SU1167428A1

SU1167428A1 - Device for processing terrain images

Info

Publication number: SU1167428A1
Application number: SU843684307A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Лукьянович Шароватов; Эдуард Александрович Борисов
Original assignee: Иркутский государственный университет им.А.А.Жданова
Priority date: 1984-01-05
Filing date: 1984-01-05
Publication date: 1985-07-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ МЕСТНОСТИ, содержащее лазер, сканирующую по двум координатам систему с закрепленным на ней снимком местности и фотоприемник, соединенньй через усилитель с регистратором , отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем непосредственного графического представлени уклонов при составлении карт и упрощени устройств , снимок выполнен в виде транспаранта с изображением рельефа местности в виде горизонталей, чувствительна поверхность фотоприемника образована концентрическими кольцамИг изолированными друг от друга, сканирующа система снабжена планшетом с укрепленной на нем цветочувствительной бумагой , а регистратор выполнен в виде последовательно расположенных объектива , диафрагмы и рефлектора с укрепленными на нем цветными лампами накаливани , кажда из которых соединена с соответствующим кольцом фотоприемника. ( пгЬ, О A DEVICE FOR TREATMENT OF TERRAIN IMAGES, containing a laser, scanning at two coordinates a system with a picture of the terrain attached to it and a photo detector, connected through an amplifier to a recorder, in order to extend the functionality by directly graphically representing the slopes when mapping and simplifying devices , the picture is made in the form of a banner with the image of the terrain in the form of horizontals, the sensitive surface of the photodetector is formed by The centric rings are insulated from each other, the scanning system is equipped with a tablet with color-sensitive paper mounted on it, and the recorder is made in the form of consecutive lenses, apertures and a reflector with color lamps mounted on it, each of which is connected to a corresponding photodetector ring. (Pgb, o

Description

Изобретение относитс к картографии , а именно к составлению геоморфологических карт уклона (углов наклона ) местности по топографическим картам.The invention relates to cartography, in particular to the compilation of geomorphological slope maps (slope angles) of terrain using topographic maps.

При составлении геоморфологических карт уклонов измер ют заложени по имеющимс топографическим картам вручную или с помощью.ЭВМ ClJОднако ручной способ составлени карт малопроизводителен и трудоемок, а с помощью ЭВМ - малопроизводителен и дорог.When compiling geomorphological maps of slopes, the measurements are made using existing topographic maps manually or with the help of a computer. Computer ClJ However, the manual method of mapping is inefficient and time-consuming, and with the help of computer it is inefficient and expensive.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл обработки изображений местности, состо щее из неподвижного лазера,-сканирующей системы дл перемещени в двух взаимно перпендикул рных направлени х снимка местности с изображением дифракционной решетки, за которым установлены фотоприемник и усилитель, соединенный с классификатором и цифровым регистратором координат маркированных объектов 21.The closest in technical essence and the achieved result is a device for processing images of the terrain, consisting of a stationary laser scanning system for moving in two mutually perpendicular directions a terrain image with the image of a diffraction grating behind which a photodetector and an amplifier connected to a classifier and a digital recorder of coordinates of marked objects 21.

Недостатком данного устройства заключаетс в том, что в качестве фотоприемника используетс фотоматрица , на экране которой формируютс дифракционные максимумы первого пор дка и дл определени рассто ни k между ними необходимы специальный решающий блок-классификатор. Кроме того, выдача результатов этим устройством производитс в дискретной цифровой форме, неприемлемой дл составлени графических документов . Переход от такой цифровой карты к графической требует дополнительных затрат и снижает производительность труда.The disadvantage of this device is that a photomatrix is used as a photodetector, on the screen of which diffraction maxima of the first order are formed and a special crucial block classifier is required to determine the distance k between them. In addition, the output of results by this device is made in a discrete digital form, unacceptable for the compilation of graphic documents. The transition from such a digital map to a graphic one requires additional costs and reduces labor productivity.

