RU2665250C2

RU2665250C2 - Method of digital topographic photo document creation and integrated means for implementation of this method

Info

Publication number: RU2665250C2
Application number: RU2017100169A
Authority: RU
Inventors: Владимир Леонидович Кашин; Леонард Иосифович Яблонский
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-08-28
Also published as: RU2017100169A; RU2017100169A3

Abstract

FIELD: image forming devices.SUBSTANCE: method of a digital topographical photo document creating includes digital photographic equipment arrangement on a mobile platform, forming of terrain objects images on a linear structure of discrete photosensitive elements, obtaining a digital synthesized frame and its transforming into a projection of a topographic photo document. At that, the electromagnetic radiation from the terrain objects is divided into two parts to obtain a matrix frame, and the synthesized frame is preliminarily transformed into the matrix frame projection. At that, the complex means for implementing the method comprises a single-lens optical system, a regular linear structure of discrete photosensitive elements, and electronic computational means for a priori and post-processing of the terrain images. It further comprises a light separation unit, a frame matrix structure, control units, communication interfaces, and means for the synthesized frame transforming into a projection of a topographical photo document.EFFECT: technical result consists in obtaining a topographic document with a high spatial resolution.2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области топографии и, в частности, к приборостроению, фотограмметрии и дистанционному зондированию Земли. Оно может быть использовано в картографии и в кадастре при решении задач, связанных с применением цифровых топографических фотодокументов, максимально точно отображающих пространственное положение объектов местности.The invention relates to the field of topography and, in particular, to instrumentation, photogrammetry and remote sensing of the Earth. It can be used in cartography and in the cadastre in solving problems associated with the use of digital topographic photo documents that accurately reflect the spatial position of terrain objects.

Известны способы создания фотодокументов с высоким пространственным разрешением по цифровым снимкам местности, получаемым оптическими системами, содержащими регулярные матричные структуры дискретных светочувствительных элементов-оптико-электронной камерой.Known methods for creating high-resolution photo documents from digital terrain images obtained by optical systems containing regular matrix structures of discrete photosensitive elements using an optical-electronic camera.

Размеры дискретных светочувствительных элементов регулярных кадровых матричных структур (матриц) существенно превышают размеры зерен пленочных фотоматериалов, поэтому пиксельная размерность таких матричных структур существенно хуже, чем у традиционных фотоматериалов.The sizes of discrete photosensitive elements of regular frame matrix structures (matrices) significantly exceed the grain sizes of film photographic materials, therefore, the pixel dimension of such matrix structures is significantly worse than that of traditional photographic materials.

Кроме того, на пиксельную размерность матричных структур дополнительные ограничения накладываются и из-за сравнительно низкой скорости считывания накопленных зарядов, считываемых с дискретных светочувствительных элементов. При увеличении пиксельной размерности цифровых регулярных матричных структур, превосходящей 100 мегапикселей, затруднительно осуществлять формирование матричных кадров в приемлемые промежутки времени.In addition, additional limitations are imposed on the pixel dimension of matrix structures due to the relatively low reading speed of the accumulated charges read from discrete photosensitive elements. With an increase in the pixel dimension of digital regular matrix structures exceeding 100 megapixels, it is difficult to form matrix frames at reasonable intervals.

«Компенсировать перечисленные физические и технологические недостатки в системе с одним объективом стараются, применяя гибридные матричные сенсорные структуры на базе нескольких фотоприемников с выводами, расположенными на трех, двух или даже на одной стороне кристалла (корпуса прибора). Известны достаточно емкие гибридные фотоприемники состоящие из 8 матриц с односторонними выводами: фирмы Loral Fairchild (США) или состоящие из 4 матриц с двухсторонними выводами фирмы Fortune Aerospace (США). Однако их применение ограничено технологической сложностью изготовления «мозаичных» гибридных матриц с минимальным зазором между элементами мозаики, сопоставимой со сложностью технологического процесса производства самих матриц; невозможностью получения результирующей емкости гибридной матрицы, превышающей емкость исходных матриц более чем в 4-5 раз; необходимость применения исходных матриц максимальной доступной емкости, отличающихся (при заданном темпе чтения) большим временем считывания полного изображения, низкий темп съемки и вытекающие из него существенные ограничения на скорость носителя).“They are trying to compensate for the physical and technological shortcomings listed above in a single-lens system by using hybrid matrix sensor structures based on several photodetectors with terminals located on three, two, or even on one side of the crystal (the instrument case). Quite capacious hybrid photodetectors consisting of 8 matrices with one-sided leads are known: Loral Fairchild (USA) or consisting of 4 matrices with two-sided leads from Fortune Aerospace (USA). However, their application is limited by the technological complexity of manufacturing "mosaic" hybrid matrices with a minimum gap between the mosaic elements, comparable with the complexity of the technological process of manufacturing the matrices themselves; the inability to obtain the resulting capacity of the hybrid matrix, exceeding the capacity of the original matrices by more than 4-5 times; the need to use the source matrices of the maximum available capacity, which differ (for a given reading pace) by the long read time of the full image, the low shooting rate and the significant limitations on the speed of the medium resulting from it).

С целью повышения эффективного пиксельного количества дискретных светочувствительных элементов используют многообъективные оптические системы.In order to increase the effective pixel number of discrete photosensitive elements, multi-objective optical systems are used.

При реализации процессов формировании цифрового топографического фотодокумента изображения, полученные, по крайней мере, несколькими камерами, трансформируют и объединяют в единое целое. В результате такого объединения получается мозаика фотоизображений отличающихся, как геометрией построения, изображений, так и фотометрическими характеристиками, что обусловлено существенно отличающимися (уникальными) элементами фотограмметрического ориентирования камер, их светотехническими свойствами и аберрационными характеристиками.When implementing the processes of forming a digital topographic photo document, images obtained by at least several cameras are transformed and combined into a single whole. As a result of such a combination, a mosaic of photo images differing in both the geometry of the construction of the images and the photometric characteristics is obtained, which is due to the significantly different (unique) elements of the photogrammetric orientation of the cameras, their lighting properties and aberration characteristics.

Известны способы создания фотодокументов с высоким пространственным разрешением по цифровым снимкам объектов местности получаемых посредством периодического фиксирования яркости объектов местности малоразмерными светочувствительными элементами, объединенными в линейные структуры (линейки).Known methods for creating photo documents with high spatial resolution from digital images of terrain objects obtained by periodically recording the brightness of terrain objects with small-sized photosensitive elements combined into linear structures (rulers).

Плавное перемещение съемочных камер, с такими линейками, обеспечивает фиксирование непрерывных полос плановых или панорамных (сканерных) отображений объектов местности (синтезированных сканерных кадров).Smooth movement of filming cameras, with such rulers, ensures the fixation of continuous bands of planned or panoramic (scanner) displays of terrain objects (synthesized scanner frames).

