Исследование цифровых фотограмметрических систем для создания трехмерных моделей изучаемых объектов

Содержание

Введение 3
1. Теоретические основы фотограмметрии 5
1.1 Геометрические основы фотограмметрии. Понятие о центральной проекции. 8
1.2 Наблюдение и измерение снимков и модели объекта 12
1.2.1 Монокулярное зрение 12
1.2.2 Бинокулярное зрение 15
1.2.3 Стереоскопическое наблюдение снимков 16
1.3 Измерение снимков и модели 18
1.4 Системы координат, применяемые при фотограмметрической обработке снимков 19
2 Современные методы фотограмметрии 21
2.1 Цифровая фотограмметрия 21
2.2 Технические средства для цифровой фотограмметрии 24
2.2.1 Цифровые фотограмметрические системы 26
2.2.2 Примеры современных фотограмметрических систем 28
Список используемой литературы и нормативных актов 30

Введение
Название науки фотограмметрии происходит от трёх греческих слов :photos - свет, gramma – запись и metreo – измеряю. В середине 60- х годов фотограмметрия имела следующее определения: дисциплина, изучающая способы определения размеров, формы и положения какого либо предмета в пространстве по его фотограмметрическому изображению. Сегодня определение этой науки или дисциплины несколько изменилось как правило оно звучит следующим образом: фотограмметрия это наука, изучающая способы выявления форм, размеров, пространственного расположения и и степени изменения во времени различных объектов, по результатам измерений их фотографических измерений.
Таким образом, мы видим, что в современной определение фотограмметрии добавилась её динамическая функция отслеживания изменений в окружающем нас мире, к её основной задаче – получение размеров, данных, форм и положения предмета из фотографического изображения. Точнее можно сказать, что непосредственный предмет изучения, которым занимается данная наук, это геометрические и физические качества (свойства) фотографических снимков.
Рассматривая современные учебники по Фотограмметрии можно выделить несколько основных векторов развития и исследования данной науки:
• Первый вектор развития это картография и Гис-системы, именно в этих областях в настоящее время уделяется большое внимание использованию цифровых фотографических снимков земной поверхности ( аэрофотосъемка, космическое зондирование);
• Второй вектор развития это решение различных задач в науки и технике появившихся сегодня в связи с развитием вычислительной техники. Так сегодня имея серию снимков объекта можно с помощью специального программного обеспечения создать полноценную его 3Dмодель;
• Третий вектора развития связан с развитием космических исследований, так благодаря классическим формулам фотограмметрии сегодня мы получаем изображения планет и других различных элементов солнечной системе.
Можно смело утверждать, что сегодня фотограмметрия развивается благодаря своей тесной связи с достижениями физико-математического цикла, развитием радиоэлектроники, увеличением мощностей вычислительной техники, появлением и мощным скачком вперёд цифровой фотографии.
Из списка достижений науки и техники следует выделить применение цифровых методов обработки материалов, базирующихся на достижении аналитической фотограмметрии и теории компьютерного зрения, машинной графики и распознования образов, теории сигналов и теории информации, вычислительной геометрии.
Становление и развитие методов цифровой фотограмметрии стало возможно с появлением в середине 1980-х годов персональных ЭВМ, обладающими значительными вычислительными ресурсами, накопительными устройствами большого объёма и обеспечивающих возможность обработки громадных объёмов информации[7].
Основополагающим элементом в цифровой стереофотограмметрической обработки изображений является опознавание точек смежных снимков, точность, которой в значительной степени определяет качество последующих работ. Идея автоматизации этого процесса была сформулирована профессором А.С. Скиридовым в 1924 году и базировалась на сравнение фотограмметрических плотностей соответствующих зон смежных снимков. Данная идея была реализована в цифровых фотограмметрических системах только в середине 1980-х годов.
Кроме приведённых выше причин мощного развития фотограмметрии так же следует отметить появление цифровых съёмочных систем – сенсоров, базирующихся на применение твёрдотельных светочувствительных элементов на основе приборов с зарядной связью, позволяющих получать цифровые цветные, чёрно-белые и иные изображения в любом диапозоне инфракрасной, ультрафиолетовой или видимой части спектра [7].
Как и ранее фотограмметрия сохранила свою связь с такими науками как геодезия, топография и картография. Следует отметить, что ранее фотограмметрические способы измерений применялись в основном как раз в топографо-геодезических работах. Этот способ создания карт был основным, именно благодарянему удалось покрыть всю территорию СССР Топографическими картами масштаба 1:100 000. Для заселённых и особо важных участков территории бывшего СССР масштаб созданных карт составляет 1:25 000.
Подводя итоги рассмотрения истории развития фотограмметрии можно сказать, что сегодня использование фотограмметрических методов и принципов заполняет всё большие ниши в различных сферах жизни:
• Инженерно-геодезические и топографические работы;
• Картографические работы;
• Геологические работы;
• Геофизические работы;
• Строительные работы;
• Военное дело;
• Космические исследования и т.д.

нет