Необходимо иметь устройство, обеспечивающее одновременно со сканированием в реальном масштабе времени составление графического документа отображающего положение границ участков с различньп ш диапазонами уклонов . Эти границы должны быть определены по изображению на транспаранте нерегул рной дифракционной решетки с произвольным направлением составл ющих ее элементовоIt is necessary to have a device that, simultaneously with real-time scanning, provides a graphic document that displays the position of the boundaries of areas with different ranges of slopes. These boundaries should be determined from the image on the transparency of an irregular diffraction grating with an arbitrary direction of its elements.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей путем непосредственного графического представлени уклонов при состарлении карт и упрощение устройства.The aim of the invention is to enhance the functionality by directly graphing the gradients when comparing maps and simplifying the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл обработки изображений местности, содержащем лазер, сканирующую по двум координатам систему с закрепленным на ней снимком местности и фотоприемник, соединенный через усилитель с регистратором , снимок выполнен в виде транспаранта с изображением рельефа местности в виде горизонталей, чувствительна поверхность фотоприемника образована концентрическими кольцами, изолированными друг от друга, сканирующа система снабжена планшетом с укрепленной на нем цветочувствительной бумагой, а регистратор выполнен в виде последовательно расположенных объектива, диафрагмы и рефлектора с укрепленными на нем 1ветными лампами накаливани , кажда из которых соединена с соответствующим кольцом фотоприемника .The goal is achieved by the fact that in a device for processing images of an area containing a laser, scanning at two coordinates a system with a picture of the area fixed on it and a photodetector connected through an amplifier with a recorder, the picture is made in the form of a banner with the image of a horizontal contour in the form of horizontals. the surface of the photodetector is formed by concentric rings isolated from each other, the scanning system is equipped with a tablet with color-sensitive papers fixed on it oh, and the recorder is made in the form of successively located lens, aperture, and a reflector with 1-color incandescent lamps mounted on it, each of which is connected to the corresponding ring of the photodetector.

На чертеже представлено устройство дл обработки изобралсений местности .The drawing shows a device for processing images of the terrain.

Устройство содержит источник 1 монохроматического излучени , транспарант 2 с изображением рельефа местности в горизонтал х, фотоприемник 3, усилитель А, планшет 5 с регистратором 6, состо щим из объектива 7, диафрагмы , перекрытой матовым стеклом 8 освещаемым цветными лампами накаливани 9, укрепленными в патронах на рефлекторе 10.The device contains a source of monochromatic radiation, a transparency 2 with the image of the terrain in horizontal lines, a photodetector 3, an amplifier A, a tablet 5 with a recorder 6 consisting of a lens 7, a diaphragm covered with a frosted glass 8 illuminated with colored incandescent lamps 9 mounted in cartridges on the reflector 10.

Устройство работает сл-едующим образом .The device works in the following way.