Определять пространственное местоположение объектов местности с заданной точностью по таким изображениям затруднительно из-за флуктуаций скорости подвижных средств - носителей цифровых фотокамер и их случайных угловых смещений (разворотов и наклонов). В совокупности, все это приводят к недопустимым погрешностям отображения взаимного положения объектов местности на топографических фотодокументах.It is difficult to determine the spatial location of terrain objects with a given accuracy from such images due to fluctuations in the speed of mobile devices - digital camera carriers and their random angular displacements (turns and inclinations). Together, all this leads to unacceptable errors in displaying the relative position of terrain objects on topographic photo documents.

С целью достижения максимально точного отображения пространственного положения объектов местности на фотодокументах цифровые изображения объектов местности, полученные сканерной системой дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), трансформируют, используя в качестве трансформационной основы матричные цифровые изображения объектов местности. На таких цифровых матричных изображениях объектов местности однозначно зафиксировано взаимное положение этих объектов, но при низком пространственном разрешении изображений местности.In order to achieve the most accurate display of the spatial position of terrain objects on photo documents, digital images of terrain objects obtained by the Earth remote sensing scanner system (ERS) are transformed using matrix digital images of terrain objects as a transformational basis. On such digital matrix images of terrain objects, the relative position of these objects is uniquely recorded, but with a low spatial resolution of the terrain images.

Основными недостатками этих способов создания цифровых топографических фотодокументов (ТФД) и средств для его осуществления является то, что при трансформировании синтезированного кадра, полученного с помощью первой системы ДЗЗ, в качестве промежуточной основы используется матричный кадр, полученный с помощью другой системы ДЗЗ.The main disadvantages of these methods for creating digital topographic photo documents (TFD) and the means for its implementation is that when transforming a synthesized frame obtained using the first remote sensing system, a matrix frame obtained using another remote sensing system is used as an intermediate basis.

Эти две системы, заведомо отличаются друг от друга аберрационным, и светотехническим характеристикам и геометрией построения изображений не только по краям поля зрения их объективов, но и в центральных зонах построения изображений.These two systems, obviously differ from each other by their aberrational, and lighting characteristics and geometry of image construction, not only at the edges of the field of view of their lenses, but also in the central zones of image construction.

Элементы ориентирования, второй системы ДЗЗ. отличаются от элементов ориентирования первой системы ДЗЗ, что приводит к дополнительным погрешностям взаимного отображения пространственного положения объектов местности на топографических фотодокументах и затрудняет координатную привязку синтезированных кадров к соответствующим матричным кадрам.Orientation elements, the second remote sensing system. differ from the orientation elements of the first remote sensing system, which leads to additional errors in the mutual display of the spatial position of terrain objects on topographic photo documents and makes it difficult to coordinate the synthesized frames to the corresponding matrix frames.

Наличие двух независимых систем ДЗЗ, в комплекте съемочного оборудования, осложняет их размещение на подвижных платформах и увеличивает их стоимость. Кроме того, это приводит снижению прочности контейнеров и летательных аппаратов из-за дополнительных люков в их конструкции и даже увеличению габаритов этих средств.The presence of two independent remote sensing systems in the set of survey equipment complicates their placement on mobile platforms and increases their cost. In addition, this leads to a decrease in the strength of containers and aircraft due to additional hatches in their design and even an increase in the dimensions of these tools.

Таким образом, известные способы и технические средства, используемые при формировании цифровых топографического фотодокумента, не в полной мере удовлетворяют действующим требованиям к ним. Кроме того они не обеспечивают оперативность создания топографических фотодокументов, а также их точность и все это при низких эксплуатационных характеристиках аппаратуры ДЗЗ с несколькими объективами.Thus, the known methods and technical means used in the formation of digital topographic photo documents do not fully satisfy the current requirements for them. In addition, they do not ensure the speed of creating topographic photo documents, as well as their accuracy, and all this at low operational characteristics of remote sensing equipment with multiple lenses.

Предложенные технические решения, направлены на устранение выявленных недостатков известных способов создания цифровых топографических фотодокументов и технических средств для осуществления этих способов.The proposed technical solutions are aimed at eliminating the identified shortcomings of the known methods for creating digital topographic photo documents and technical means for implementing these methods.

Сущность предложенных технических решений заключается в том, что в дополнение к известным производственным операциям создания цифрового топографического фотодокумента, включающим:The essence of the proposed technical solutions lies in the fact that in addition to the well-known manufacturing operations for creating a digital topographic photo document, including:

размещение на подвижной платформе цифровой фотоаппаратуры, снабженной единственным объективом,placement on a mobile platform of digital cameras equipped with a single lens,

априорное определение путем измерений характеристик и параметров цифровой фотоаппаратуры и ее метрологическую калибровку,a priori determination by measuring the characteristics and parameters of digital cameras and its metrological calibration,

запись их в память накопителей цифровой информации электронно-вычислительных средств,writing them to the memory of digital information storage devices of electronic computing means,

формирование во время перемещения подвижной платформы посредством объектива изображений объектов местности на дискретных светочувствительных элементах, образующих, по крайней мере, одну регулярную линейную структуру, размещаемую в плоскости наилучшего качества изображений объектов местности,the formation during the movement of the moving platform by means of a lens of images of terrain objects on discrete photosensitive elements forming at least one regular linear structure placed in the plane of the best quality of terrain images,

периодическое считывание информации об этих изображениях с дискретных светочувствительных элементов, образующих, по крайней мере, одну регулярную линейную структуру и построчное фиксирование этой цифровой информации в памяти накопителей цифровой информации, в виде последовательно зафиксированных цифровых строк,periodic reading of information about these images from discrete photosensitive elements forming at least one regular linear structure and line-by-line recording of this digital information in the memory of digital information storage devices, in the form of sequentially recorded digital lines,

формирование посредством электронно-вычислительных средств и их программного обеспечения, по крайней мере, одного цифрового синтезированного кадра из зафиксированных строк цифровых изображений местности,the formation by means of electronic computing means and their software of at least one digital synthesized frame from fixed lines of digital images of the area,

цифровое трансформирование, по крайней мере, одной части, цифрового синтезированного кадра в проекцию, по крайней мере, одной части топографического фотодокумента с использованием элементов внутреннего и внешнего ориентирования снимков местности,digital transformation of at least one part of a digital synthesized frame into a projection of at least one part of a topographic photo document using elements of internal and external orientation of terrain images,

введены операции:entered operations:

по разделению излучаемого объектами местности светового потока не менее чем на две части, после его прохождения через объектив цифровой фотоаппаратуры,to divide the luminous flux emitted by the terrain objects into at least two parts, after it passes through a digital camera lens,

