Спосіб дистанційного знімання місцевості

Спосіб дистанційного знімання місцевості, що заснований на методі цифрової зйомки плану місцевості та методі лазерного висотометрування, 3 15 - скануючий промінь висотоміра; 16 - світловий потік (імпульс) лазерного випромінювання; 17 - відбитий світловий потік випромінювання від місцевості; 18 - блок регулювання різниці швидкостей обертання клинів; 19 - блок формування цифрового плану та рельєфу; 20 - датчик швидкості руху летального апарата. Усі блоки встановлені на летальному апараті, при цьому блоки 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12 жорстко зв'язані з осями апарата. Опис роботи даного пристрою пояснює сутність запропонованого способу. За допомогою блока керування включають усі прилади та блоки пристрою. Блоки 10, 11, 12 передають в блок 2 поточні дані: координати місця положення носія, орієнтацію носія в просторі, швидкість польоту, значення висоти польоту та ін. Якщо виконувати сканування двохклиновою оптичною системою зі статичного летального апарата, то розгорнення буде виконуватись по спіралі. При русі летального апарата й використанні двохклинової оптичної систем розгорнення виконується по складній кривій, що наближено являє собою спіраль, витягнуту по напряму руху летального апарата. Лазерний висотомір 3 за допомогою приладу 5 сканує місцевість. Обертання оптичних клинів приладу 5 виконується приводами 6, 7 з різними швидкостями. Блоки 8, 9 датчиків кутів повороту клинів передають в блок 2 значення кутів повороту клинів приладу 5 на кожний момент часу. При цьому в блоці 2 по сигналу з приладу 3 про посилання імпульсу 16 лазера фіксують значення кутів повороту клинів на даний момент часу та вираховують координати точки на контурному плані, що отримують в приладі 4 після перетворення відбитого світлового потоку 17 від місцевості в електронний код, який передається з приладу 4 в блок 2. Значення вимірюваних висот надходять з приладу 3 в блок 2. У блоці 2 у величини вимірюваних значень вводять поправку за нахил скануючого лазерного променя (розраховують за даними датчика 12 і блоків 8, 9) і передають у блок 19 формування цифрового плану та рельєфу, де будують рельєф на цифровому контурному плані по отриманих значеннях координат точок сканування та їх висотним характеристикам. Із блока 19 значення передають у блок запису та збереження інформації 13. При скануванні щільність точок на місцевості буде різною: у центрі вона буде вищою, ніж на периферії, тому для більш рівномірного розташування точок сканування змінюють швидкість обертання оптичних клинів. Із блока 2 у блок 18 надходить електричний сигнал із значеннями поточної швидкості обертання клинів, яку блок 2 отримує з блока 1. Також у блок 18 надходять значення кутів повороту клинів приладу 5 на даний момент часу із блоків 8, 9. Блок 18 на основі отриманих даних вираховує швидкість обертання клинів блока 5, 49406 4 яка забезпечує необхідну частоту сканування (щільність точок) у залежності від необхідного масштабу знімків та заданого перерізу рельєфу, та передає значення швидкостей у блок 1 (задля регулювання блоком 1 швидкості обертання клинів) та у блок 2 (задля розрахунків блоком 2 координат точок). При цьому, координати положення точки місцевості на цифровому контурному плані в системі координат цифрової знімальної камери можна виразити функцією: (х, у)=f(α1, α2, Н, хН, уН], (1) де: (х, у) - координати положення точки місцевості на цифровому контурному плані; α1, α2 - значення кутів повороту відповідно першого та другого клинів двохклинового скануючого приладу; Н - висота точки на плані; xН, уН - координати носія. Скануючий промінь висотоміра після проходження двохклинової оптичної системи буде поширюватись у напрямі бісектриси кута, який утворено напрямками найбільшого заломлення клинів. Це зображено на Фіг.2. На Фіг.2: 0 - нульовий напрямок, від якого відраховують кути повороту відповідно першого та другого скануючих клинів у блоках 8 і 9; А - напрямок найбільшого заломлення першого клину; В - напрямок найбільшого заломлення другого клину; С - напрямок поширення скануючого променя висотоміра після проходження двохклинової оптичної системи; δ - кут між напрямом поширення скануючого променя висотоміра після проходження двохклинової оптичної системи та нульовим напрямком; γ - кут, рівний половині кута між напрямками найбільшого заломлення клинів; α - кут між нульовим напрямком і напрямком найбільшого заломлення першого клину; kα - кут між нульовим напрямком і напрямком найбільшого заломлення другого клину. Кути α і kα фіксуються блоками 8, 9. Напрям поширення скануючого променя висотоміра після проходження двохклинової оптичної системи можна визначити за кутом відхилення δ з формули: 180 k 1 (2) . 2 Для спрощення приймемо траєкторією розгорнення спіраль. У залежності від співвідношення швидкостей обертання оптичних клинів, яка регулюється блоками 6 і 7, траєкторія спіралі на місцевості є різною. Наприклад, при значення коефіцієнта к, відповідно, 2, 10, 20 та 30, спіраль має вигляд, зображений у полярних координатах на Фіг.3. На Фіг.3: - траєкторія спіралі при k=2; - траєкторія спіралі при k=10; - траєкторія спіралі при k=20; - траєкторія спіралі при k=30. З Фіг.3 видно, що чим швидше відносно один одного обертаються клини, тим щільнішою є спі 5 49406 раль. Цю властивість використовують при визначенні необхідної щільності точок, що залежить від цілей задачі, яка вирішується. Таким чином, запропонований спосіб дистанційного знімання місцевості дозволяє суттєво спростити процес обробки інформації та дистанційного знімання в порівнянні зі стереофотограмметричним методом та підвищити точність отримання рельєфу за рахунок використання двохклинового двохшвидкісного методу сканування місцевості лазерним променем по спіралі. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 6 Література: 1. Лаврова Н.П., Стеценко А.Ф. Аэрофотосъѐмка. Аэрофотосъѐмочное оборудование. - М.: Недра, 1981. - 296с. 2. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования. - М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 2001. - 227с. 3. Дорожинський О.Л. Аналітична та цифрова фотограмметрія. Навч. посібник. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002. - 164с. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601