Стереографомметрические приборы
Содержание
Введение 2
Немного истории 3
К. Пульфрих. 4
Строение 9
Назначение 14
Стереографические камеры 17
Заключение 19
Список используемых источников 20
Введение
На
протяжении нескольких последних десятилетий
картографирование земной поверхности,
выполняется преимущественно
Стереофотограмметрическая
обработка изображений, сформированных
в режиме стереоскопической съемки,
позволяет извлекать информацию
о высотах местности с самой
высокой на сегодняшний день детальностью
и точностью для космических
съемочных систем. Полученные в результате
обработки цифровые модели рельефа
местности и могут быть использованы
для решения задач
Немного истории
История
серийного выпуска
Наряду с фирмой «Цейсс» выпуск фотограмметрических приборов осуществляется: швейцарской фирмой «Вильд» (прославившейся универсальными стереоприборами- автографами А-5, А-7, А-8); французской фирмой «Галлус» (приборы Пуавилье); итальянскими фирмами «Нистри» и «Сантони»; английской фирмой «Барр и Строуд» (двойные проекторы) и американской фирмой «Бауш и Ломб» (двойные проекторы). В последние десятилетия фотограмметрические приборы начали серийно выпускаться швейцарской фирмой «Керн». Высоких результатов в выпуске современных фотограмметрических приборов достигли фирмы «Матра» (Франция), «Оми» (Италия), «Керн» и «Вильд» (Швейцария) и другие. Успехи итальянской и швейцарских фирм во многом обусловлены их широкой кооперацией с фирмами США, выпускающими современную вычислительную технику.
К. Пульфрих.
Рассматривая деятельность К. Пульфриха в области стереоскопии можно отметить следующее, до создания стереокомпаратора и стереоавтографа с 1852 г. использовалась фототопографическая (фотограмметрическая) съёмка, разработанная французским топографом Эме Лосседа. Хотя он и использовал пару наземных фотоснимков, но они служили для монокулярного измерения на каждом из них координат изображений одинаковых точек местности. По измеренным на снимках абсциссам положение точек на плане определялось путём построения засечек, по примеру мензульной съёмки. Высоты точек вычислялись по измеренным на снимках ординатам. При этом фотограмметристы сталкивались с трудностью опознавания на двух фотоснимках одинаковых точек из-за перспективных искажений. Профессор Алексапольский Н.М. в учебнике "Курс геодезии", изданном в 1930 г., написал, что с появлением стереокомпаратора Пульфриха и стереоавтографа Ореля-Цейсса на смену фотограмметрической съёмке пришла стереофотограмметрическая съёмка. Датой её рождения можно считать 1901 г. - год изобретения стереокомпаратора.
На границе 19 и 20 веков ученый К. Пульфрих заинтересовался стереоскопией, но прежде, чем описывать его заслуги в стереофотограмметрии, нужно дать пояснение. По его собственному высказыванию он поранил себе левый глаз, когда был молодым человеком. По данным его коллеги Макса фон Рора у него с 1905 г. в левом глазу стала развиваться катаракта. В связи с этим К. Пульфрих не мог смотреть пространственно и, несмотря на этот недостаток, он создал стереокомпаратор, участвовал в разработке конструкции стереоавтографа.
О создании стереокомпаратора К. Пульфрих доложил в 1901 г. на 73-й Конференции учёных естественных наук и врачей, проходившей в Гамбурге. Стереокомпаратор это первый стереофотограмметрический прибор, изготовленный на фирме Карл Цейсс Йена.
В июне 1901 г. К. Пульфрих впервые использовал стереокомпаратор для измерения снимков звёздного неба, которые ему предоставил астроном М. Вольф . К. Пульфрих отметил, что отыскание и отождествление звёзд и следов планет при стереоскопическом рассматривании происходит проще и быстрее, чем по одиночным фотоснимкам. Кроме того, оно позволяет отличать дефекты фотоэмульсии на фотопластинках от изображений небесных тел. Карл Пульфрих в своей работе по использованию стереокомпаратора в астрономии написал, что ему доставляло наслаждение стереоскопическое рассматривание снимков звёздного неба. Вместе с М. Вольфом они обнаружили, что при повороте фотопластинок на 900 стереоскопическое изображение превращалось в плоское (сейчас это называется нулевой стереоэффект), а при повороте ещё на 900 наблюдался обратный стереоэффект. По стереопаре фотоснимков Луны К. Пульфрих пробовал измерять высоты кратеров и составил план небольшого участка лунной поверхности. Им были выполнены на стереокомпараторе измерения снимков Солнца.
