SU1000756A1

SU1000756A1 - Method of correcting topographic map by stereo couple of aerial photographs

Info

Publication number: SU1000756A1
Application number: SU813347377A
Authority: SU
Inventors: Владимир Борисович Дубиновский; Владимир Леонидович Кашин
Original assignee: Военно-Инженерная Ордена Ленина Краснознаменная Академия Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1981-10-15
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1983-02-28

Description

Изобретение относитс к фотограмметрии , в частности к способам исправлени топографических карт.The invention relates to photogrammetry, in particular, to methods for correcting topographic maps.

Известен способ исправлени топографической карты, заключающийс в изготовлении и исправлении прозрачной абрисной копии топографической карты путем размещени под абрисной копией правого аэрофотоснимка стереопары и совмещени соответствующих точек аэрофотоснимка и копии. левый снимок накладывают на копию. Стереоскопически рассматрива аэрофотоснимки , вы вл ют изменени контуров и рельефа. Исчезнувшие объекты удал ют с абрисной копии, а вновь по вившиес вычерчивают ij.There is a method of correcting a topographic map, which consists in making and correcting a transparent outline of a topographic map by placing a right-side photo of a stereo pair under the outline copy and combining the corresponding points of the aerial photo and copy. The left picture is superimposed on a copy. Stereoscopically viewed aerial photographs reveal changes in contours and terrain. The vanished objects are removed from the outline copy, and the newly created ones are drawn ij.

Недостатком этого способа вл етс низка точность из-за больших искажений , вызываемых рельефом местности и приближенным ориентированием аэрофотоснимков .The disadvantage of this method is low accuracy due to large distortions caused by the terrain and approximate orientation of aerial photographs.

Известны также способы исправлени топографических карт по аэрофотоснимкам стереопар на универсальньис стереофотограмметрических приборах.There are also known methods for correcting topographic maps from aerial photographs of stereo pairs on universal stereophotogrammetric instruments.

Аэрофотоснимки на универсальном стереофотограмметрическом приборе взаимно ориентируют. Полученную модель местности масштабируют и горизонтируют по опорным точкам (точкам фотограмметрической сети или по неизменившимс контурным точкам карты), Стереоскопическую или геометрическую модель местности сравнивают с плоскими изображени ми контуров и рельефа, отображенных на листе топографической карты. Вы вленные несоответстви исправл ют: удал ют элемен10 ты содержани топографической карты, не соответствующие модели местности, и нанос т на топографическую карту недостающие элементы содержани Г 2.Aerial photographs on a universal stereophotogrammetric instrument are mutually oriented. The resulting terrain model is scaled and leveled by reference points (points of the photogrammetric network or unchanged contour points of the map). Stereoscopic or geometric model of the area is compared with flat images of contours and terrain displayed on a sheet of topographic map. The identified inconsistencies correct: remove the elements of the content of the topographic map that do not match the terrain model, and put the missing elements of the content of G 2 onto the topographic map.

1515

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ, заключающийс в том, что съемку отсутствующих или удаленных фрагментов рельефа производ т , например, путем проведени The closest to the present invention is the method, which consists in the fact that the survey of the missing or remote relief fragments is carried out, for example, by

20 горизонталей в результате стереоскопического ведени измерительной марки по поверхности стереомодели и отображени горизонталей в ортогональной и центральных проекци х каж25 дого из аэрофотоснимков 3. Изображение горизонталей в центральных проекци х каждого из аэрофотоснимков ввод т в наблюдательную систему прибора и совмещают с соответствующими20 contours as a result of stereoscopic measurement of the measuring mark on the surface of the stereo model and display of contour lines in the orthogonal and central projections of each of the aerial photographs 3. The image of the contour horizontals in the central projections of each of the aerial photographs are inserted into the instrument’s observation system and combined with the corresponding

