Стереоплоттер

Стереоплоттер для использует стереофотографии определения высот . Это основной метод нанесения контурных линий на топографические карты с 1930-х годов. Хотя конкретные устройства технологически продвинуты, все они основаны на очевидном изменении положения объекта на двух стереофотографиях.

Стереоплоттеры изменились по мере совершенствования технологий. Первые стереоплоттеры, где были проекционные стереоплоттеры, использовали только световые лучи и оптику для настройки изображения. Kelsh Plotter является примером проекционных стереоплоттеров. Следующими появились аналоговые стереоплоттеры, которые были более сложными, поскольку для просмотра изображения использовали более сложную оптику. Аналитический стереоплоттер используется и сегодня. Он включает в себя компьютер, который математически выравнивает изображения так, чтобы они выстраивались правильно. Аналитический стереоплоттер также позволяет сохранять данные и перерисовывать их в любом желаемом масштабе.

Аналогичный

Для стереоплоттера требуются две фотографии со значительным перекрытием (60%), искажения которых корректируются из-за угла съемки. Фотографии помещаются на прозрачный носитель и проецируются с помощью источника света. Каждое изображение будет проецироваться с перекрытием другого. Оператор, используя специальный набор оптики , видел изображение трехмерным из-за разной перспективы каждой фотографии.

Оптика стереоплоттера позволяет оператору отображать контуры и особенности. Источник света, используемый для проецирования фотографии, — это то, с чего начинается процесс. Одна фотография проецируется с использованием голубого /синего фильтра, а другая фотография — с красным фильтром. Оператор носит специальный комплект очков с одинаковым цветным светофильтром для линз. Когда левая фотография видна в синем свете, в то время как левый глаз имеет синий фильтр, а правая фотография проецируется с красным светом, а правый глаз видит через красный фильтр, перекрывающееся изображение становится трехмерным. Изображения будут иметь контрольные точки, которые подробно описывают, как должно происходить перекрытие фотографий. Полученное перекрывающееся изображение называется анаглифом и представляет собой трехмерную местности модель . После того, как две фотографии будут спроецированы и желаемые контрольные точки совмещены, оператор начнет записывать желаемые высоты местности, «пролетая» световое пятно вдоль контуров. Если кажется, что световое пятно парит над местностью или ныряет в местность, оператор знает, что он переместил его слишком далеко от склона или слишком далеко к склону соответственно.

Первоначально стереоплоттеры записывали путь летящего светового пятна, непосредственно записывая путь на листе ацетата или полиэстера, покрытом непрозрачным лаком, который можно было сфотографировать для изготовления пластин для печати топографических карт. Если при трассировке контура были допущены ошибки, оператор наносил немного лака на неправильный контур, давал ему высохнуть, а затем снова пытался пролететь над световым пятном. Современные системы, использующие методы цифрового захвата, позволяют просто стереть часть ошибочного вектора данных в памяти компьютера, после чего можно возобновить оцифровку. Цифровая база данных затем объединяется в графической программе с аннотациями и символами и в конечном итоге используется для изготовления печатных форм карты с помощью фотоплоттера .

Стереоплоттер позволяет использовать аэрофотоснимки в качестве основы для контурных карт и карт высот . В Соединенных Штатах топографические карты наиболее активно использует Геологическая служба США (USGS). Геологическая служба США каталогизировала всю территорию Соединенных Штатов и подготовила для нее топографические листы. Листы чаще всего используются в качестве карт размером 7,5 футов. Это означает, что широта 7,5 футов (0,125 градуса) равна 7,5 футов (0,125 градуса) и долгота .

Аналитический

С появлением компьютеров аналитический стереоплоттер стал популярной машиной для фотограмметрии в конце 1960-х - 1970-х годах. Стереоплоттер — инструмент, использующий стереофотографии для определения высот с целью создания контуров на топографических картах . Компьютеры дали возможность выполнять более точные вычисления, которые обеспечивают более точные результаты вместо приближений. Это нововведение также позволило перейти на цифровой формат вместо бумажного. Аналитические стереоплоттеры вытеснили своих аналоговых предшественников и стали основным методом получения о высоте данных по стереофотографиям .

