DE2202940B1 - Orthoprojektor zur Erstellung von Photokarten aus Luftaufnahmen - Google Patents

Description

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photoherstellung ab einem dritten Bild mit gleicher die das arithmetische Mittel von je zwei benachbarten Orientierung und gleicher Abfahrbewegung in einer Profilen sind. In diesem Gerät wird nun die Orthokonstruktiv einem Autographen mit nur einem Bild projektion (F i g. 4) durch eine Umkehrung des Aufentsprechenden, als dritten Projektor bezeichneten nahmevorganges so erzielt, daß beleuchtete Bild-Vorrichtung verwendung. Man kann die gleichartigen 5 elemente 3 durch ein optisches System in den Modell-Bewegungen im dritten Projektor gleichzeitig mit den raum projiziert werden. Dort wird das Bildelement Autographenbewegungen oder nach Registrierungen von einer Glasfiberrampe 11 mit veränderlicher Ramzu einem späteren Zeitpunkt ablaufen lassen. penneigung, die jeweils entsprechend der Profil-

Bei der Projektion auf eine horizontale, senkrecht querneigung eingestellt wird, aufgefangen. In dieser

zur Profilrichtung über dem Film liegende Schlitz- io Glasfiberrampe sind die Fibern vertikal angeordnet und

blende ergibt sich nach F i g. 1 nur eine grobe, ungenaue leiten das projizierte Bildelement 4 auf eine darunter-

Näherung einer Orthogonalprojektion. Es wird näm- liegend horizontale, den Orthophotofilm zur Be-

lich nicht die tatsächliche Geländeform 12 berück- lichtung freigebende Schlitzblende 9. Die Glasfiber-

sichtigt, sondern die Projektion auf abwickelbare rampe 11 und Blende 9 samt darunterliegendem Ortho-

Regelflächen 5, deren Erzeugende 4 die Breite bu »5 photofilm 6 werden mittels Höhenverstellung den Zwi-

haben und mit ihrer Mitte entlang der Geländeprofile 1 schenprofilen 10 entlanggeführt,

horizontal, senkrecht zu 1 bewegt werden. 2 stellt das Dieses Verfahren liefert theoretisch brauchbare

geneigte Luftbild dar, von dem das Linienelement 3 Ergebnisse, ist aber mit einem hohen Geräteaufwand

auf die Erzeugende 4 der Regelfläche 5 projiziert wird belastet und erlaubt wegen der optischen Eigenschaften

und als Linienelement 14 im Orthophoto 6 das aus ao der Glasfiberrampe nur eine genaue Entzerrung bis

der Gesamtheit aller Linienelemente 14 entsteht, er- zu einer Querneigung von etwa 30°. Weitere große

scheint. Nachteile des bekannten Verfahrens sind eine gra-

Durch die schlechte Annäherung der Modellfläche phische Aufzeichnung (Speicherung) der Autographenmit Streifen von abwickelbaren Regelflächen ist die profile in stark verkleinertem Maßstab, was zu einer lineare differentielle Entzerrung sowohl im Maßstab 25 großen Ungenauigkeit bei der Interpolation der Zwials auch im Rotationswinkel mit Fehlern behaftet, schenprofile und der Bestimmung der Querneigung die bei starker Neigung des Geländes quer zu den führt. Es wird zur Orthoprojektion ein Gerät verProfilen als Doppelabbildungen und Klaffungen zwi- wendet, das einem Autographen ohne zweite Kammer sehen benachbarten Profilen sehr störend im Ortho- (Einrichtung zur Aufnahme eines Luftbildes) entphoto sichtbar werden. Besonders auffällig werden 30 spricht. In dieses Gerät muß nun ein Luftbild mit Straßen und andere Geländelinien zerhackt. derselben Orientierung (z. B. Primärneigung φ, Sekun-