30 изображени ми аэрофотоснимков. Сравнение модели местности с плоскими изображени ми контуров и рельефа можно производить лишь по линии равных высот (сечение модели местности плоскостью), что делает невозможным точное совмещение плос кого изображени участка топографи ческой карты со стереоскопической моделью местности, совместное рассматривание модели местности и топ графической карты и оперативное вы вление возможных несоответствий т пографической карты местности. Цель изобретени - повышение точ ности исправлени топографической карты за счет преобразовани плоско го изображени топографической карт в стереоскопическое пространственно изображение и совмещени его со ст реоскопической моделью местности. Поставленна цель достигаетс т что в способе исправлени топографической карты по аэрофотоснимкам стереопары, включающем построение модели местности, ориентирование ее в геодезической системе координат, вы вление несоответстви топографической карты местности, удаление элементов содержани топографическо карты, не соответствующих модели местности и стереоскопическую съемк рельефа и контуров, графическое содержание топографической карты пред ставл ют в цифровой форме, перевычисл ют цифровую информацию об элементах содержани топографической карты из ортогональной проекции тО пографической карты в цифровую информацию в центральных проекци х ле вого и правого аэрофотоснимков, вос производ т эту информацию на двух носител х информации в виде изображений топографической карты в центральных проекци х левого и правого аэрофотоснимков, совмещают изображе ни топографической карты в централ ных проекци х соответствующих аэроФотоснимков с изображени ми самих аэрофотоснимков, а исправление топо графической карты осуществл ют при наблюдении и сравнении совмещенных стереомоделей местности и топографи ческой карты. Способ осуществл етс следующим образом. Аэрофотоснимки ориентируют взаим но. Полученную модель местности ориентируют относительно геодезичес кой системы координат. Определ ют элементы внешнего ориентировани аэрофотоснимков, например, по опорным точкам фотограмметрической сети Графическое содержание топографической карты представл ют в цифро вой форме, например, путем последовательной записи координат х, у, точек горизонталей и контурной нагрузки в пам ть вычислительной машины . Цифровые данные об элементах содержани топографической карты, соответствующие ортогональной проекции карты, перевычисл ют в цифровые данные , соответствующие положению точек в центральных проекци х левого и правого снимков по формулам Q,(X,,-Xg).l3,() 0 a Ut-X5),)) V -V { qa(x -XsHb2(YK-Ys)-CtaK-Z8) (2) V- о .-x,)t)%()) где X|,yj - координаты точек горизонталей и контуров в системе координат аэрофотоснимков ; х, - координаты главной точки снимка а.,Ь., с- - направл ющие косинусы, завис щие от угловых элементов 0 , (Л),У. внешнего ориентировани снимка; X ,у, z - геодезические координаты точек горизонталей и контуров , изображенных на карте; X ,у , Z - координаты точки фото графировани . По вычисленным координатам х,, у стро т центрально-перспективные изображени графического содержани топографической карты дл левого и правого аэроснимков на носител х графической информации. Графическими носител ми информации могут быть экраны электронно-лучевых трубок или листы бумаги (пленки и т.д.). Центрально-перспективные изображени графического содержани топографической карты совмещают с изображени ми соответствующих аэрофотоснимков . Наблюдают совмещенные стереомодели местности и топографической карты и, сравнива модели в пределах всего стереоскопически наблюдаемого пространства, вы вл ют элементы содержани топографической карты, не соответствующие местности. Эти элементы удал ют с топографической карты и с носителей графической информации . Путем стереоскопической съемки рельефа и контуров на топографическую карту перенос т отсутствующие на топографической карте элементы ситуации местности. Предлагаемый способ может быть осуществлен с использованием общеизвестных технических средств, объеиненных в комплекс. На чертеже представлена схема, по сн юща вариант осуществлени редлагаемого способа. Комплекс состоит из стереокомпаатора 1, например, СКА 18, электронKd-вычислительной машины 2 серии ЕС, автоматизированного рабочего места (АРМ) 3, координатографа 4 и универсального стереофотограмметрического прибора 5, например стереопроектора Романовского.30 images of aerial photographs. Comparison of a terrain model with flat images of contours and relief can be made only along a line of equal heights (cross section of a terrain model with a plane), which makes it impossible to accurately align a flat image of a section of a topographic map with a stereoscopic terrain model, jointly review the terrain model and top graphic map and prompt identification of possible inconsistencies in a pictographic map of the area. The purpose of the invention is to improve the accuracy of correcting a topographic map by converting a flat image of a topographic map into a stereoscopic spatial image and combining it with a stereoscopic terrain model. The goal is achieved in the method of correcting a topographic map from aerial photographs of a stereo pair, including building a terrain model, orienting it in a geodetic coordinate system, revealing a mismatch of a topographic terrain map, removing topographic map content elements that do not match the terrain model and stereoscopic topography and contours, the graphic contents of the topographic map are represented in digital form, they recalculate the digital information about the elements of the content The topographic map from the orthogonal projection of the tographic map to digital information in the central projections of the left and right aerial photographs, reproduces this information on two information carriers in the form of images of the topographic map in the central projections of the left and right aerial photographs, combining the image of a topographic map in the central projections of the corresponding aerial photographs with the images of the aerial photographs themselves, and the correction of the topographic map is carried out by observing and comparing eschennyh the stereo terrain and topography cal card. The method is carried out as follows. Aerial photographs are oriented mutually. The resulting terrain model is oriented relative to the geodetic coordinate system. Elements of exterior orientation of aerial photographs are determined, for example, by reference points of the photogrammetric network. The graphic content of a topographic map is represented in digital form, for example, by sequential recording of x, y coordinates, contour lines and contour loads in a computer memory. Digital data on the elements of the content of a topographic map, corresponding to the orthogonal projection of the map, is recalculated into digital data corresponding to the position of points in the central projections of the left and right images by the formulas Q, (X ,, - Xg) .l3, () 0 a Ut- X5),)) V -V {qa (x -XsHb2 (YK-Ys) -CtaK-Z8) (2) V- o.-x,) t)% ()) where X |, yj are the coordinates of the horizontal points and contours in the coordinate system of aerial photographs; x, are the coordinates of the main point of the image a., b., c - the direction cosines, depending on the angular elements 0, (L), y. external orientation of the image; X, y, z - geodetic coordinates of the contour points and contours depicted on the map; X, y, Z - coordinates of the point of the photo graphing Based on the calculated x, coordinates, central perspective images of the graphic content of the topographic map are taken for the left and right aerial photographs on the graphic information carriers. Graphic media can be cathode ray tube screens or paper sheets (films, etc.). Central perspective images of the graphic content of a topographic map are combined with images of the corresponding aerial photographs. The combined stereo models of the terrain and the topographic map are observed and, comparing the models within the entire stereoscopically observed space, they reveal elements of the content of the topographic map that do not correspond to the terrain. These elements are removed from the topographic map and from the graphic media. By stereoscopic shooting of the relief and contours, elements of the terrain situation that are absent on the topographic map are transferred to the topographic map. The proposed method can be carried out using well-known technical means integrated into the complex. The drawing shows a diagram explaining an embodiment of the proposed method. The complex consists of a stereocapator 1, for example, SKA 18, an electronic KD-computing machine 2 of the EC series, an automated workplace (AWP) 3, a coordinate recorder 4 and a universal stereophotogrammetric device 5, for example, a Romanovsky stereo projector.

Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.

На стереокомпараторе 1 измер ют координаты изображений опорных точек на аэрофотоснимках и фиксируют результаты на перфоленте. Перфоленту с измеренными на аэрофотоснимках координатами опорных точек и геодезические координаты этих точек на местности ввод т в электронно-вычислительную машину 2. ЭВМ по программе вычисл ет элементы внешнего и внутреннего ориентировани аэрофотоснимков . Нар ду с определением на стереокомпараторе и ЭВМ элементов ориен тировани аэрофотоснимков на автоматизированном рабочем месте 3 информацию о местности представл ют в цифровой форме путем считывани координат точек элементов содержани исправл емой топографической карты. Координаты точек считываютс с листа исправл емой карты, размещаемой на полуавтомате кодировани графической информации ПКГИО-А или на графопостроителе , работающем в обратном режиме . Координаты точек регистрируют на перфоленте, которую также ввод т в ЭВМ 2. ЭВМ по формулам (1) и (2) перевычисл ет координаты точек карты из ортогональной проекции карты в координаты точек, соответствующих центральным проекци м левого и правого аэрофотоснимков, и, управл координатографом, обеспечивает вычерчивание на прозрачных основах дву изображений исправл емой карты.On stereocomparator 1, the coordinates of the images of the reference points on aerial photographs are measured and the results are recorded on a punched tape. Punched tape with the coordinates of anchor points measured on aerial photographs and the geodetic coordinates of these points on the terrain are entered into the computer 2. The computer calculates, according to the program, the elements of the external and internal orientation of the aerial photographs. Along with the definition on the stereocomparator and the computer, the elements of orientation of the aerial photographs at the automated workplace 3, the terrain information is represented numerically by reading the coordinates of the points of the content elements of the correctable topographic map. The coordinates of the points are read from the sheet of the map being corrected, placed on the semi-automatic machine for encoding graphic information PKGIO-A or on a plotter working in the reverse mode. The coordinates of the points are recorded on a punched tape, which is also entered into the computer 2. The computer uses formulas (1) and (2) to calculate the coordinates of map points from the orthogonal map projection into the coordinates of the points corresponding to the central projections of the left and right aerial photographs, and controlling the coordinate system , provides drawing on transparent bases of two images of the map being corrected.