Транспарант 2 сканируетс лучом лазера 1 . При прохождении лазера через элементарный участок транспаранта с изображением горизонталей свет дифрагирует и на экране фотоприемника 3 по вл ютс максимумы первого и более высокого пор дков. Рассто ние между максимумами k зависит от заложени : при изменении заложени эти максимумы попадают на различные, концентрически расположенною участки фотоприемника . Таким образом, система концентрических колец фотоприемника, св занна электрически через усилител с регистратором, выполн ет не только функции обнаружени дифракционных максимумов первого пор дка, но и совмещает функции классификатора диапазонов уклонов. Поскольку центр этих колец совмещен со сканирующим лучом, то при любой ориентировке линейных элементов решетки на транспаранте дифракци онные максимумы первого пор дка форм руютс в-плоскости экрана фотоприемн ка и при этом возникает импульс фото токов. Этот ток усиливаетс усилител 4 и питает ту или иную лампу регистр тора. Чувствительность фотоприемника подобрана таким образом что освещен ность в дифракционных максимумах пер вого пор дка превосходит его порогов чувствительность. Минимальный диаметр d лазерного луча и шаг сканировани выбираютс так, чтобы вьшолн лось условие а - заложение, с - коэффициент уменьшени транс паранта. Максимальный диаметр луча определ етс требовани ми к точности прове дени границ и производительности ус ройства. При изменении ориентировки изолиний рельефа дифракционные максимумы вращаютс в плоскости экрана фотоприемника вокруг его центра, а поскольку фотодатчик вьшолнен в виде концентрических колец, то на изменение ориентировки изолиний он не реагирует. Как вариант, светочувствительные кольца фотодатчика 3 получены из фотоприемника с плоским и сплошным светочувствительным экраном путем механического удалени светочувствительного сло с подложки между кон центрическими кольцами. В каждый текущий момент времени горит только одна из нескольких ламп 9 накаливани , освещающих матовое стекло диафрагмы 8. Диафрагма 8 расположена в фокальной плоскости объектива 7. Объектив 7 прое- «, цирует цветное изображение диафрагмы на цветочувствительную бумагу, укрепленную на планшете 5. Цвет лампы , освещающей диафрагму, зависит от номера кольца фотоприемникл, на котором формируютс дифракционные максимумы первого пор дка, т.е. от величины заложени или, в конечном итоге , от диапазона уклонов. Планшет жестко соединен с транспарантом и при сканировании транспаранта перемещаетс совместно с ним как одно целое вдоль осей X и У. Регистратор 6 скреплен с основанием прибора и остаетс неподв1«кным. Элементарные участки с уклонами, ВХОДЯ1ЦИМИ в заданный диапазон, графически изображаютс на планшете в виде семейства параллельных линий одного цвета. Изменение уклона за пределы диапазона, обеспечивающего смещение дифракционного максимума на смежною светочувствительную окружность экрана фотоприемника, вызывает переключение лампы другого цвета , что фиксируетс , изменением цвета линии на цветочувствительной бумаге планшета. Таким образом, границы участков различного диапазона соответствуют точкам изменени цвета линии. Дл исключени эффекта наложени следов сканировани друг на друга размер диафрагмы выбираетс равным (или меньшим) диаметру сканировани . Устройство обеспечивает повышение производительности труда при составлении графических карт уклонов местности и может найти применение при составлении неоморфологических карт, изучении склоновых процессов и при решении других задач, св занных с использованием карт.Transparency 2 is scanned by laser beam 1. When the laser passes through the elementary section of the transparency with the image of the horizontals, the light diffracts and on the screen of the photodetector 3 the maxima of the first and higher orders appear. The distance between the peaks k depends on the pitch: as the pitch changes, these peaks fall on different, concentrically located areas of the photodetector. Thus, the system of concentric rings of a photodetector, connected electrically through an amplifier with a recorder, performs not only the functions of detecting diffraction maxima of the first order, but also combines the functions of the classifier of slope ranges. Since the center of these rings is aligned with the scanning beam, at any orientation of the linear elements of the grating on the transparency, the first-order diffraction maxima are formed in-plane of the photoreceiver screen, and a photocurrent pulse arises. This current is amplified by amplifier 4 and feeds a particular torch register lamp. The sensitivity of the photodetector is selected in such a way that the illumination in the diffraction maxima of the first order exceeds its thresholds. The minimum diameter d of the laser beam and the scanning step are chosen so that the condition a is fulfilled is the setting, c is the coefficient of transaranth reduction. The maximum beam diameter is determined by the requirements for the accuracy of the boundary and the performance of the device. When the orientation of the contour contours changes, the diffraction maxima rotate in the plane of the photoreceiver screen around its center, and since the photosensor is made in the form of concentric rings, it does not react to the change in the orientation of the contours. Alternatively, the photosensitive rings of the photosensor 3 are obtained from a photodetector with a flat and continuous photosensitive screen by mechanically removing the photosensitive layer from the substrate between the concentric rings. At each current time, only one of several incandescent 9 lights illuminates the frosted glass of the diaphragm 8. Aperture 8 is located in the focal plane of the lens 7. Lens 7 transmits a color image of the diaphragm onto the color-sensitive paper mounted on the tablet 5. Lamp color which illuminates the aperture depends on the number of the photoreceiver ring, on which the first-order diffraction maxima are formed, i.e. on the magnitude of the foundation or, ultimately, on the range of slopes. The tablet is rigidly connected to the transparency and, when scanning the transparency, moves together with it as one unit along the X and U axes. The recorder 6 is attached to the base of the device and remains unaligned. Elementary areas with slopes, entering a specified range, are graphically depicted on the tablet as a family of parallel lines of the same color. Changing the gradient beyond the range that allows the diffraction maximum to shift to the adjacent photosensitive circumference of the photodetector screen causes the lamp to switch in a different color, which is detected by changing the color of the line on the color sensitive paper of the plate. Thus, the boundaries of the sections of different ranges correspond to the points of change in the color of the line. To eliminate the overlap effect of scanning traces of each other, the size of the diaphragm is chosen to be equal to (or smaller) the scan diameter. The device provides an increase in labor productivity in the compilation of graphic maps of terrain slopes and can be used in compiling neomorphological maps, studying slope processes, and in solving other problems associated with the use of maps.

Claims

A device for processing terrain images, containing a laser scanning a two-coordinate system with a fixed image of the terrain and a photodetector connected through an amplifier to a recorder, characterized in that, in order to expand the functionality by means of a direct graphical representation of the slopes when compiling cards and simplification of the device, the picture is made in the form of a banner with the image of the terrain in the form of horizontals, the sensitive surface of the photodetector is formed by concent rings isolated from each other, the scanning system is equipped with a tablet with color-sensitive paper attached to it, and the recorder is made in the form of sequentially arranged lens, aperture, and reflector with colored incandescent lamps mounted on it, each of which is connected to the corresponding ring of the photodetector .

SU „„ 1167428

1 1167428