Zur Beseitigung dieser Fehler wird in einem be- därneigung ω und Kantung κ) eingelegt werden, wobei kannten Gerät die Querneigung durch die Höhen- die Orientierungselemente am Autographen abgelesen differenz zwischen dem momentanen und den vorher und am Projektor neu eingestellt werden. Wie jede abgefahrenen Profilen und dem Profilabstand be- 35 Meßwertübertragung ist auch dieser Vorang mit stimmt und bei der Berechnung der Entzerrungs- Fehlern behaftet, der die Genauigkeit des herzuelemente der Linienelemente berücksichtigt. Die dazu stellenden Orthophotos mindert und sorgfältige, zeitverwendeten Analogrechner verarbeiten nur grobe raubende, fehlerfreie Einstellungen verlangt. Um eine Näherungsformeln, die mit wachsender Entfernung genaue gleichmäßige Belichtung des Orthophotos zu vom Nadirpunkt der Aufnahme immer größere Fehler 40 erzielen, wäre eine Belichtungssteuerung notwendig, ergeben, so daß man gezwungen ist, beide Luftbilder die in Abhängigkeit von der Lage und Höhe im Modell, für die Orthophotoherstellung zu verwenden, um die der Bildneigung und der Transparenz der Glasfiber-Nadirdistanz klein zu halten. Durch die Verwendung rampe, die eine Funktion der Rampenneigung ist, die der Bildelemente aus verschiedenen Bildern ergibt Beleuchtungsstärke verändert,
sich, da zwei Luftbilder nie ganz densitometrisch 45 In den oben beschriebenen Verfahren kann auch die gleich sind und der hohen Empfindlichkeit des mensch- Abtastung des Geländemodells in Profilen durch einen liehen Auges gegenüber Schwärzungsunterschieden elektronischen Korrelator gesteuert werden, der den wegen, eine markante Trennungslinie zwischen den Operateur am Autographen ersetzt,
zwei Gebieten. Nicht in Betracht kommen für die Erfindung elek-

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch den 5° tronische Vorrichtungen, die die Form des Geländes Vergleich momentanes/vorheriges Profil die Gelände- durch eine Vielzahl von Höhenpunkten mit einem neigung besonders an Stellen mit Querneigungs- Korrelator erfassen und mit diesen Werten in einem änderung nicht richtig erfaßt wird, wodurch es nach Computer eine Deformation in mehr als tausendster F i g. 2 zu Klaffungen K zwischen den Projektions- Ordnung für das Orthophotobild errechnen und in flächen 5 und daher zu Klaffungen in der Projektion 6 55 einer Fernsehröhre dem Bild aufprägen. Der Aufkommt. Ein Schnitt 7 durch das Gelände senkrecht wand für ein solches System ist riesig und ermöglicht zu den Profilen 1 zeigt das deutlich. eine wirtschaftliche Orthophotoherstellung nur bei

Wenn der Flächen verlauf im Querprofil 7 zwischen sehr großen Stückzahlen.

den Profilen 1 linear angenommen (F i g. 3) und die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Orthophoto-

Projektionsstreifen — windschiefe Regelflächen, die 6° system zu schaffen, das an bestehende Autographen mit

zwischen zwei benachbarten Profilen aufgespannt mechanischer Projektion leicht angeschlossen werden

werden, deren Erzeugende 8 in vertikalen, zu den kann, welches mit einem einfacheren Verfahren

Profilebenen senkrechten Ebenen liegen — stetig qualitativ hochwertigste Arbeitsergebnisse, d. h. gut

ineinander übergehen sollen, müssen die Höhen- belichtete, genaue Orthophotos ohne Klaffen zwischen

unterschiede der Punkte mit gleicher Koordinate in 65 Profilstreifen, produziert.

Profilrichtung in benachbarten Profilen bekannt sein. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 an-

Außerdem muß, wie bei einem anderen bekannten gegebene Erfindung gelöst.