считывания информации об изображениях объектов местности не только с дискретных светочувствительных элементов, образующих, по крайней мере, одну регулярную линейную структуру, расположенную в плоскости наилучшего качества изображений, сформированной в пределах одной из частей светового потока, проходящего через объектив цифровой фотоаппаратуры, но и с дискретных светочувствительных элементов регулярной матричной структуры, расположенной в плоскости наилучшего качества изображений объектов местности, которая сформирована в пределах другой части светового потока, фиксирования в запоминающих устройствах электронно-вычислительных средств цифровой информации об изображениях объектов местности, считанной с дискретных светочувствительных элементов регулярной матричной структуры в накопителях цифровой информации в виде отдельных цифровых матричных кадров, и цифрового трансформирования, по крайней мере, одной части цифрового синтезированного кадра в проекцию матричного кадра перед окончательным цифровым трансформированием цифрового синтезированного кадра в проекцию топографического фотодокумента.reading information about images of terrain objects not only from discrete photosensitive elements forming at least one regular linear structure located in the plane of the best image quality, formed within one of the parts of the light flux passing through the lens of digital cameras, but also from discrete photosensitive elements of a regular matrix structure located in the plane of the best image quality of terrain objects, which is formed to the limit other part of the luminous flux, recording digital information on images of terrain objects in memory devices read from discrete photosensitive elements of a regular matrix structure in digital information storage devices in the form of separate digital matrix frames, and digital transformation of at least one part digital synthesized frame into the projection of the matrix frame before the final digital transformation of the digital synthesized frame into projection of a topographic photo document.

Для осуществления способа создания цифрового топографического фотодокумента может быть использовано комплексное средство, содержащее оптическую систему, размещенную на подвижной платформе и снабженную объективом для формирования изображений объектов местности,To implement the method of creating a digital topographic photo document, a complex tool can be used that contains an optical system located on a movable platform and equipped with a lens for forming images of terrain objects,

причем, эта оптическая система включает не только объектив, но и регулярную линейную структуру дискретных светочувствительных элементов, совмещенную с плоскостью наилучшего качества изображений объектива, формирующего изображения объектов местности на этих дискретных светочувствительных элементах, накопители цифровой информации, блок управления считыванием информации с дискретных светочувствительных элементов, образующих регулярную линейную структуру и фиксированием этой информации в памяти накопителей цифровой информации в виде последовательно зафиксированных цифровых строк, электронно-вычислительные средства постобработки зафиксированной в памяти накопителей цифровой информации с целью формирования цифрового синтезированного кадра из зафиксированных строк цифровых изображений объектов местности и последующего цифрового трансформирования, по крайней мере, одной части цифрового синтезированного кадра в проекцию, по крайней мере, одной части топографического фотодокумента.moreover, this optical system includes not only the lens, but also the regular linear structure of discrete photosensitive elements, combined with the plane of the best quality images of the lens, forming images of terrain objects on these discrete photosensitive elements, digital information storage devices, a control unit for reading information from discrete photosensitive elements, forming a regular linear structure and fixing this information in the memory of digital information drives in de sequentially recorded digital lines, electronic and computing tools for post-processing of digital information stored in memory in order to form a digital synthesized frame from recorded lines of digital images of terrain objects and subsequent digital transformation of at least one part of the digital synthesized frame into a projection , one part of a topographic photo document.

Такое трансформирование выполняется по данным априорной метрологической калибровки оптико-электронной аппаратуры и элементам ориентирования цифровых синтезированных кадров. Эти элементы могут определяться как в процессе получения цифровых изображений местности и дальнейшей их обработки, так и по координатам опорных точек местности или по контурным изображениям объектов местности, отображенным на ранее созданных топографических документах.Such transformation is performed according to a priori metrological calibration of optoelectronic equipment and orientation elements of digital synthesized frames. These elements can be determined both in the process of obtaining digital images of the terrain and their further processing, as well as by the coordinates of reference points of the terrain or by contour images of terrain objects displayed on previously created topographic documents.

Новым в описанном выше комплексном средстве для осуществления способа создания цифрового топографического фотодокумента является то, что оно дополнительно содержит: узел светоделения электромагнитного излучения, поступающего от объектов местности, причем этот узел светоделения размещен после объектива оптической системы и предназначен для направления части этого излучения не только в первое, но и во второе пространство изображений, формируемых объективом оптической системы, за узлом светоделения, регулярную кадровую матричную структуру дискретных светочувствительных элементов, размещенную в плоскости наибольшего качества отображения объектов местности в пределах второго пространства изображений объектива оптической системы и снабженную электронным затвором, блок управления процессами считывания информации с дискретных светочувствительных элементов кадровой матричной структуры и фиксированием ее в памяти накопителей цифровой информации в виде матричного цифрового кадра, интерфейс передачи информации об изображениях объектов местности с накопителей цифровой информации об изображениях объектов местности, зафиксированных в виде одного или нескольких матричных цифровых кадров для последующего использования при цифровом трансформировании, по крайней мере, одной части цифрового синтезированного кадра в проекцию, по крайней мере, одной части топографического фотодокумента.New in the complex tool described above for implementing the method of creating a digital topographic photo document is that it further comprises: a beam splitting unit for electromagnetic radiation from terrain objects, and this beam splitting unit is placed after the lens of the optical system and is intended to direct part of this radiation not only the first, but also into the second space of images formed by the lens of the optical system, behind the beam splitting node, a regular frame matrix page a structure of discrete photosensitive elements, placed in the plane of the highest quality display of terrain objects within the second image space of the lens of the optical system and equipped with an electronic shutter, a control unit for the processes of reading information from discrete photosensitive elements of a frame matrix structure and fixing it in the memory of digital information storage devices in the form of matrix digital frame, interface for transmitting information about images of terrain objects from digital storage devices full information about images of terrain objects recorded in the form of one or more matrix digital frames for subsequent use in digital transformation of at least one part of a digital synthesized frame into a projection of at least one part of a topographic photo document.

Преимуществами предложенных технических решений, по сравнению с известными аналогичными средствами, является:The advantages of the proposed technical solutions, in comparison with the known similar means, are:

максимально полная синхронизация получения изображений местности, облегчающая идентификации ее изображений,the most complete synchronization of obtaining images of the area, facilitating the identification of its images,

повышение точности отображения объектов местности на цифровых оригиналах топографических фотодокументов, поскольку в процессе трансформирования используются только изображения, полученные с помощью одного и того же объектива,improving the accuracy of displaying terrain objects on digital originals of topographic photo documents, since in the process of transformation only images obtained with the same lens are used,

использование единственной однообъективной системы ДЗЗ, позволяющей исключить из состава аппаратуры дополнительные аэрофотосъемочные камеры.the use of a single single-lens remote sensing system, allowing to exclude additional aerial cameras from the equipment.

