Conocimientos básicos de fotogrametría
1. Definición de fotogrametría terrestre
El uso de fotografías tomadas en el suelo para realizar fotogrametría de objetos se refiere al uso de cámaras colocadas en ambos extremos de la línea de base del suelo. Una tecnología que captura un par de imágenes tridimensionales en un objetivo y realiza un mapeo del objeto fotografiado. Se puede utilizar para topografía y cartografía en zonas alpinas, pequeñas zonas montañosas y zonas montañosas, y también se puede utilizar para geología, metalurgia, minería, conservación de agua y estudios ferroviarios.
2. Clasificación de la fotogrametría terrestre
La fotogrametría terrestre se divide en industria exterior e industria interior.
El trabajo de campo incluye fotografía y topografía. La fotografía consiste en utilizar un teodolito fotográfico u otra cámara para fotografiar ambos extremos de la línea de base de cierta manera para obtener un par de imágenes estereoscópicas del objetivo. En el trabajo de medición, primero se selecciona la línea de base de la fotografía y luego se miden la longitud de la línea de base, los puntos finales de la línea de base y las coordenadas y elevaciones del punto de control utilizando métodos de medición ordinarios para proporcionar datos iniciales para el procesamiento de fotografías en interiores.
Los métodos de mapeo de interiores se dividen en métodos gráficos, métodos de simulación y métodos analíticos. El método gráfico se basa en las coordenadas de los puntos de la imagen y los valores de paralaje izquierdo y derecho medidos por el instrumento de medición de coordenadas estereoscópicas, diseña un tablero de dibujo basado en relaciones de triángulos similares y utiliza el método gráfico para calcular la posición del plano y la elevación del punto de tierra. El método de simulación es un método de mapeo utilizando un mapeador estéreo terrestre. El método analítico consiste en obtener las coordenadas espaciales del punto del terreno en su sistema de coordenadas auxiliar del terreno de acuerdo con una determinada fórmula matemática y luego convertirlas en coordenadas del terreno. El método analítico tiene una gran adaptabilidad y alta precisión, y es un método de uso común.
(2) Fotogrametría aérea
La fotogrametría aérea se refiere al uso de instrumentos de fotografía aérea para tomar fotografías continuamente en el suelo en un avión, combinando medición de puntos de control en tierra, mapeo e imágenes tridimensionales. Los pasos para dibujar un mapa topográfico.
1. La diferencia entre fotografías aéreas y mapas
Las fotografías aéreas son la forma de proyección central de la escena terrestre, mientras que el mapa es la proyección ortográfica de la escena terrestre, que son dos. diferentes proyecciones. Sólo cuando el suelo es estrictamente horizontal y las fotos son estrictamente horizontales, los dos resultados de proyección anteriores son equivalentes.
El mapa se dibuja en una determinada proporción en función de la posición de proyección ortográfica del suelo, y su posición plana es correcta. Cuando las fotografías aéreas están inclinadas o tienen diferencias de altura sobre el terreno, las fotografías tomadas serán diferentes a las condiciones ideales descritas anteriormente. Esta diferencia se manifiesta en el desplazamiento de los puntos de la imagen, incluido el desplazamiento de los puntos de la imagen causado por la inclinación de la fotografía y el desplazamiento de los puntos de la imagen causado por las ondulaciones del terreno. Este último también se denomina diferencia de proyección. Las diferencias de inclinación, desplazamiento y proyección de las fotografías aéreas determinan que no se puedan utilizar directamente como mapas.
2. Desplazamiento del punto de la imagen causado por la inclinación de la foto.
Por lo general, las fotografías aéreas son inclinadas. En este momento, incluso si el suelo está estrictamente nivelado, el objeto objetivo de la fotografía aérea se deformará o el punto de la imagen se desplazará debido a la inclinación de la fotografía. El resultado de este desplazamiento es que la geometría de la foto y la geometría del suelo se deforman, y las proporciones de la imagen de la foto son diferentes en todas partes. Debido a esta diferencia, las fotografías aéreas de proyección central no tienen la función cartográfica de proyección ortográfica. En fotogrametría, el desplazamiento del punto de la imagen causado por la inclinación de la foto se puede corregir mediante la corrección fotográfica.
3. Ventajas de la fotogrametría aérea
1) La película de fotografía aérea registra completa y objetivamente el estado instantáneo de los objetos terrestres y las formas del relieve durante el proceso de fotografía. Por lo tanto, tiene las características de gran cantidad de información, forma realista y precisión uniforme.
2) Gran parte de los estudios aéreos se trasladarán al interior desde el exterior. Esto ahorra mucha mano de obra y recursos materiales y reduce el impacto de las estaciones climáticas.
3) El levantamiento aéreo tiene las características de velocidad de mapeo rápida, buena precisión, bajo costo y alta eficiencia.
4. Contenido interno y externo de la fotogrametría aérea.
La fotogrametría aérea requiere trabajo tanto en exteriores como en interiores.