Gerät, der dritte Projektor in Profilen bewegt werden, Damit ist der bisher angewandte umständliche

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Weg einer ungenauen aufwendigen Rekonstruktion das in Aufbau und Wirkungsweise als Autograph mit

der Bildkoordinaten durch wiederabgespielte Modell- nur einem Bild beschrieben werden könnte, rekon-

koordinatenbewegungen in Zwischenprofilen in einem struiert.

autographenähnlichen Instrument mit gleichorien- Die Erfindung ist in der Folge an Hand der Figuren

tiertem Bild umgangen, indem die Mittelwerte der 5 sowohl hinsichtlich ihrer Grundlagen als auch mit

Bildkoordinaten des Autographen direkt zur Steuerung Bezug auf die Ausführungsbeispiele näher erläutert,

des beleuchteten, in seiner Ebene verschiebbaren Bildes Es zeigt

über der festen Eingangsoptik des Orthoprojektors F i g. 1 die Darstellung eines bekannten Projektionsmittels Nachlaufmotoren dienen. prinzips,

Mit den aus dem Speicher gewonnenen Koordinaten- io Fig. 2 den Schnitt senkrecht zur Profilrichtung

differenzen Ax und Ay der Bildpunkte benachbarter durch das Modell und die Projektionsflächen bei einer

Profilpunkte lassen sich nach Interpolation in einem verwendeten Projektion,

weiteren Rechner, wie unten genauer beschrieben wird, F i g. 3 den Schnitt senkrecht zur Profilrichtung

die Elemente der kompletten Differentialentzerrung durch das Modell und die Projektionsflächen bei einer

(Maßstab, Rotation) sehr einfach berechnen und dienen 15 verwendeten Projektion,

zur Steuerung von Rotation und Maßstabsänderung F i g. 4 die Darstellung eines bekannten Ortho-

der kleinen Bildausschnitte. Diese Differentialent- projektionsgerätes mit Projektion nach F i g. 3,

zerrung ist bei optischer Bildübertragung durch F i g. 5 die Darstellung der prinzipiellen Zusammen-

Doveprisma und Zoom oder bei Übertragung eines hänge zwischen der Zentralperspektive des Luftbildes

Fernsehbildes durch elektronische Mittel möglich. 20 und der Orthogonalprojektion einer Orthophotokarte

Die differential entzerrten Bildelemente werden an- entsprechend der Projektion nach F i g. 3,

schließend durch eine Schlitzblende auf den Ortho- Fig. 6a und 6b die Perspektive Darstellung der

photofilm projiziert. Da der Operateur die Möglich- Anbauten an bestehende Autographen, die zur Steue-

keit haben muß, seine Abtastgeschwindigkeit bei wirt- rung des erfindungsgemäßen Orthoprojektors nötig

schaftlichem Betrieb den Geländeschwierigkeiten an- 25 sind,

zupassen, wird zur gleichmäßigen Belichtung des F i g. 7 ein Blockdiagramm des Orthophotosystems

Orthophotos die Beleuchtungsstärke nicht nur je nach (Online-Betrieb),

Vergrößerung der Bildelemente, sondern auch nach F i g. 8 ein Blockdiagramm des Orthophotosystems

der Orthophotofilmgeschwindigkeit gesteuert. Die (Offline-Betrieb) und

Regelung der Filmgeschwindigkeit geschieht propor- 30 F i g. 9 die Arbeitspositionen der Elemente des

tional zur Geschwindigkeit der Abtastbewegung in Orthophotosystems während eines Momentes der

Profilrichtung des Autographen, die vom Operateur Online-Auswertung,

fortlaufend verändert werden kann. Die theoretischen Grundlagen des vorliegenden

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Orthophotogerätes sind folgende:

genauen, photographisch hochwertigen Orthophoto- 35 In F i g. 5 werden die prinzipiellen Zusammenhänge

karten sowohl während der Modellabtastung in Auto- zwischen der Zentralperspektive des Luftbildes 2 und

graphen (online) als auch zu einem späteren Zeitpunkt der Orthogonalprojektion 6 einer Karte oder eines

nach registrierten Autographenwerten (offline). Bei Orthophotos dargestellt. Aus den zwei sich teilweise

dem verwendeten Projektionsverfahren wird das Ge- überdeckenden Luftbildern 2 wird im Autographen

lande durch Projektionsflächen, die zwischen den 40 ein optisches Modell 12 des Terrains gebildet, das

Profilen aufgespannt sind, sehr gut approximiert. durch den Operateur manuell oder durch einen

