Системы координат снимка. Элементы внутреннего ориентирования снимка

Различают системы координат снимка в зависимости от типа камеры, с помощью которой получен снимок. На рис. 1.1.1 показаны системы координат для двух наиболее распространенных типов кадровых камер: аналоговый АФА (рис. 1.1.1а) и цифровая камера (рис. 1.1.1b).

Рис. 1.1.1

На каждом снимке имеются изображения координатных меток, которые определяют правую прямоугольную систему координат снимка o’xyz.

Ось х этой системы проходит через координатные метки 1-2 и направлена приблизительно по направлению полета. Началом системы координат является точка о’, получаемая в результате пересечения оси х с линией проведенной через координатные метки 3 и 4. Ось y лежит в плоскости снимка Р и перпендикулярна оси х. Ось z дополняет систему до правой.

На снимках, полученных с помощью цифровой камеры, координатные метки отсутствуют, а система координат снимка задается следующим образом. Начало системы координат о’ совпадает с пикселем, расположенным в левом нижнем углу матрицы изображения, ось x совпадает с соответствующей строкой, а ось y – с соответствующим столбцом этой матрицы (рис.1.1.1b). Ось z дополняет систему до правой.

В дальнейшем мы не будем акцентировать внимание на том, с помощью какого типа камеры были получены снимки. Так как последующая фотограмметрическая обработка снимков одинакова и не зависит от типа камеры (за исключением одного процесса - внутреннего ориентирования, который будет рассмотрен позже.

Любая точка снимка, например m, имеет в этой системе координат координаты m(х,у,z =0). Центр проекции S имеет в этой системе координаты S (x=x_0, y=y_0, z=f).

f - фокусное расстояние снимка, а х₀ и у₀ – координаты главной точки снимка - О.

Для восстановления связки проектирующих лучей, сформировавших снимок в системе координат снимка o’xyz, необходимо для каждой точки снимка определить координаты вектора в этой системе координат по измеренным на снимке координатам точки m.

. (1.1.1)

Из выражения (1.1.1) следует, что для восстановления связки проектирующих лучей, необходимо измерить координаты точки и знать значения координат центра проекции S в системе координат снимка f, х₀, y₀, которые являются постоянными для данного снимка и называются элементами внутреннего ориентирования снимка.

Более широко в фотограмметрии используют систему координат снимка Sxyz, началом которой является центр проекции S, а оси координат параллельны соответствующим осям системы координат o’xyz.

Так как система координат Sxyz параллельна системе координат o’xyz, то, как известно из аналитической геометрии, координаты векторов в обеих системах координат равны, то есть координаты вектора в системе координат Sxyz определяется выражением (1.1.1).