Предложенный способ может быть реализован при формировании цифровых ТФД по материалам аэрофотосъемки. Рисунки, представленные на фиг. 1-5, иллюстрируют конкретную реализацию этого способа и состав технических средств, предназначенных для его осуществления.The proposed method can be implemented in the formation of digital TFD based on aerial photographs. The drawings shown in FIG. 1-5, illustrate the specific implementation of this method and the composition of the technical means intended for its implementation.

На фиг. 1 представлен состав комплексного средства, реализующего способ создания цифрового топографического фотодокумента.In FIG. 1 shows the composition of a comprehensive tool that implements a method for creating a digital topographic photo document.

На фиг. 2 представлена обобщенная схема получения изображений объектов местности.In FIG. 2 presents a generalized scheme for obtaining images of terrain objects.

На фиг. 3 представлен оптико-электронный компонент комплексного средства для осуществления способа создания цифрового топографического фотодокументаIn FIG. 3 shows the optical-electronic component of a comprehensive tool for implementing the method of creating a digital topographic photo document

На фиг. 4 отображены совмещенные поля зрения оптико-электронного компонента комплексного средства для осуществления способа создания цифрового топографического фотодокумента.In FIG. 4 shows the combined fields of view of the optoelectronic component of a complex means for implementing the method of creating a digital topographic photo document.

На фиг. 5 представлен вариант реализации технологии создания цифрового топографического фотодокумента.In FIG. 5 shows an embodiment of a technology for creating a digital topographic photo document.

Комплексное средство, реализующее способ создания цифрового топографического фотодокумента, фиг. 1 содержит:A comprehensive tool that implements a method for creating a digital topographic photo document, FIG. 1 contains:

аэрофотосъемочную систему 1 и наземный комплект 2 устройств обеспечения процесса создания цифрового ТФД.aerial photography system 1 and a ground-based set of 2 devices for supporting the process of creating a digital TFD.

Наземный комплект 2 устройств обеспечения процесса создания цифрового ТФД содержит, по крайней мере, одно электронно-вычислительное средство 3, например ЭВМ, с терминалом 4 и с переносным накопителем 5 данных о характеристиках аэросъемочной системы и местности, например данных о координатах опрных точек. Кроме того, этот наземный комплект 2 включен стенд 6 калибровки, аппаратной части аэрофотосъемочной системы 1 снабженный терминалом 7. Переносной накопитель 8 цифровой информации позволяет хранить результаты калибровки гиростабилизированного оптико-электронного компонента 9 аэрофотосъемочной системы 1 которая, кроме того, содержит блок 10 аппаратного контроля гиростабилизированного оптико-электронного компонента и подсистему И управления процессом аэрофотосъемки. Гиростабилизированный оптико-электронный компонент 9 системы 1 содержит: монтажную гиростабилизированную платформу 12, объектив 13, узел светоделения 14, регулярную линейную структуру 15 дискретных светочувствительных элементов, например, линейку приборов с зарядовой связью (линейку), оптико-электронный обтюратор 16, регулярную кадровую матричную структуру 17 дискретных светочувствительных элементов, например, матрицу приборов с зарядовой связью (матрицу), средство 18 оперативных навигационных определений, блок 10 управления устройствами гиростабилизированного оптико-электронного компонента 9 содержит электронную схему 19 управления оптико-электронным обтюратором 16 и регулярной кадровой матричной структурой 17 дискретных светочувствительных элементов, устройство 20 накопления цифровых кадров, электронную схему 21 управления регулярной линейной структурой 15 дискретных светочувствительных элементов, устройство 22 накопления цифровых строк считанных с дискретных светочувствительных элементов линейной структурой 15, электронную схему 23 управления средством 28 оперативных навигационных определений, устройство 24 накопления результатов навигационных определений, электронное средство 25 синхронизации работы электронных устройств аэрофотосъемочной системы с устройством 26 накопления информации о характеристиках аэросъемочной системы и сведениях о ее работе, априорно полученных данных о местности и калибровке оптико-электронного компонента 9. Эти априорно полученные данные поступают через подсистему 11 контроля и управления аппаратной частью аэрофотосъемочной системы с наземного комплекта.The ground-based set 2 of devices for supporting the process of creating a digital TFD contains at least one electronic computing device 3, for example, a computer, with a terminal 4 and with a portable drive 5 data on the characteristics of the aerial survey system and terrain, for example, data on the coordinates of reference points. In addition, this ground-based kit 2 includes a calibration stand 6, the hardware of the aerial photography system 1 equipped with a terminal 7. A portable digital information storage 8 allows you to store the calibration results of the gyro-stabilized optoelectronic component 9 of the aerial photography system 1 which, in addition, contains a gyro-stabilized control unit 10 optoelectronic component and subsystem AND process control aerial photography. The gyro-stabilized optoelectronic component 9 of system 1 contains: a gyro-stabilized mounting platform 12, a lens 13, a beam splitter 14, a regular linear structure 15 of discrete photosensitive elements, for example, a line of charge-coupled devices (ruler), an optoelectronic obturator 16, a regular frame matrix structure 17 of discrete photosensitive elements, for example, a matrix of devices with charge-coupled communication (matrix), means 18 of operational navigation definitions, unit 10 of the device control gy the stabilized optoelectronic component 9 contains an electronic circuit 19 for controlling an optoelectronic obturator 16 and a regular frame matrix structure 17 of discrete photosensitive elements, a digital frame storage device 20, an electronic circuit 21 for controlling a regular linear structure of 15 discrete photosensitive elements, a device 22 for storing digital read lines with discrete photosensitive elements with a linear structure 15, the electronic circuit 23 of the control means 28 operational n navigation determinations, device 24 for accumulating the results of navigational determinations, electronic means 25 for synchronizing the operation of electronic devices of the aerial photography system with a device 26 for accumulating information about the characteristics of the aerial survey system and information about its operation, a priori data on the terrain and calibration of the optoelectronic component 9. These are a priori received data comes through the subsystem 11 control and management of the hardware of the aerial photography system from the ground kit.

Подсистема 11 содержит: бортовой пульт 27 (оперативного управления процессом аэрофотосъемки) с терминалом 28, интерфейс беспроводной линии 29 обеспечения связи с наземным дистанционным пультом 30 (управления процессом аэрофотосъемки), снабженного терминалом 31, и интерфейс 32 связи со стендом 6.Subsystem 11 includes: an onboard remote control 27 (operational control of the aerial photography process) with terminal 28, an interface of a wireless line 29 for communication with a ground remote control 30 (control of the aerial photography process) provided with terminal 31, and a communication interface 32 with a stand 6.