Doppelabbildungen und Klaffungen zwischen Ortho- Korrelator automatisch in Profilen 1 abgetastet wird,

photostreifen werden dadurch vermieden, und es Zu diesem Zweck wird die Abtasteinrichtung mit einer

ergibt sich ein ungestörter Bildeindruck. mechanischen Führungseinrichtung versehen und im

Dadurch kann bei gleicher durchschnittlicher Lage- 45 Grundriß entlang gleichabständiger Geraden parallel genauigkeit im Orthophoto auch im Online-Betrieb 19 bewegt. Ein Linienelement des Orthophotos 14 mit größerem Profilabstand als bei einfachen Differen- entsteht aus der vertikalen Projektion des Linientialentzerrungsverfahren gearbeitet werden. Durch die elementes 8 im Gelände, das auch als Erzeugende in zusätzliche Möglichkeit, die Abtastgeschwindigkeit im vertikaler Ebene senkrecht zu der Profilebene einer das Autographen forlaufend zu verändern, kann in ebenen 50 Gelände approximierenden windschiefen Regelfläche Geländezonen schneller profiliert werden. Großer zwischen zwei Geländeprofilen 1 aufgefaßt werden Profilabstand und regelbare Profiliergeschwindigkeit kann. Diese Geländelinien werden im Luftbild 2 als verkürzen die Profilierzeit für ein Orthophoto ent- die Linienelemente 3 abgebildet, die sich aus der Verscheidend, bindung der Bildpunkte 15 mit den Koordinaten χ

Außerdem wird mit dem erfindungsgemäßen Ortho- 55 und γ von Modellpunkten 16 aus benachbarten Geprojektor die Herstellung guter Orthophotos gebirgigen ländeprofilen 1 mit gleicher Koordinate in Profil-Geländes, bei denen die Methode der einfachen richtung (meist die Y-Richtung im Autographen) Differentialentzerrung unbrauchbare Ergebnisse lie- ergibt. Das ganze Projektionsverfahren hat also den fert, auch im Online-Betrieb möglich. Zweck, das im Maßstab veränderte, gedrehte Linien-

Die eingebaute Belichtungssteuerung gewährleistet 60 element 3 des Luftbildes auf den Orthophotofilm in eine gleichmäßige Belichtung sogar bei Orthophotos der Position und Größe des Linienelementes 14 abgebirgigen Geländes mit großen Höhenunterschieden. zubilden. Die Summe der kontinuierlich aneinander-

Die Verwendung von Bildkoordinaten zur Steuerung gereihten Linienelemente ergibt das Orthophoto 6.

der ebenen Bewegung des dritten Bildes ergibt eine Die F i g. 6 a und 6 b zeigen schematisch, welche An-

sehr einfache Konstruktion des erfindungsgemäßen 65 bauten an einem bestehenden Autographen vor-

Orthoprojektors und eine erhöhte Genauigkeit der genommen werden müssen, um durch weggesteuerte

Orthophotoherstellung. Bei bekannten Offline-Geräten Auslösung nach konstanten 7-Intervallen beim Ab-

werden nämlich die Bildkoordinaten in einem Gerät, tasten der Modellprofile die Koordination der Bild-

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punkte χ, γ registrieren zu können. Die relativen werden gleich wie die Koordinatenmittel interpoliert

Bewegungen der vertikal zum Bild 2 stehenden Be- (23).

trachungsoptik 17 gegenüber dem Bild 2 müssen in In einem anschließenden Rechenwerk 24, das digital einem rechtwinkeligen Führungssystem 30, das—wenn oder auch analog die fortlaufende Vergrößerungs- und nicht schon vorhanden — in den Autographen ein- 5 Rotationsberechnung zur Differentialentzerrung gegebaut werden muß, als rechtwinkelige Bildkoordi- stattet, wird aus
nanten χ, γ digital registriert werden können. Zur *
Abtastung des Modells in Profilen wird mit einer tan r = —
Führungsvorrichtung 20 entlang gerader gleichab- A *n, «-i
ständiger Linien 10 die Modellabtastvorrichtung des io