Левую основу совмещают с левым аэрофотоснимком по опорным точкам или по неизменившимс контурам. Аналогично совмещают правый аэрофотоснимок с соответствующей основой.The left base is combined with the left aerial photograph by reference points or by unchanged contours. Similarly, combine the right aerial photograph with the corresponding basis.

На планшете универсального прибор 5 размещают исправл емую топографическую карту, а на его каретках аэрофотоснимки , совмещенные с основами, и выполн ют операции по взаимному и внешнему ориентированию аэрофотоснимков и модели карты. Через наблюдательную систему универсального прибора наблюдают стереоскопическую модель местности, совмещенную со стереоскопической моделью карты. Сравнивают стереоскопические модели местности и карты и вы вл ют элементы содержани исправл емой топографической карты, не соответствующие местности.A universal topographic map is placed on the tablet of the universal device 5, and on its carriages there are aerial photographs combined with the basics and they perform operations on the mutual and external orientation of the aerial photographs and the map model. A stereoscopic model of the terrain, combined with a stereoscopic model of the map, is observed through the observation system of the universal device. Stereoscopic terrain models and maps are compared, and elements of the contents of a correctable topographic map that do not correspond to the terrain are revealed.

Исправл ют или дополн ют топографическую карту, размещенную на планшете универсального прибора, путем переноса изменившихс контуров, элементов ситуации и рельефа по модели местности, полученной по аэрофотоснимкам . Дл этого стереоскопическую измерительную fiapKy совмещают с точками модели, правильно не отображенными на топографической карте. Механический вычислитель стереопроектора , св занный с устройством перемещени измерительной марки, управл ет исполнительным механизмом, нанос щим графические изображени объектов местности на топографическую карту. Положение внемасштабных условных знаков определ етс в статическом режиме, а контуры и горизонтали - в динамическом режиме.Correct or supplement the topographic map placed on the tablet of the universal device by transferring the changed contours, elements of the situation and terrain according to the terrain model obtained from aerial photographs. For this, stereoscopic measuring fiapKy is combined with model points that are not correctly displayed on a topographic map. The mechanical calculator of the stereoprojector connected with the device for moving the measuring mark controls the actuating mechanism that applies the graphic images of the terrain objects to the topographic map. The position of out-of-scale conventional symbols is determined in a static mode, and the contours and horizons are determined in a dynamic mode.

Использование предлагаемого способа повышает точность исправлени топографических карт за счет полного совмещени плоского изображени топографической карты со стереоскопческой моделью местности, построенн по паре аэрофотоснимков, и вы вл ет несоответстви моделей карты модели местности, возникших в результате изменений местности или ошибок в изображении на карте горизонталей и контуров.The use of the proposed method improves the accuracy of correcting topographic maps by fully combining a flat image of a topographic map with a stereoscopic terrain model, built on a pair of aerial photographs, and reveals inconsistencies in terrain model models resulting from changes in terrain or errors in the image on contour maps and contours. .

Claims

1. Lobanov A.N. Aerial photography. -M., Nedra, 1978, p. 526, 482-484, 303-316.

2. Kozhevnikov N.P. Guide to the update of topographic maps, M., Nedra, 1978, p. 22

3. Authors certificate of the USSR 542907, cl. G 01 C 11/06, 17.02.75- (prototype).