Все компоненты аэросъемочной системы 1, за исключением дистанционного пульта 30 с терминалом 31 размещены внутри подвесного контейнера или фюзеляжа 33 (фиг. 1) летательного аппарата 34 (фиг. 2).All components of the aerial camera system 1, with the exception of the remote control 30 with terminal 31, are located inside the hanging container or fuselage 33 (Fig. 1) of the aircraft 34 (Fig. 2).

Благодаря максимально эффективному использованию поля зрения объектива 13, участок полосы 35 местности, охваченной сканерной съемкой, заведомо включает и всю площадь 36 отображения местности 38 на матричной структуре 17 дискретных светочувствительных элементов (фиг. 3).Due to the most efficient use of the field of view of the lens 13, the portion of the strip 35 of the terrain covered by scanner shooting certainly includes the entire area 36 of the terrain 38 displayed on the matrix structure 17 of discrete photosensitive elements (Fig. 3).

На этом рисунке показан вариант исполнения узла 14 светоделения, выполненного в конкретном случае из 2-х склеенных прямоугольных призм 37 с полупрозрачным напылением на одной из них.This figure shows an embodiment of a beam splitting unit 14 made in a particular case of 2 glued rectangular prisms 37 with translucent sputtering on one of them.

Такая конструкция узла светоделения позволяет иметь изображения местности 38 в совмещенном виртуальном поле 39 зрения объектива 15 как регулярную линейную структуру 15 дискретных светочувствительных элементов, так и регулярную матричную структуру 17 дискретных светочувствительных элементов (фиг. 4).Such a design of the beam splitting unit allows one to have images of the terrain 38 in the combined virtual field of view 39 of the lens 15, both the regular linear structure 15 of the discrete photosensitive elements and the regular matrix structure 17 of the discrete photosensitive elements (Fig. 4).

На этапе окончательного создания ТФД (фиг. 5) реализуются технологические процессы накопления информации, ее систематизации, трансформирования изображений местности и их фотометрической коррекции с применением программных средств ЭВМ 25 в рамках перечисленных ниже основных технологических модулей: технологического модуля 40 коррекции навигационных определений, технологического модуля 41 аберрационной коррекции цифровых кадров, технологического модуля 42 аберрационной коррекции цифровых строк, технологического модуля 43 геодезического ориентирования матричного кадра, технологического модуля 44 геодезического ориентирования сканерных строк и формирования сканерного кадра, технологического модуля 45 трансформирования сканерного кадра в проекцию геодезически ориентированного матричного кадра, технологического модуля 46 фотограмметрического трансформирования сканерного кадра в проекцию ТФД, технологического модуля 47 фотометрической коррекции ТФД, технологического модуля 48 окончательного оформления ТФД.At the stage of the final creation of the TFD (Fig. 5), the technological processes of information accumulation, its systematization, transformation of terrain images and their photometric correction are implemented using computer software 25 within the framework of the following main technological modules: technological module 40 for correcting navigation definitions, technological module 41 aberration correction of digital frames, technological module 42 aberration correction of digital lines, technological module 43 of geodetic the orientation of the matrix frame, the technological module 44 for geodetic orientation of the scanner lines and the formation of the scanner frame, the technological module 45 for transforming the scanner frame into the projection of the geodesically oriented matrix frame, the technological module 46 for photogrammetric transformation of the scanner frame into the projection of the TFD, the technological module 47 for the photometric correction of the TFD, the technological module 48 final design of the TFD.

При реализации предложенного способа изображения местности получают с помощью аэрофотосъемочной системы 1, а сам цифровой ТФД формируют на технологическом оборудовании наземного комплекта 2 устройств обеспечения этого процесса. Входящие в этот комплект 2 электронно-вычислительные средства 3 с терминалами 4, накопителями 5 информации предназначены для управления процессами создания ТФД и, в том числе, процессами метрологической калибровки аэрофотосъемочной системы 1 с помощью специализированного стенда 6, снабженного терминалом 7. Целью такой калибровки является выявление систематических искажений изображений местности и погрешностей навигационных определений аэрофотосъемочной системы 1.When implementing the proposed method, terrain images are obtained using aerial photography system 1, and the digital TFD itself is formed on the technological equipment of the ground-based set of 2 devices for supporting this process. The electronic computing tools 3 included with this kit 3 with terminals 4, information storage devices 5 are designed to control the processes of creating a TFD and, in particular, the processes of metrological calibration of aerial photography system 1 using a specialized stand 6 equipped with terminal 7. The purpose of this calibration is to identify systematic distortions of terrain images and errors in navigation definitions of aerial photography system 1.

Стенд 6 позволяет последовательно имитировать условия аэрофотосъемки с помощью оптических, радиотехнических и механических калибровочных устройств, предназначенных для определения, измерения и фиксирования конкретных характеристик аэрофотосъемочной системы 1. Эти характеристики сохраняют в накопителе 8 информации наземного комплекта 2 технологических устройств обеспечения процесса формировании ТФД.Stand 6 allows you to sequentially simulate aerial photography conditions using optical, radio engineering and mechanical calibration devices designed to determine, measure and record the specific characteristics of the aerial photography system 1. These characteristics store information in the ground storage device 8 of the ground-based set of 2 technological devices for the process of formation of the TFD.

В целом формирование ТФД осуществляется по материалам, полученным с помощью гиростабилизированного оптико-электронного компонента 9, блока 10 аппаратного контроля работы этого компонента и подсистемы 11 управления процессом аэрофотосъемки.In general, the formation of TFD is carried out on the basis of materials obtained using a gyrostabilized optoelectronic component 9, a unit 10 for hardware control of the operation of this component, and a subsystem 11 for controlling the aerial photography process.

Во время аэрофотосъемки, гиростабилизированная платформа 12 гасит нежелательные вибрации аэрофотосъемочного компонента 9. Объектив 13 этого компонента 9 через узел 14 светоделения формирует изображения местности на линейке 15 дискретных светочувствительных элементов.During aerial photography, the gyrostabilized platform 12 dampens unwanted vibrations of the aerial photography component 9. The lens 13 of this component 9 through the beam splitting unit 14 forms terrain images on a line 15 of discrete photosensitive elements.