Autographen in Profilrichtung geführt. Die Profilhöhe die notwendige Rotation r des Bildelementes und aus wird entweder durch den Auswerter oder einen

elektronischen Korrelator fortlaufend nachgestellt. -.r-.— —-

Nach Zurücklegen gleichbleibender Wegstrecken in S = ]/Δγ_η,η-ι + Ax_n , _n-_x

Profilrichtung wird durch eine Meßvorrichtung 21 die 15

Registrierung der momentanen Bildkoordinaten aus- vorerst die Länge S des Linienelementes 3 im Luftbild

gelöst. und weiter aus

Das System ist so ausgelegt, daß die Orthophoto- b

einrichtung von einem Autographen im Onlinebetrieb ^{v =} ~^~

oder von mehreren Autographen im Offlinebetrieb ao

gespeist wird. F i g. 7 zeigt den funktionellen Zu- die Vergrößerung ν berechnet, die notwendig ist, um

sammenhang zwischen den Elementen des Orthophoto- das Linienelement 3 im Luftbild 2 auf die Länge b

systems im Onlinebetrieb. des Linienelementes 14 im Orthophoto 6 zu bringen,

Vom Operateur oder von einem elektronischen ermittelt.

Korrelator 37 wird durch Höhenverstellung der 25 Der von der Eingangsoptik des Orthophotostrahlenzwangsweise in Profilebene geführten Abtastvor- ganges aufgenommene Bildausschnitt wird nun in richtung das optische Modell 12 des Autographen 31 einer Bilddeformationseinheit 25 entweder auf opnach Geländeprofilen 1, die durch die Verschiebungs- tischem Weg durch ein Zoomsystem vergrößert und einrichtung 32 in immer gleichen Abständen zueinander durch ein Doveprisma gedreht oder in ein Fernsehbild eingestellt werden, abgefahren. Je nach der Schwierig- 3° umgewandelt, das dann elektronisch vergrößert und keit mit der Geländeform kann die Abtastgeschwindig- gedreht wird, bevor durch die Blende 9 das Linienkeit kontinuierlich verändert werden. Der Bewegung element 14 auf den Orthophotofilm 6 projiziert wird, der Abtastvorrichtung nach Geländeprofilen entspricht In beiden Fällen wird die Bilddeformation 25 durch im Bild 2 die Bewegung 39 der Meßmarke der Auto- den Differentialentzerrungsrechner 24 gesteuert,
graphenoptik, welche auch als relative Bewegung der 35 Wegen Orthophotogeschwindigkeits- und Vergrößevertikalen Betrachtungsoptik gegenüber dem Bild rungsänderung ist eine kontinuierliche Beleuchtungsaufgefaßt werden kann. Beim Abfahren der Profile Stärkenregelung 26 für die Orthophotobelichtung notwird nun nach Zurücklegen gleichbleibender Weg- wendig. Daher wird ein Geschwindigkeitsmesser 35 strecken in der horizontalen Projektion der Profile für die Orthophotofilmbewegung vorgesehen. Zudurch eine Wegmeßvorrichtung 21 die Registrierung 40 sätzlich muß in Funktion von Luftbilddichte, FiImder digital mit Gebern 22 abgegriffenen Bildkoordi- empfindlichkeit, verwendetem Filter und Blendenweite naten χ, γ ausgelöst und ihre Abspeicherung in EIe- (Blendendimension in Profilrichtung), Lampenschwärmente eines digitalen Speichers 27, die der momentanen zung usw. die Grundstellung der Beleuchtungs-Position im Profil zugeordnet sind, veranlaßt. Beim Stärkenregelung einstellbar sein.
Abfahren des nächsten Profils läuft der gleiche 45 Durch die linienförmige Blende 9 wird nun aus dem Vorgang ab, nur werden jetzt die Bildkoordinaten differential entzerrten Bildausschnitt das Liniendurch die Umschaltvorrichtung 32 in einen zweiten element 14 auf das Orthophoto projiziert, dem im gleichartigen digitalen Speicher, in Speicherelementen, Luftbild das Linienelement 3 entspricht,
die ebenfalls wieder der Position im Profil zugeordnet Der Orthophotofilm 6 wird proportional und synsind, eingelassen und gleichzeitig mit den Werten an 5° chron zu den ebenen Komponenten der Abtastder gleichen Position im vorhergehenden Profil an ein bewegung im Autographen unter der Blende verdigitales Rechenwerk 38 weitergegeben. Dort wird schoben. Proportional deshalb, weil öfters das Orthoaus den alten und neuen Koordinaten der Mittelwert photo in einem anderen Maßstab als den, welchen und die Differenz gebildet. Mit den Mittelwerten das Modell im Autographen besitzt, gewünscht wird. X_n + Xn - Vn + Yn- ⁵⁵ Wegen der Unterschiedlichkeit Modellmaßstab/

