Программа «мозаика» для обеспечения технического процесса создания кадастровых планов по аэрофотоснимкам

В основе использования аэрофотосъёмки для целей картографирования лежит возможность точных измерений сфотографированных объектов по их стереоскопическим фотоснимкам. Использование стереоскопической фотосъёмки обусловлено тем, что по одиночному снимку невозможно определить расстояние от точки съёмки до сфотографированного предмета и, следовательно, невозможно определить его истинные размеры. Поэтому во время аэрофотосъёмки в процессе полёта периодически осуществляется съёмка земной поверхности фотоаппаратом, оптическая ось которого направлена по возможности вертикально. При этом любая пара последовательных снимков имеет перекрытие, т.е. часть местности, сфотографированной на одном снимке, сфотографирована и на втором. Эта перекрывающаяся часть двух снимков называется стереопарой. Совместное наблюдение снимков стереопары, левым глазом левого и правым глазом правого, переводит к возникновению в поле зрения наблюдателя стереоскопического изображения местности — стереомодели. Стереомодель наблюдается на экране стереодисплея. Стереомодель может перемещаться оператором с помощью джойстика. При этом любая точка стереомодели может быть совмещена с измерительной маркой, которая неподвижна в поле зрения. Такое совмещение и является измерением, т.к. вычислительная машина в каждый момент времени определяет точные координаты марки в пространстве перемещающейся стереомодели.

Аэрофотоснимки перекрываются не только в маршруте (направлении вдоль полёта), но и в соседних маршрутах, что обеспечивает непрерывное покрытие картографируемой местности стереопарами аэрофотоснимков. Количество снимков может достигать нескольких тысяч.

Каждая стереопара обеспечивает получение карты на часть местности, изображённой на ней. Впоследствии все эти кусочки должны быть объединены в единую карту. Каждый кусочек представляет собой многоугольник. Вершины такого многоугольника принадлежат сразу нескольким кусочкам (от двух до четырёх). Будем называть эти вершины точками сшивки.

Программа «Мозаика» в процессе её исполнения формирует файл накидного монтажа (FNM), в котором для каждой стереопары фиксируются: номера снимков стереопары, номер блока, в котором будет ориентироваться стереопара и номера всех точек сшивки этой стереопары. Кроме того, для каждой точки сшивки формируется запись, фиксирующая номера всех стереопар, содержащих данную точку и координаты этой точки в обоих снимках каждой стереопары.

Программа состоит из двух процедур.

Первая процедура — укладка. Оператор вводит номера шести снимков, образующих четыре стереопары в двух соседних маршрутах. Снимки выводятся на экран. Один из шести снимков (основной) остаётся неподвижным. Любой из оставшихся может быть назначен оператором «активным». Этот снимок можно перемещать и вращать с помощью клавиатуры. Оператор добивается с помощью этих манипуляций наилучшего совпадения активного снимка с основным или уже уложенным. Для контроля согласования между активным и неподвижным снимком может быть включено чередование, которое заключается в поочередном выкладывании их поверх партнёра.

После завершения укладки всех снимков связки осуществляется переход ко второй процедуре — отметке. В этой процедуре визуализируются границы всех снимков. Оператор находит зону перекрытия всех четырёх стереопар и курсором указывает выбранную им точку сшивки. Щелчок левой клавиши мыши фиксирует точку, и программа выводит в указанную точку экрана цветную метку. В ряде случаев отмечаются зоны перекрытия трёх или двух стереопар. Программа автоматически определяет, сколько и какие конкретно стереопары сшиваются данной точкой. Количество пересекаемых стереопар сообщается для контроля оператору цветом точки: голубая — четыре, жёлтая — три, оранжевая — две, красная — менее двух. Точки, введённые в предыдущих сеансах, окрашены в зелёный цвет.

Оператор вводит только номера снимков и номер обрабатываемого блока. Вся остальная информация определяется автоматически в процессе исполнения программы.

Разработанная программа используется в составе специального программного обеспечения технологического процесса в Федеральном государственном унитарном предприятии НПП «Рубин». 

Автор:  Сазонов Сергей, 11 класс
Научный руководитель: Кадышева Н.А., учитель информатики