xR, zR. Штурвалом Z марку переведено на горизонт точок 3-4. Відлік по цій лінії порівняно з теоретичним. Неспівпадіння цих відліків відповідає величині нахилу (q), яку можна розрахувати за формулою:

Послідовно визначено значення за всіма стереопарами. Це дало можливість не тільки визначити нахил, а також і кривину труби.

Рівність відстаней між проекціями буде свідчити про наявність загального нахилу труби і технологічності кладки. В іншому випадку відстань між проекціями центрів перетинів, що спостерігаються, будуть зменшуватись в бік викривлення труби.

Після опрацювання 12-ти стереопар двох базисів, визначені компоненти нахилу та викривлення вентиляційної труби.

Максимальні відхилення з першого базису (стереопара 2) склало 30 см, з другого базису (стереопара 5) - 40 см.

Максимальне викривлення труби з першого базису склало: (стереопари 1 - 3) - 15 см, з другого базису (стереопари 1 - 5) - 20 см. Необхідно відзначити, що викривлення труби компенсується завдяки прогинам у різні боки.

Задача визначення деформації підпірної стінки дросельного затвору Теребля-Рікської ГЕС виникла 1991 р., після виявлення спеціальною комісією деформаційних аномалій на будівлі дросельного затвора і значного прогину підпірної стінки. Основним фактором збудження деформацій є тектонічний вплив Рікського розлому земної кори, активізація зсувних процесів, порушення режиму ґрунтових вод внаслідок інтенсивної вирубки лісових насаджень та збільшення загальної річної кількості атмосферних опадів.

Технологічна схема знімання є такою. Цифровий фототеодоліт послідовно було встановлено на точках сталого базису і виконано нормальний випадок знімання.

Опрацювання зображення проведено за відповідною технологічною схемою на ЦФС “Дельта-2”.

Перед дослідженням виконано попередній розрахунок точності згідно вихідних даних, а саме:

Враховуючи, що координати та висоти опорних точок у нашому випадку відомі з високою точністю (), то отримаємо середні квадратичні похибки:

Рельєф стіни за циклами та різниці між ними були відображені горизонталями, 3-D моделями, та у відповідній цифровій формі.

Порівнюючи результати досліджень, необхідно відмітити, що існує залежність від місць просякання вологості та зміною рельєфу стіни. Там, де вологість вища, поверхня стінки є більш рельєфною і навпаки. Це можна пояснити вилученням матеріалу від наявності води.

Отриманий матеріал дає змогу побудувати ЦМР, тобто мати інформацію про будь-які зміни (особливо локальні) на поверхні підпірної стіни.

Оцінка точності виконувалась за контрольними точками двох полігонів (n=12) і відповідно склала. Порівнюючи ці значення з апріорними, необхідно зробити висновок, що вони одного порядку.

В другому підрозділі представлені технологічні схеми складання фронтальних та інтер'єрних планів будівель архітектурного заповідника м. Львова з метою реставрації та визначення деформаційних процесів.

Розглянемо деякі особливості запропонованої технологічної схеми складання фронтальних планів.

Стосовно вибору станцій необхідно відмітити, що в цьому випадку бажано зробити двосторонній підхід, а саме довжина базису повинна задовольняти вимоги знімання та оптимального розташування теодоліта при кутовимірних спостереженнях. На вузьких вулицях старого міста це можна поєднати. Далі, оскільки базис є досить малим, то його промір виконується вимірною стрічкою, причому відразу враховується перевищення.

Знімання ведеться за класичною схемою, а за необхідності і в декілька "поверхів", це так само пов'язано з особливостями старожитньої забудови. Цифрове знімання виконують для можливо максимальної фокусної віддалі. Це пов'язано, по-перше, з максимальним зменшенням дисторсії, а, по-друге, зі збільшенням масштабу знімання, що дає можливість детальніше та точніше опрацьовувати матеріали. За наявності різноманітних скульптурних прикрас невеликих розмірів необхідно провести окреме знімання цих площ, а це в значній мірі полегшує опрацювання та підвищує точність викреслювання архітектурних елементів. Однак при застосуванні цього процесу на ділянках знімання необхідно визначити 1-2 опорні точки, щоб виконати точніше орієнтування для цих деталей. Окрім цього, знімання можна робити окремо від орієнтирного пристрою (теодоліта) безпосередньо з рук, а це, як вже підкреслювалось вище, можливо, оскільки застосовується обернена фотограмметрична засічка. Знімання бажано виконувати при рівномірному освітленні (повна хмарність), щоб уникнути різних тіней, які в значній мірі погіршують камеральну обробку зображень. Координати опорних точок визначають за допомогою орієнтирного пристрою (Theo 010В), який дає високу точність вимірювання кутів, у результаті чого отримують координати точок з точністю не гірше 1 мм.

...