— —— = Xon — ^-^- = Von Orthophotomaßstab werden die ebenen Abfahr-

2 2 bewegungen im Autographen durch mechanische der zuletzt registrierten und der vorherigen Profil- Übersetzungen 36 mit dem Übersetzungsverhältnis position wird nun nach weggesteuerter linearer Inter- Orthophoto ,,. „ ..„ , „ ,
polation vom Autographen 31 oder vom Orthophoto- 60 " = ^{auf die Große der Orth}°P^hot°- film 6 her das beleuchtete dritte Bild 34 vor der bewegung gebracht und entweder direkt mechanisch Eingangsoptik des Orthophotostrahlenganges mit der- oder mittels elektrischer Welle zur synchronen Beselben Orientierung zum rechtwinkeligen Führungs- wegung des Orthophotofilms 6 verwendet. Um die system wie im Autographen bewegt. Die weggesteuerte Blendenweite, die dem Profillinienabstand im Ortho-Interpolation wird angewandt, um die Profilabtastung 65 photo entspricht, nicht durch die Übersetzung Automit veränderlicher Geschwindigkeit zu ermöglichen. graphenmodell—Orthophoto zu beeinflussen — es Die Koordinatenunterschiede wären sonst sehr viele Blendenbreiten notwendig —, Ax_0n = X_n-X_n-I und Δ γ_on = γ_η — γ_η-ι wird der Profilabstand im Autographen im Verhält-

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nis Orthophotogröße zu Modellgröße mit der Vor- Orthophotoeinheit in kürzerer Zeit, als zur Modellrichtung 31 reduziert. abtastung benötigt wurde, Orthophotos herzustellen. Da die punktweise Erfassung der Bildkoordinaten Um die Ablauffolge der einzelnen Operationen zu letztlich für das Orthophoto vorgenommen wird, ist verdeutlichen, wurde in F i g. 9 die Arbeitsposition vorgesehen, daß die Wegintervalle in der Auslöse- 5 während eines Momentes der Online-Auswertung vorrichtung 21 zur Bildkoordinatenregistrierung einen dargestellt. (Die Nummern der einzelnen Elemente runden Wert im Orthophoto ergeben. Deshalb wird die entsprechen F i g. 7.)

Bewegung in der vertikalen Profilprojektion im Auto- Im Modellraum 12 des Autographen 31 wird nach

graphen mechanisch übersetzt (36) der Meßein- dem Profil n—l das Profil« abgefahren. An den

richtung 21 übertragen. io Stellend« und B_n mit dem im Modell horizontalen Ab-

Als Endprodukt dieses Verfahrens entsteht auf dem ^ Bildkoordinaten χ, γ registriert Film als Gesamtheit der fugenlos aneinanderpassenden u ' °
Linienelemente ein Orthophoto mit homogenem (22), in das Register 27 eingelesen und im Rechen-Maßstab, werk 38 mit den Bildkoordinaten der Punkte A_n-_X und

F i g. 8 zeigt schematisch die funktionellen Zu- 15 B₁₁^₁ des vorhergehenden Geländeprofils n—l zu x_on,

sammenhänge im Offline-Betrieb. Der Aufbau des γ_οη, Ax₀₁I, Λγ_οη verarbeitet und an den Interpolator 23

Systems entspricht prinzipiell dem in F i g. 7 be- weitergegeben.