Исходя из опыта измерения на стереокомпараторе снимков звёздного неба, К. Пульфрих разработал блинк-компаратор (компаратор мигания) или блинк-микроскоп , на котором две фотографии ночного неба, полученные на оптическом телескопе в разное время, рассматривались монокулярно путём их быстрой смены в поле зрения. В каждой ветви оптической системы перед объективами были установлены диафрагмы, которые по очереди открывали наблюдение левого или правого снимка. Это позволяло легко найти объекты в ночном небе, которые изменили своё положение относительно неподвижных звёзд. Их изображения прыгали влево-вправо. Например, с использованием этого компаратора в 1930 г. была обнаружена планета Плутон. Стереокомпаратор улучшил опознавание точек сфотографированных объектов, повысил скорость и точность измерения их координат на снимках. Однако остались вычислительные операции, и стереокомпаратор не дал существенного выигрыша в скорости рисовки контуров и горизонталей. В связи с этим нужен был прибор, на котором при рассматривании стереопары снимков можно было бы сразу же вычерчивать контура и горизонтали.
Фирма Карл Цейсс предложила модернизировать прибор и начать серийный выпуск. К работе подключился К. Пульфрих. В ходе модернизации прибора на нём был установлен "параллелограмм Цейсса", обеспечивающий плановую засечку точек, и введены базисные суппорты. С целью автоматического определения высот точек К. Пульфрих разработал конструкцию третьей линейки. В 1909 г. фирма выпустила прибор под названием "стереоавтограф".
В 1914 г. была изготовлена модель стереоавтографа , которая в течение долгого периода не видоизменялась (патент был выдан в 1916 г.). Только после 2-й мировой войны фирма Карл Цейсс Йена выпустила новую модификацию прибора под названием стереоавтограф 1318, который имел компактную конструкцию, и его модифицированные модели использовались до конца 20 века .
Карл Пульфрих занимался популяризацией стереоскопии. Он организовал в Йене Общественные курсы стереофотограмметристов, которые вошли в научный Союз фотограмметристов Германии, созданный 7 октября 1909 г. В качестве немецкой секции этот Союз в 1911 г. вступил в Международное фотограмметрическое общество (МФО), основанное 4 июля 1910 г. в Вене. Таким образом, К. Пульфрих был в числе организаторов МФО. 1-й Международный конгресс фотограмметристов состоялся в Вене в 1913 г. с 24 по 26 сентября. В 1934 г. Н.М. Алексапольский участвовал в работе IV конгресса МФО и в номерах 5 и 7 журнала "Геодезист" за 1935 г. опубликовал отчет. В 1968 г. на XI конгрессе, проходившем в Лозанне, Швейцария, наш Национальный комитет фотограмметристов (НКФ) вступил в МФО. В 1980 г. МФО было переименовано в "Международное общество фотограмметрии и дистанционного зондирования" (МОФДЗ) .
В
1957 г. на 1-м Международном
С
целью увековеченья памяти учёного
и талантливого конструктора фирмами
Карл Цейсс (Германия) и Intergraph Corporation (США)
были учреждены премии Карла Пульфриха,
которыми поощряются научные и производственные
разработки в области фотограмметрии
и дистанционного зондирования, изготовления
съемочных, фотограмметрических и оптических
приборов.
Строение
Первая модель стереокомпаратора отличалась от привычной для нас конструкции этого прибора. В качестве наблюдательной системы использовался либо зеркальный стереоскоп Гельмгольца, либо бинокулярный микроскоп с увеличениями 4, 6 и 8 крат. Движений по координатным осям наблюдательная система не имела. Для стереоскопического измерения фотоснимков К. Пульфрих применил способ мнимой марки, предложенный в 1892 г. Ф. Штольцем (Германия) и применяющийся до сих пор для измерения стереоскопических изображений. Суть способа состоит в том, что в каждом окуляре устанавливается измерительная марка одинаковой формы (крест, точка), одинаковой величины и одинакового цвета. При наблюдении стереоизображения эти марки сливаются в одну мнимую марку (стереомарку), перемещающуюся по трём координатам.