В те моменты времени, когда оптико-электронный обтюратор 16 пропускает световые потоки, проходящие через узел 14 светоделения, объектив 13 формирует изображения местности и на дискретных светочувствительных элементах регулярной матричной структуры 17. Средство 18 навигационных определений принимает радиосигналы, поступающие от КРНС, и считывает показания датчиков БИМС с целью нахождения текущих определений пространственного положения аэрофотосъемочного гиростабилизированного оптико-электронного компонента 9 и его угловых смещений. Они используются как при управлении гиростабилизированной платформой 12, так и при окончательном формировании ТФД на устройствах наземного комплекта 2 обеспечения этого процесса.At those times when the optoelectronic obturator 16 passes the light flux passing through the beam splitting unit 14, the lens 13 forms images of the terrain on discrete photosensitive elements of the regular matrix structure 17. The means 18 of the navigation determination receives radio signals from the SSCC and reads the readings BIMS sensors in order to find current definitions of the spatial position of the aerial photographing gyrostabilized optoelectronic component 9 and its angular displacements. They are used both for controlling the gyrostabilized platform 12, and for the final formation of the TFD on the devices of the ground-based set 2 to ensure this process.

Электронная схема 19 управления оптико-электронным обтюратором 16 и регулярной кадровой матричной структурой 17 разрешает считывание с нее изображений местности и фиксирование их в устройстве 20 накопления цифровых кадров.The electronic control circuit 19 of the optoelectronic obturator 16 and the regular frame matrix structure 17 permits reading from it of terrain images and fixing them in the digital frame storage device 20.

Электронная схема 21 управления регулярной линейной структурой 15 разрешает считывание с нее изображений местности и фиксирование их в устройстве 22 накопления цифровых строк.An electronic control circuit 21 for controlling a regular linear structure 15 permits reading from it of terrain images and fixing them in the device 22 for storing digital strings.

Во время аэрофотосъемки электронная схема 23 управления средством 18 оперативных навигационных определений осуществляет считывание с него текущих угловых координат аэрофотосъемочного гиростабилизированного оптико-электронного компонента 9 и пространственных координат точки его привязки и далее фиксирует их в устройстве 26 накопления результатов навигационных определений. Кроме того, угловые координаты гиростабилизированного оптико-электронного сегмента 9 передаются в электронное средство 25 синхронизации работы электронных устройств аэрофотосъемочной системы 1 и используются для управления гиростабилизированной платформой 12, которая обеспечивает получение плановых изображений местности. Средство 25 синхронизации работы электронных устройств аэрофотосъемочной системы 1, позволяет сохранять общие сведения о ее работе в том числе и полученные в результате калибровки структур получения изображений местности и навигационных определений.During aerial photography, the electronic control circuit 23 of the operational navigation determination tool 18 reads from it the current angular coordinates of the gyro-stabilized optoelectronic component 9 and the spatial coordinates of its attachment point and then captures them in the device 26 for accumulating the results of navigation definitions. In addition, the angular coordinates of the gyrostabilized optoelectronic segment 9 are transmitted to the electronic means 25 for synchronizing the operation of electronic devices of the aerial photography system 1 and are used to control the gyrostabilized platform 12, which provides for the acquisition of planned terrain images. The means 25 for synchronizing the operation of electronic devices of the aerial photography system 1, allows you to save general information about its work, including those obtained as a result of calibration of structures for obtaining terrain images and navigation definitions.

Подсистема 11 позволяет операторам управлять процессом аэрофотосъемки с целью его оптимизации. Такое управление осуществляют через бортовой пульт 27 с терминалом 28 или через интерфейс беспроводной линии 29 связи с наземным дистанционным пультом 30 снабженным терминалом 31.Subsystem 11 allows operators to control the process of aerial photography in order to optimize it. Such control is carried out through the on-board console 27 with the terminal 28 or through the interface of the wireless communication line 29 with the ground remote control 30 equipped with a terminal 31.

При предполетной калибровке аэрофотосъемочной аппаратуры подсистема 11 через интерфейс линии 32 связи со стендом 6 позволяет операторам осуществлять калибровку такого вида и сохранять ее результаты как в накопителях 8 и 26. В этих же накопителях 8 и 26 целесообразно хранить и априорно полученные сведения о местности (координатах опорных точек) и характеристиках аэросъемочной системы 1. Процедура хранения такой информации осуществляется посредством аппаратуры стендом 6 и использования переносного накопителя 5 ЭВМ 3.During pre-flight calibration of aerial photography equipment, subsystem 11 through the interface of communication line 32 with stand 6 allows operators to carry out calibration of this type and save its results as in drives 8 and 26. It is advisable to store a priori obtained terrain information in the same drives 8 and 26 (reference coordinates points) and the characteristics of the aerial camera system 1. The procedure for storing such information is carried out by means of a stand 6 and the use of a portable computer drive 5.

Аэрофотосъемочная аппаратура, находящаяся внутри контейнера или фюзеляжа 33 (фиг. 1) летательного аппарата 34 (фиг. 2), обеспечивает построчное фиксирование изображений местности, охваченной полосой 35 сканерной съемки и кадровых изображений местности в пределах площади 36, отображенной и на рисунке (фиг. 3).Aerial photography equipment located inside the container or fuselage 33 (Fig. 1) of the aircraft 34 (Fig. 2) provides line-by-line capture of terrain images covered by the strip 35 of scanner shooting and frame images of the terrain within the area 36 shown in the figure (Fig. 3).

Во время аэрофотосъемки через прямоугольные призмы 37 узла 14 светоделения изображения местности 37 направляются как на дискретные светочувствительные элементы регулярной линейной структуры 15, так и через обтюратор 16 на дискретные светочувствительные элементы регулярной матричной структуры 17, что отображает рисунок (фиг. 4).During aerial photography through rectangular prisms 37 of the beam splitting unit 14, terrain images 37 are sent both to discrete photosensitive elements of a regular linear structure 15 and through a shutter 16 to discrete photosensitive elements of a regular matrix structure 17, which displays the figure (Fig. 4).

На этом рисунке строка 15 сканерного изображения местности виртуально уже ориентирована относительно строк матричного кадра 17. Указанное ориентирование выполняется по результатам калибровки аэрофотосъемочной аппаратуры и навигационных определений на оборудовании наземного комплекта 2 устройств обеспечения процесса создания цифрового ТФД, а вся совокупность строк сканерного кадра ориентируется по строкам матричного кадра, содержащего изображения местности.In this figure, line 15 of the terrain scanner image is already virtually oriented relative to the lines of the matrix frame 17. The indicated orientation is performed according to the results of calibration of aerial photography equipment and navigation definitions on the equipment of the ground-based set of 2 devices for supporting the process of creating a digital TFD, and the entire set of lines of the scanner frame is oriented according to the matrix lines frame containing terrain images.