La industria de campo de reconocimiento aéreo proporciona resultados de mediciones de control y fotografías de ajuste para la industria de campo de reconocimiento aéreo, incluido el siguiente trabajo: ① Pruebas conjuntas de puntos de control de fotografía. Los puntos de control fotográfico son generalmente puntos de referencia colocados en el suelo antes de la fotografía aérea, o se pueden seleccionar puntos característicos obvios (como intersecciones de carreteras, etc.), y sus coordenadas planas y elevaciones se pueden determinar utilizando métodos de medición ordinarios. (2) Ajuste de fotografía. Es un término general para interpretación, investigación, mapeo y anotación de imágenes. A través de la interpretación de fotografías, utilice símbolos de mapas topográficos prescritos para dibujar características, accidentes geográficos y otros elementos; estudiar y mapear características importantes nuevas y sin imágenes; prestar atención a los nombres de lugares obtenidos a través de encuestas, etc. Los principales objetos topográficos del estudio de campo incluyen el estudio y mapeo de características independientes, el estudio y mapeo de áreas residenciales, el estudio y mapeo de carreteras y sus instalaciones auxiliares, el estudio y mapeo de tuberías, cercas y límites, el estudio y mapeo de sistemas de agua, el estudio y mapeo de accidentes geográficos, el suelo y la vegetación. topografía y cartografía, topografía y anotación de topónimos.
El trabajo interno de levantamiento aéreo incluye: ① Cifrado de puntos de control de levantamiento y mapeo. En el pasado, la triangulación por radiación se usaba generalmente para áreas planas, y se usaba un topógrafo tridimensional para áreas montañosas para establecer una triangulación aérea simulada de una sola línea para cifrar los puntos de control. ② Utilice varios instrumentos ópticos mecánicos y computadoras para medir el mapa topográfico original.
(3) Fotogrametría espacial
Fotogrametría utilizando datos fotográficos espaciales.
En 1972, Estados Unidos lanzó con éxito el primer satélite de recursos terrestres (luego cambiado a Landsat), marcando el comienzo de la era de la fotogrametría aeroespacial. Después de eso, Estados Unidos lanzó Landsat 1 ~ 5, Francia lanzó con éxito el satélite SPOT 1 en 1985 y China también lanzó con éxito un satélite geodésico.
Las imágenes de satélite (imágenes de teledetección) se utilizan principalmente para elaborar mapas topográficos y producir mapas ortofotográficos o mapas temáticos diversos. Este artículo enumera brevemente la relación entre la resolución de imágenes satelitales y la escala topográfica, así como varios satélites comunes y sus sensores.
1. La relación entre la resolución de la imagen satelital y la escala cartográfica
La relación entre varios satélites y las escalas de la imagen se muestra en la Tabla 1-10.
Tabla 1-10 Resolución de satélites y escala cartográfica
2 Introducción a los satélites de uso común
(1) Serie de satélites Landsat
Landsat La serie de satélites es un satélite de órbita polar sincrónica con el sol con una altitud e inclinación orbital de 750 km y 98,2° respectivamente, y un período de revisita de 16 días. Desde el lanzamiento del primer satélite Landsat en 1972, la NASA ha lanzado siete satélites de la serie Landsat para realizar observaciones continuas de la Tierra durante 35 años. El último satélite Landsat-7 fue lanzado con éxito en abril de 1999.
(2)Serie de satélites SPOT
La serie de satélites SPOT francesa pertenece a una órbita de cuasi retorno heliosincrónica, con una altitud orbital e inclinación de 830 km y 98,7° respectivamente, y un período de revisión de 26 días. Pero debido a la observación oblicua, la misma área se puede observar cada 4-5 días. Está equipado con dos sensores remotos HRV de alta resolución, que tienen la ventaja de la observación estereoscópica a través de una vista lateral. De 1986 a 1998, Francia lanzó de 1 a 4 satélites. La resolución de SPOT-5, lanzado en mayo de 2002, alcanzó los 2,5 millones y se ha mejorado significativamente en una serie de aspectos como la compresión, el almacenamiento y la transmisión de datos.
(3) Nuevos satélites y sensores de teledetección de alta resolución
Los nuevos satélites de teledetección de alta resolución más comunes actualmente incluyen: IKONOSⅱII, Quick Bird, SPOT-5, P5, ALOS, WorldView -1, GeoEye-1, etc. Los principales parámetros del sensor se muestran en la Tabla 1-11.
Tabla 1-11 Nuevos satélites y sensores de teledetección de alta resolución
(4) Sistemas satelitales nacionales
En la actualidad, los principales satélites de teledetección de mi país incluyen CBERS-02 B Satélite de Recursos Terrestres China-Brasil, Satélite CBERS-2, Satélite CBERS-2, Satélite Beijing-1, Satélite Medio Ambiente-1 HJ1-B, Satélite Yaogan-1, Satélite Yaogan-3, Medio Ambiente-1 HJ1-A Satélite.