Стереоскоп Гельмгольца представлял собой прибор на основе стереоскопа Витстона помещающий 2 глазные трубочки перед двумя зеркальцами, соприкасающимися ребрами под прямым углом; в правом зеркальце видно изображение предмета, помещенное в приборе на его правой стенке, а в левом - изображение, помещенное налево. В стереоскоп до изобретения фотографии помещались только чертежи геометрических тел и несложные перспективные рисунки. Если, при снимании изображений для стереоскопа расстояния между объективами больше расстояния между глаз, то рельеф будет усиленный и может перейти в безобразный для предметов близких к глазу, но зато облегчается суждение о рельефе предметов отдаленных. На этом основано устройство телестереоскопа Гельмгольца - прибора, назначенного для определения, какие из дальних предметов находятся впереди других. Перед глазными трубочками находятся два зеркальца, как в стереоскоп Витстона; на одной линии с ними направо и налево помещены другие два зеркальца, отражающие изображения предметов в первые зеркальца. В каждом из глаз составится изображение отдаленных предметов и если линейка, на концах которой укреплены крайние зеркальца, имеет 11/2 - 2 метра длины, то можно судить о том, например, какая из вершин и холмов, рисующихся рядом, ближе к наблюдателю.
Снимкодержатели в стерекомпораторе Пульфриха располагались на каретках, перемещающихся по осям X и Y. Каретка Y перемещалась вверх-вниз по наклонным направляющим. Каретка X двигалась по направляющим, расположенным на каретке Y. Для измерения продольного и поперечного параллаксов снимкодержатели перемещались по направляющим, установленным на каретке X . Измерение продольного параллакса выполнялось движением правого снимкодержателя вдоль оси X, а измерение поперечного параллакса - движением левого снимкодержателя вдоль оси Y. Снимкодержатели вращались в своей плоскости. Чтобы компенсировать вес всех кареток, к каретке Y был прикреплён тросик, а сзади прибора к тросику подвешен груз соответствующего веса.
Используя такую конструктивную схему К. Пульфрих разработал ещё две модели стереокомпаратора: модель А под формат фотопластинок 24х30 см и модель В под формат фотопластинок 16х18 см. Кроме того, для одновременного измерения двух пар фотоснимков береговой полосы, полученных с борта судна, он создал модель С, у которой наблюдательная система перемещалась вверх-вниз для наблюдения каждой стереопары.
В 1906 г. К. Пульфрих разработал четвёртую модель D , имевшую конструкцию, по которой в дальнейшем создавались стереокомпараторы во всех странах. Каретка X со снимкодержателями была установлена горизонтально, а наблюдательная система стала перемещаться по оси Y в горизонтальной плоскости. В результате отпала необходимость в противовесе. Правый снимкодержатель был установлен на двух крестообразных суппортах для измерения продольного и поперечного параллаксов. Левый снимкодержатель можно было перемещать вдоль оси X, но это было установочное движение, а не измерительное.
Современные
стереофотограмметрические
Восстанавливаемые
в аналоговых стереофотограмметрических
приборах связки проектирующих
лучей могут быть подобны связкам,
существовавшим в момент фотографирования,
или преобразованными; соответственно
модель получается подобной местности
или преобразованной. Преобразования
связок возникают в тех случаях,
когда в
Аналитические
универсальные
Отдельные современные универсальные стереоприборы оборудованы ортофотоприставками, позволяющими получить ортофотоплан или ортофотокарту, а также автоматическими регистрирующими устройствами.
Аппаратно-программный
комплекс «Дельта» (1998) реализует все
функции
Цифровая
стереофотограмметрическая
Программное обеспечение
станции имеет широкие
—интерактивное внутреннее, взаимное
и внешнее ориентирование снимков;
—изменение контраста и масштаба изображения;
—создание изображений;
—автоматическое стереонаведение;
—стереосовмещение векторной и растровой
информации;
— графический редактор;
— классификатор топографических объектов.
