Физические источники искажения изображений.

1.Рельеф местности. Происходят линейные смещения в положении точек на снимке. Данные смещения возникают вследствие колебания высот местности (по отношению к какой-либо средней плоскости).Как видно из рис. изображение вершины горы А на аэроснимке получается в точке а, хотя следовало бы получить изображение горизонтальной проекции А₀ вершины горы в точке а₀ снимка. Отрезок аа₀ есть линейное искажение (смещение точки а0), вызванное рельефом. Направление смещения точки зависит от знака превышения h данной точки над средней плоскостью. Изображения всех точек, расположенных выше средней плоскости, смещены по направлению от главной точки снимка и наоборот. В точке надира n при любых значениях превышений ошибка, вызванная рельефом, =0. Для подсчета ошибки А₂, вызванной рельефом, на плановом снимке служит формула: А₂ = г * h / Н,где h - превышение точки над средней плоскостью (отрезок АА₀ на рис.); r - расстояние от главной точки (отрезок оа); Н- высота полета.

2. Наклон снимка. В отличие от строго горизонтального снимка в перспективном снимке масштаб не одинаков в разных его частях и направлениях, он зависит не только от Н и f но и от угла наклона снимка а и положения точки на снимке. На рис изображены плановый и перспективный снимки, полученные из одной точки S, при угле наклона оптической оси a: h_e-h_e - линия пересечения плоскостей наклонного и горизонтального снимков. Эта линия делит наклонный снимок на 2 части, в верхней части масштаб мельче, в нижней крупнее, и только по линии h_e-h_e масштаб наклонного снимка постоянен и равен масштабу планового снимка. Это «линия неискаженных масштабов». Углы измерения по перспективному снимку не будут соответствовать углам на местности, за исключением углов, построенных из точки С. Знак величины искажения зависит от того, выше или ниже линии неискаженных масштабов находится гл точка, отсюда важный вывод: длина отрезка, проходящего через центр снимка и симметричного относительно его, не искажается за наклон снимка.

3.Кривизна Земли - вызвано тем, что точки снимаемой местности вследствие сферичности Земли не лежат в одной плоскости. Смещение точки на снимке из-за кривизны Земли равно δR = r³*(H/2R₃f²), т. где r -расстояние от центра снимка до точки. Н - высота съемки, f - фокусное расстояние камеры, Я₃ радиус Земли.

Сравнение искажений за кривизну Земли и рельеф показывает, что они изменяются с увеличением высоты съемки по-разному. Для крупномасштабных снимков большое значение имеет искажение за рельеф, для мелкомасштабных - за кривизну Земли.

Влияние угла наклона снимка, рельефа местности и кривизны Земли на положение точки на снимке должно учитываться одновременно, компенсируя или усиливая совместное влияние. Эти искажения min в центральной части снимка (в центре планового снимка они =0) и увеличиваются по его краям. Поэтому наиболее пригодна для измерений центральная часть аэрокосмического снимка, так называемая рабочая площадь (зона), которая характеризуется также и лучшим фотографическим кач.

Трансформирование снимков. Задаа - приведение снимка к заданному масштабу и проекции, устранение искажений за угол наклона, рельеф и кривизну Земли, но часто трансформирование ограничивается преобразованием наклонного снимка в горизонтальный, обычно более крупного, чем оригинальный, масштаба. В общем случае трансформирование выполняется на аппроксимирующую плоскость, касающуюся земной пов в заданной точке, в частности в точке надира. При фотомеханич способе трансформирования исп полуавтоматический увеличитель – фототрансформатор. В последнее время для трансформирования снимков широко исп компьютерные технологии. Трансформирование снимков без учета искажений за рельеф местности выполняется с исп топографических карт. Привязка снимка к карте проводится по заранее определенным на ней точкам с известными координатами. Для этих целей исп специализированные ГИС-пакеты (ERDAS IMAGIN. ER-MAPPER и др.). выполняющие обработку растрово-векторных данных.

При ортотрансформировании представляется возможность решения трехмерной задачи, т.е. устранение искажений снимка не только за угол наклона, но и за рельеф. Метод позволяет получать ортоисправленное изображение местности по всем параметрам, геометрически подобное карте и идеально с ней совмещающееся. Для ортоисправлсния исп системы зарубежных фирм: LH-aystems LLC, ISM, ERDAS и др.: российские фотограмметрические системы: ЦФС ЦНИИГАиК, «Талка». РНОTOMOD» и др. и разработанная в Беларуси Realistic-М».