schriebenen, nur werden die Bildkoordinaten vom Durch die Bewegung im Modellraum 12 des Auto-Autographen 31 nicht direkt in den digitalen Speicher graphen gesteuert, stehen nun Interpolator und Ortho-27 eingelesen, sondern vorerst auf Magnetband 28 so _{film tional zum Intervall σ bzw}. JL _an oder einem anderen Speichermedium digital aui- u
gezeichnet. Bei der Orthophotoherstellung wird später derselben Stelle D zwischen A und B wie der Autodie aufgezeichnete Information wieder abgespielt und graph im Intervall B-C an der Stelle E. Das heißt, in den Speicher 27 wie im Online-Verfahren eingelesen der Interpolator und der Orthophotofilm laufen um und weiter verarbeitet. 25 ein Registrierintervall hinter dem Autographen. Das

Außer den Bildkoordinaten muß der Weg α zwi- ist notwendig, um für die Interpolation 23 immer zwei sehen den Bildkoordinatenregistrierungen und der Stützpunkte zur Verfügung zu haben.
Profilabstand b im Orthophoto bekannt sein. Der Das Offline-Verfahren unterscheidet sich von dem Orthophotofilm wird zwischen der Projektion zweier oben beschriebenen nur dadurch, daß der Orthophotonacheinander registrierter Bildpunkte um den Betrag a 30 film mit beliebiger Geschwindigkeit bewegt wird und in Profilrichtung kontinuierlich bewegt. Beim Über- nach den beim Abfahren des Modells im Autographen gang auf das nächstfolgende Profil wird der Ortho- festgelegten Wegintervallen das Einlesen von Bildphotofilm um den Weg b vertikal zur Profilrichtung koordinaten vom Magnetband oder ähnlichen Aufverschoben, zeichnungsmedien in den Speicher veranlaßt wird und

Ein großer Vorteil dieses Verfahrens ist es, von 35 auch der Interpolator nach dem im Orthophoto zu-

einem oder mehreren Autographen in einer einzigen rückgelegten Weg gesteuert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der ßildkoordinaten- Patentanspruche: registrierung (22) in einer nicht zum System gehörenden digitalen Recheneinrichtung verarbeitet

1. Orthoprojektor — anschließbar an ein stereo- 5 werden und zur Steuerung der Elemente des skopisch und mechanisch analog arbeitendes Aus- Orthoprojektors dienen.

wertegerät, das mit einem Führungssystem zur 7. Gerät nach Anspruch 1 und Anspruch 2, Abtastung des Modells in gleichabständigen Pro- dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltfilen versehen ist — zur Umwandlung perspektiver vorrichtung (32) vor dem digitalen Register (27) Luftbilder in genaue Orthophotokarten ohne io vorgesehen ist, welche die Bildkoordinaten auf Klaffungen zwischen benachbarten Entzerrungs- Speicherplätze leitet, die bestimmten Modellstreifen, mit einem zum Luftbild parallelen recht- profilpositionen zugeordnet sind,
winkeligen Führungssystem und mit einem Differentialentzerrungsrechner, der die nötige Bildvergrößerung und Bildrotation berechnet, die einer 15

dafür vorgesehenen Bilddeformationseinheit dem
vom dritten Bild abgenommenen Bildausschnitt