На окончательном этапе создания ТФД в ЭВМ 3 (фиг. 1) интегрируется вся информация, относящаяся к процессу получения изображений местности. Она включает как изображения местности, так и данные навигационных определений, как координаты опорных точек, так и общие сведения о районе выполнения аэрофотосъемки, время ее проведения и данные калибровки аэрофотосъемочной аппаратуры.At the final stage of the creation of the TFD in the computer 3 (Fig. 1) integrates all the information related to the process of obtaining terrain images. It includes both terrain images and navigation determination data, as the coordinates of reference points, as well as general information about the area of aerial photography, the time of its conduct and calibration data of aerial photography equipment.

Такую калибровку осуществляют с помощью механических, оптических и радиотехнических устройств стенда 6, позволяющих имитировать условия аэрофотосъемки. Частично такая имитация осуществляется через подсистему 11 контроля и управления аэрофотосъемкой, а частично путем внешних воздействий на аэрофотосъемочную аппаратуру. В совокупности это необходимо для контроля уровня стабилизации оптико-электронного компонента 9, априорной оценки изобразительных и метрических свойств фотографических изображений и определения характеристик навигационной аппаратуры.Such calibration is carried out using mechanical, optical and radio devices of stand 6, which allow simulating aerial photography conditions. Partially, such imitation is carried out through the subsystem 11 of monitoring and control of aerial photography, and partly by external influences on aerial photography equipment. In aggregate, this is necessary to control the stabilization level of the optoelectronic component 9, a priori estimate of the visual and metric properties of photographic images and determine the characteristics of navigation equipment.

Калибровка аэросъемочной аппаратуры позволяет корректировать как аберрационные искажения изображений, так и нарушения регулярности позиционирования дискретных светочувствительных элементов и программно устранять относительные развороты строк сканирования по отношению к строкам матричного кадра, возникающих из-за механических аппаратных погрешностей их взаимного ориентирования. Такое устранение систематических погрешностей производится с использованием данных о калибровке гиростабилизированного оптико-электронного компонента 9, первоначально сохраняемых в накопителях информации 8 и 26.Calibration of aerial survey equipment allows one to correct both aberration distortions of images and violations of the regularity of positioning of discrete photosensitive elements and programmatically eliminate the relative turns of scan lines in relation to the rows of a matrix frame arising due to mechanical hardware errors of their relative orientation. This elimination of systematic errors is performed using the calibration data of the gyrostabilized optoelectronic component 9, originally stored in information storage devices 8 and 26.

Корректировку навигационных определений выполняют программными средствами технологического модуля 40 по данным априорной калибровки навигационной системы, сохраненным в накопителе 8 информации (фиг. 5).Correction of navigation definitions is performed by the software of technological module 40 according to the a priori calibration of the navigation system stored in the information storage device 8 (Fig. 5).

Коррекцию строк матричного кадра и строк сканерного изображения, считанных с дискретных светочувствительных элементов линейной структуры 15 и матричной структуры 17 и первоначально сохраняемых в устройствах 20 и 22 накопления цифровых кадров и цифровых строк, выполняют с помощью программных средств технологических модулей 41 и 42 аберрационной коррекции цифровых кадров и строк изображений местности. Такая коррекция выполняется по данным калибровки оптико-электронного блока, которые хранятся в накопителе 8 информации.The correction of matrix frame lines and scanner image lines read from discrete photosensitive elements of linear structure 15 and matrix structure 17 and initially stored in digital frames and digital lines storage devices 20 and 22 is performed using software of technological modules 41 and 42 of aberration correction of digital frames and lines of terrain images. Such correction is performed according to the calibration data of the optoelectronic unit, which are stored in the information storage device 8.

В целом учет линейных и фотометрических характеристик цифровых фотографических изображений и характеристик средства 18 оперативных навигационных определений необходим при формировании ТФД и при их паспортизации.In general, taking into account the linear and photometric characteristics of digital photographic images and the characteristics of the means of operational navigation determinations 18 is necessary when forming a TFD and during their certification.

Технологические модули 41 и 42 позволяют максимально полно устранить аберрационные искажения изображений (дисторсию), дефекты позиционирования дискретных светочувствительных элементов, формирующих строки изображений местности, и относительные развороты строк сканирования по отношению к строкам матричного кадра, вызванные аппаратными погрешностями их взаимного ориентирования.Technological modules 41 and 42 allow the most complete elimination of image aberration distortion (distortion), positioning defects of discrete photosensitive elements forming lines of terrain images, and relative turns of scan lines with respect to matrix frame lines caused by hardware errors of their relative orientation.

Далее в технологическом модуле 43 матричный кадр, у которого максимально полно устранены систематические координатные дефекты изображения, ориентируют в геодезических координатах КРНС по скорректированным навигационным определениям.Further, in the technological module 43, the matrix frame, in which the systematic coordinate defects of the image is eliminated as much as possible, is oriented in the geodetic coordinates of the SRS according to the corrected navigation definitions.

В технологическом модуле 44 ориентируют в геодезических координатах КРНС цифровые строки сканирования, с максимально полно устраненными систематическими координатными дефектами изображения и правильно развернутыми относительно строк матричного кадра, и синтезируют сканерный кадр.In the technological module 44, digital scan lines are oriented in the geodetic coordinates of the CRNS, with the most complete elimination of systematic coordinate image defects and correctly deployed relative to the rows of the matrix frame, and the scanner frame is synthesized.

В технологическом модуле 45 синтезированный кадр трансформируют в проекцию матричного кадра по идентифицированным точкам местности или по контурным изображениям объектов местности, отображенным на ранее созданных топографических документах.In the technological module 45, the synthesized frame is transformed into the projection of the matrix frame according to the identified points of the terrain or contour images of terrain objects displayed on previously created topographic documents.

После того, как сформирован синтезированный кадр в проекции матричного кадра его трансформируют в проекцию фотодокумента как с использованием опорных точек, так и по элементам ориентирования, полученным с использованием навигационных систем различных типов в технологическом модуле 46.After the synthesized frame is formed in the projection of the matrix frame, it is transformed into the projection of the photo document using both reference points and orientation elements obtained using various types of navigation systems in the technological module 46.

В технологическом модуле 47 выполняется фотометрическая коррекция ТФД, например, позволяющая выровнять оптические плотности изображений его различных частей, а программные средства технологического модуля 50 служат окончательного оформления его ТФД, например, нанесения координатной сетки.In process module 47, the photometric correction of the TFD is performed, for example, to align the optical densities of images of its various parts, and the software of the technological module 50 serve as the final design of its TFD, for example, applying a coordinate grid.

При аэрофотосъемке ДПЛА может быть реализован вариант полностью автоматизированного управления аэрофотосъемкой или через наземное средство управления процессом аэрофотосъемки.During aerial photography of a UAV, a fully automated aerial photography control option can be implemented or through a ground-based aerial photography process control tool.