Назначение
При фототриангуляции, топографических, контрольных, учетных и исполнительских съемках, при составлении топографических и специальных планов, при изыскании промышленных и гражданских сооружений, при планировке населенных мест, архитектурных обмерах, скульптурных съемках, при определении площадей, испытании и исследовании строительных материалов, обрабатываемых поверхностей и других работах составляют графические материалы по стереопарам на универсальных стереоприборах. Одновременно для контроля, сопровождения графических материалов цифровой информацией, получения линейных размеров объекта на универсальных стереоприборах могут быть получены координаты точек.
По назначению стереофотограмметрические приборы делятся на универсальные и дифференцированного метода. Конструкция первых обеспечивает возможность выполнения на одном приборе всего комплекса технологических процессов, необходимого для получения геометрических характеристик изучаемого объекта. Каждый прибор дифференцирированного метода призван обслуживать какой-либо один технологический процесс. Наиболее распространённым прибором дифференцированного метода является стереокомпаратор.
Универсальные
стереофотограмметрические
Универсальные стереоприборы различаются по точности. Аналитические стереоприборы обеспечивают получение высшей точности (~0,005 мм), оптико-механические I–III класса ( 0,01–0,05 мм). По способу построения проецирующих лучей универсальные стереоприборы делятся на оптические, механические, оптико-механические и аналитические. При обработке снимков связки могут быть восстановлены или преобразованы.
Наибольшее
распространение для обработки
воздушных снимков при
Наибольшее
распространение получил
В
нашей стране создано два типа
высокоточных автоматизированных стереокомпараторов:
СКА-18 и СКВ-1, обеспечивающих измерение
по снимкам формата 18X18 см с точностью
0,001 мм. Измеренные координаты регистрируются
и кодируются на перфоленту. Оптическая
система стереокомпаратора СКА-
Широко применяется автоматизированный стереокомпаратор «Стекометр» народного предприятия «К. Цейсе». Он позволяет обрабатывать снимки форматом 24X24 см с точностью измерения маркированных точек 0,002 мм. В комплект прибора входят регистрирующее устройство, малая вычислительная машина, считывающее устройство, перфоратор.
Аналитическую
обработку снимков можно
С
помощью современных
Стереографические камеры
Особенности
стереофотограмметрических
В
нашей стране и за рубежом разработано
большое число моделей
В
настоящее время серийное производство
стереофотограмметрических
Стереофотограмметрическая камера IMK 10/1318 создана на базе фотограмметрической камеры UMK 10/1318. На камере установлено фокусирующее устройство, позволяющее выполнять съемку с расстояния 1,4м. Возможен наклон камеры от +90° до –30° с интервалом через 15°. Съемка выполняется на фотопластинки или фотопленку шириной 19 см как отдельными кадрами, так и с автоматическим циклом. Точность синхронизации работы двух камер 0,005 с. Стереокамера комплектуется подвесками двух типов: подвеска на стационарной подставке, обеспечивающая плавное изменение базиса 0,35–1,6 м, и подвеска на штативе, с помощью которой можно устанавливать базис равным 0,32; 0,58 и 0,84 м.
Стереофотограмметрическая
камера SMK 5,5/0808 выпускается в двух
вариантах: с базисом 1,2 м и с
базисом 0,4 м. Фокусное расстояние камер
55 мм, формат снимка 8X8 см, поле зрения 79.
Марки имеют искусственную
Заключение
В
заключение следует отметить, что
за сравнительно короткий исторический
период (150 лет) стереофотограмметрическое
и съемочное оборудование, а также
методы и технологии съемки и обработки
снимков прошли путь от простых
фотокамер и оптико-
С
учетом сказанного можно отметить,
что стереофотограмметрические
приборы , возникшие в то время, когда
снимки получали простыми стереофотокомпараторами
только в оптическом диапазоне, претерпели
преобразования, и на современном этапе
своего развития являются высокоточным,
экономичным, высокопроизводительным
и прогрессирующим оборудованием для
многих отраслей, в том числе и для картографии.

- Стереометрия
- Стереометрия как мы её видим
- Стереометрия. Тема Движение (2)
- Стереопизация массового сознания
- Стереоскопическое зрение. Стереоскопический эффект. Стереоскопическое измерение
- Стереотип в межкультурной коммуникации
- Стереотип в научном познании
- Степень техногенного воздействия на окружающию среду
- Степи
- Степи Казахстана
- Степи Казахстана
- Степи Казахстана (2)
- Степная зона
- Степная растительность Донбасса и Украины