Аналитические стереоплоттеры используют математическую проекцию, основанную на модели уравнения коллинеарности (два вектора, указывающих в одном направлении). Механический элемент прибора представляет собой очень точное устройство с компьютерным управлением, которое одновременно сравнивает две фотографии. Измерительную систему можно настроить для точного измерения изображений, поскольку фотопредметы перемещаются только по координатам x и y , которые запрограммированы в системе. Для сравнения, стереоплоттер Келша был построен с фиксированным фокусным расстоянием и фокусным расстоянием объектива для проецирования. Также было зафиксировано соотношение масштабов. Напротив, аналитический стереоплоттер не имеет существенных ограничений по фокусному расстоянию или масштабу .

Система просмотра аналитических стереоплоттеров имеет систему оптического поезда, которая обычно включает в себя возможность изменения фокусного расстояния камеры путем регулировки объектива. Стиль, размер и цвет измерительной метки также можно настроить в системе просмотра. Также имеется регулировка подсветки для каждого глаза.

Аналитическая измерительная система стереоплоттера состоит из устройства ввода, позволяющего оператору перемещать точку возвышения в трех измерениях. Устройство ввода программируется, и цифровое значение отклонения точки возвышения отправляется на компьютер. Используя эту информацию, программа затем может устанавливать и находить точки как внутри, так и снаружи возвышения, а также записывать измерения. Передача информации происходит мгновенно, и поэтому человек, управляющий машиной, может внести любые необходимые корректировки в координаты.

Высота измеряется в три этапа: сначала измеряется внутренняя ориентация, затем относительная ориентация и, наконец, абсолютная ориентация. Фотографии внутреннего ориентирования размещаются относительно центра стереоплоттера путем совмещения фиксированного эталона контрольных точек для измерения с соответствующими точками на фотографии. Фокусное расстояние камеры также устанавливается. При относительной ориентации — запрограммированном в стереоплоттере угле ориентации камеры относительно места, где были сделаны фотографии, делается стереофотография. Это позволяет уменьшить эффект параллакса (искажение конечной стереофотографии). В абсолютной ориентации для масштабирования модели используются наземные координаты позиции. Вы можете использовать это, чтобы получить координаты x, y или z любой позиции на стереофотографиях. Эту информацию можно использовать для построения горизонталей топографических карт.

Примеры аналитических стереоплоттеров

Галилео Дигикарт
Интерграф Интермап
Керн (ныне Leica) серия DSR
Wild (теперь Leica) серии AC и BC,
Zeiss Planicomp серии P
Серия Matra Storage
CP2 картографических служб

Перспективы на будущее

На смену стереоплоттеру пришли более современные фотограмметрические методы, цифровые и автоматизированные, как в случае со структурой из движения . Лидар (световой радар) также дополнил фотограмметрию для сбора данных о высоте. Лидар использует лазерный импульс, направленный на объекты, и определяет промежуток времени между испусканием импульса и моментом его обнаружения, чтобы определить разницу высот.

См. также

Ссылки

Браун, Кент Д. (2004) Методы цифрового картографирования '04 — Материалы семинара, Открытый отчет Геологической службы США за 2004–1451 годы: Методы фотограмметрии в Геологической службе штата Юта: от картографирования полей к опубликованной карте, http://pubs.usgs .gov/of/2004/1451/brown/index.html .
Мэйо, В. Просмотрено 13 ноября 2007 г. Базовый курс по созданию карт на основе аэрофотосъемки. http://www.b-29s-over-korea.com/aerial%20photography/aerial%20photography-pg3.html
Робинсон, А.Х., Моррисон, Дж.Л., Мюрке, ПК, Кимерлинг, А.Дж., Стивен Гуптилл, (1995) Элементы картографии: John Wiley & Sons Inc., Канада, 6-е изд.
History.pdf История фотограмметрии, http://www.ferris.edu/faculty/burtchr/sure340/notes/ ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
Аналитический плоттер CP 2, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/0031-868X.00045