При заданном перекрытии более 50 процентов смежных матричных кадров в пределах полосы аэрофотосъемки фотографирования возможно более точное определение элементов ориентирования сканерных синтезированных кадров при использовании данных о высотах опорных точек с целью уменьшения влияния рельефа местности на плановое положение ее объектов на ТФД.With a given overlap of more than 50 percent of adjacent matrix frames within the aerial photography strip, photographs can be used to more accurately determine the orientation of scanner synthesized frames using data on the heights of control points in order to reduce the influence of the terrain on the planned position of its objects on the TFD.

При необходимости цифровой топографический документ формируют из нескольких синтезированных и трансформированных кадров, причем изображения матричных кадров на этом фотодокументе не отображаются й служат лишь трансформационной основой низкого пространственного разрешения.If necessary, a digital topographic document is formed from several synthesized and transformed frames, and images of matrix frames on this photo document are not displayed and serve only as a transformational basis for low spatial resolution.

Полученный ТФД отличается своими гораздо лучшими изобразительными свойствами, характерными для сканерных цифровых изображений по отношению к изображениям, полученным с помощью цифровых кадровых матричных структур и повышенной координатной точностью, характерной для цифровых кадровых АФА.The obtained TFD is characterized by its much better visual properties characteristic of digital scanner images in relation to images obtained using digital frame matrix structures and the increased coordinate accuracy characteristic of digital frame AFA.

Поскольку к настоящему времени уже имеются кадровые цифровые фотоаппараты низкого разрешения, у которых чувствительность измеряется миллионами единиц ISO, то основной поток световой энергии может быть направлен на линейку и, таким образом, может быть подобран оптимальный режим экспонирования ее светочувствительных элементов. Технологии накопления пространственных зарядов позволяют в несколько раз повысить чувствительность линейных структур их пространственное разрешение.Since currently there are already low-resolution frame digital cameras in which the sensitivity is measured in millions of ISO units, the main stream of light energy can be directed to the ruler and, thus, the optimal exposure mode of its photosensitive elements can be selected. Technologies for the accumulation of space charges allow several times to increase the sensitivity of linear structures, their spatial resolution.

Экономическая целесообразность применения предложенных технических решений обуславливается повышением производительности аэрофотосъемок за счет более широкой полосы фотографирования, и удешевления используемой аэрофотосъемочной аппаратуры поскольку используются цифровая камера с единственным объективом и с одной кадровой матрицей, к которой не предъявляются высокие требования по пространственному разрешению.The economic feasibility of applying the proposed technical solutions is caused by an increase in the productivity of aerial photography due to a wider band of photography, and the cheaper use of aerial photography equipment because they use a digital camera with a single lens and with one frame matrix, which does not have high spatial resolution requirements.

Источники информацииInformation sources

DE 102011120718 A1 12.12.2011,DE 102011120718 A1 12.12.2011,

CN 102829767 A 13.07.2012,CN 102829767 A 13.07.2012,

CN 102944225 A 23.11.2012,CN 102944225 A 11.23.2012,

RU 2518365 C1 22.11.2012RU 2518365 C1 11/22/2012

US 20020149674 А1 15.03.2002,US20020149674 A1 03/15/2002,

US 5138444 B2 11.06.1992,US 5138444 B2 06/11/1992,

US 8018489 B2 13.09.2011,US 8018489 B2 09/13/2011,

US 9470515 B2 18.10.2016,US 9470515 B2 10/18/2016,

US 9488492 B2 08.11.2016,US 9488492 B2 11/08/2016,

US 9509894 B1 29.11.2016,US 9509894 B1 11/29/2016,

US 20120062730 A1 15.03.2012 (Прототип).US 20120062730 A1 03/15/2012 (Prototype).

Claims

1. A method of creating a digital topographic photo document, including: placing on a moving platform a digital camera with an optical system containing a single lens, a priori determination by measuring the characteristics and parameters of a digital camera with its metrological calibration, recording measurements in the memory of digital information storage devices of electronic computing means, formation during moving of the moving platform by means of a lens of images of terrain objects on discrete lights elements constituting at least one regular linear structure located in the plane of the best quality images of terrain objects, periodically reading information about these images from discrete photosensitive elements forming at least one regular linear structure located in the plane of sharpness of the lens, line-by-line recording of digital information about images of terrain objects read from discrete photosensitive elements forming along at least one regular linear structure in the memory of digital information storage devices, in the form of sequentially fixed digital strings, the formation by electronic computing means and their software of at least one digital synthesized frame from the fixed strings of digital terrain images, digital transformation of at least one part of the digital synthesized frame into the projection of at least one part of the digital topographic photo document using of internal and external orientation of terrain images, characterized in that when performing this method, the electromagnetic radiation coming from the terrain objects, after passing through the lens, is divided into at least two parts, information about the terrain objects is read not only from discrete photosensitive elements forming at least one regular linear structure located in the plane of the best image quality, but with discrete photosensitive elements regularly of the first matrix structure located in the plane of the best quality of images of terrain objects, which is formed within another part of the light flux, digital information about images of terrain objects read from discrete photosensitive elements is recorded in digital information storage devices in the form of separate digital matrix frames, digital transformation is performed at least one part of the digital synthesized frame in the projection of the matrix frame, which is produced before the final digital transforming the synthesized digital frame projection topographical photo documents.

2. A comprehensive tool for implementing the method of creating a digital topographic photo document, containing an optical system located on a moving platform and equipped with a single lens for imaging terrain objects, a regular linear structure of discrete photosensitive elements, combined with the plane of the best image quality of the lens of the optical system, digital information storage devices , control unit for reading information from discrete photosensitive elements, arr creating a regular linear structure, and fixing this information in the memory of digital information storage devices, in the form of sequentially recorded digital strings, electronic computing post-processing means, recorded in the memory of digital information storage devices, in order to form a digital synthesized frame from recorded lines of digital images of terrain objects and subsequent digitally transforming at least one part of a digital synthesized frame into a projection of at least one hour Part of a topographic photo document, characterized in that it contains: a beam splitting unit for electromagnetic radiation coming from terrain objects, and this beam splitting unit is placed after the lens of the optical system and is intended to direct part of this radiation not only into the first, but also into the second space of images formed by the lens optical system, behind the beam splitting unit, a regular frame matrix structure of discrete photosensitive elements, placed in the plane of the highest quality from imagery of terrain objects within the second space of images of the lens of the optical system, a control unit for the processes of reading information from discrete photosensitive elements of the frame matrix structure and recording this information in the memory of digital information drives in the form of a matrix digital frame, an interface for transmitting information about images of terrain objects from digital information drives about images of terrain objects recorded in the form of one or more matrix digital wood for subsequent use in the digital transforming at least one part of digital projection synthesized frame in at least one portion of the topographic photo documents.