aufgeprägt wird, der durch eine linienförmige Ein heute immer stärker verwendetes Verfahren zur Blende den darunterliegenden, proportional zur Herstellung der Lagedarstellung in topographischen ebenen Bewegung der Abtastvorrichtung im Auto- 20 Karten ist die photographische Orthoprojektion. Es graphen fortlaufend verschobenen Orthophotofilm ist durch hohe Wirtschaftlichkeit und großen Inbelichtet, dadurch gekennzeichnet, daß formationsgehalt den konventionellen Methoden der an das Führungssystem (30) zur Registrierung der Kartenherstellung überlegen. Grundsätzlich wird dabei relativen Bewegung zwischen der vertikal zum die Zentralprojektion des Geländes aus Luftbild-Luftbild stehenden Autographenoptik und dem 25 aufnahmen in eine photographische Orthogonal-BiId eine Meßeinrichtung (21) angebaut ist, die projektion der Karte umgewandelt,
die Bildkoordinaten digital nach Zurücklegen Die Projektionsumwandlung ist erst dann möglich, gleich großer horizontaler Wegstrecken bei der wenn aus zwei sich überdeckenden Luftbildern in Modellabtastung registriert und einem digitalen einem photogrammatrischen Auswertegerät, im nachSpeicher (27) übermittelt, an dem anschließend 30 folgenden Autograph genannt, ein maßstäbliches, zur Verarbeitung mit den schon abgespeicherten horizontiertes Raummodell des Geländes erzeugt wird Werten der Registrierung an der gleichen Position und aus der mechanischen Abtastung dieses Modells im vorher abgefahrenen Profil ein Rechenwerk (38) die notwendigen Parameter für die Projektionszur Berechnung der Bildkoordinatenmittel und der umwandlung gewonnen werden.
Bildkoordinatendifferenzen folgt, dessen Ergeb- 35 Bei allen bekannten Verfahren wird das Raumnisse mit den abgespeicherten Werten der Re- modell in gleichabständigen Profilen, die meist in der gistrierung an der gleichen Position im vorher ab- durch das Auswertegerät vorgegebenen Richtung Y gefahrenen Profil zur orthophotoweggesteuerten senkrecht zur Komponente b_x der Basis liegen, abInterpolation in einen Interpolator (23) kommen, gefahren.

dessen Ausgang Schrittmotoren zur Bewegung des 40 Bei den meisten Verfahren werden als Parameter

dritten Bildes (34) über der fixen Orthophotooptik der Projektionsumwandlung dieNeigungskomponenten

steuert und den Differentialentzerrungsrechner (24) der Luftbilder (oder eines Luftbildes) sowie die auf das

mit den Bildkoordinatenunterschieden fortlaufend Projektionszentrum des verwendeten Bildes bezogenen

speist. Koordinaten der momentanen Profilpunkte verwendet.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 45 Das wird bei direkter optischer Projektion so realisiert, zeichnet, daß der digitale Speicher (27) als digitales daß ein Bildelement in Umkehrung des Aufnahme-Schieberegister ausgebildet ist, dessen Ein- und Vorganges vom beleuchteten Luftbild durch eine Optik Ausgänge mit dem digitalen Rechner (38) ver- in den Modellraum auf eine linienförmige Blende, die bunden sind. senkrecht zur Profilrichtung horizontal angeordnet ist,

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 50 projiziert wird, wobei die Blende entlang der Profile zeichnet, daß für das dritte Bild (34) eine Orien- bewegt wird und einen unmittelbar darunter horizontal tierungsvorrichtung vorgesehen ist, mit der es zum liegenden Film zur Belichtung kurz freigibt,
rechtwinkeligen Führungssystem (30) und zur Nach- Beim zweiten gebräuchlichen Verfahren werden lauf steuerung genauso wie das Luftbild (2) im durch die vertikal zur Bildebene angeordnete Optik Autographen (31) zum Koordinatenabgriffssystem 55 des Autographen kleine Bildausschnitte vom Autoorientiert wird. graphenstrahlengang in den Orthophotostrahlengang

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- abgeleitet. In einer Rechnereinheit wird aus den zeichnet, daß zur Speicherung der Bildkoordinaten Parametern Bildneigungen und Modellkoordinaten für den Offline-Betrieb der Anschluß an eine (bezogen auf das Projektionszentrum) die zur Proexterne Speichereinrichtung vorgesehen ist, welche 60 jektion auf eine horizontale Ebene in den Profilbei der späteren Herstellung des Orthophotos mit punkten notwendige Vergrößerungsänderung und den digitalen Registern der Orthophotoeinheit Rotation fortlaufend berechnet und mittels Zoom verbunden ist. und Doveprisma im Strahlengang realisiert. Über eine

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Schlitzblende wird das entzerrte Bildelement auf den zeichnet, daß eine Beleuchtungsstärkenregelung (26) 65 Orthophotofilm mit lagerichtiger Elementsmitte provorgesehen ist, die bei variablen Filmgeschwindig- jiziert.

keiten und variablen Vergrößerungen eine gleich- Die bisher beschriebenen Verfahren werden aus

mäßige Filmbelichtung gewährleistet. konstruktiven Gründen manchmal für die Ortho-