Спосіб картографування місцевості

1. Способ картографирования местности, при котором с борта летательного аппарата производят видеосъемку местности, воспроизводят полученный видеофильм на экран телевизионного видеомонитора и осуществляют линеаризацию масштаба изображения местности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на указанном экране последовательно засвечивают все кадры видеофильма, кратные числу N, полученному путем экстраполяции к ближайшему целому числу значения выражения где Н - высота полета летательного аппарата; fk - кадровая частота воспроизведения видеофильма; кр - коэффициент продольного перекрытия кадров изображения местности; а - угол обзора местности видеокамерой; V - скорость полета летательного аппарата, и производят фотосъемку с экрана видеомонитора указанной последовательности кадров, при этом частота смены кадров фотосъемочной аппаратуры синхронизирована кадровыми импульсами засветки экрана видеомонитора. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что линеаризацию масштаба по полю изображения местности осуществляют при пересъемке изображения местности с экрана видеомонитора методами электронного масштабирования посредством измерения скорости строчной и кадровой развертки электронного луча видеомонитора обратно пропорционально степени сжатия масштаба изображения по краям кадров видеофильма. (21)95125497 (22)27.12,95 (24) 30.06.97 11 2H(1-kp)fK v a У2 • 1 Настоящее изобретение относится к топографической съемке местности путем фотографирования ее с борта летательного аппарата и может быть применено для целей картографирования. Известен способ цифрового трансформирования космофотоснимков и аэрофотоснимков [1], в котором предлагается сложная система цифрового кодирования элементов аэрофотоснимка, электронной обработки цифровой информации по заданному ал го С > ел сл 15425 лакса проектирования его боковых участков. ритму, компенсирующему нелинейность Снятый предлагаемым способом снимок мемасштаба конкретного аэрофотоснимка, выстности получается равномасштабным по полнения обратного преобразования цифвсей поверхности. ра-аналог и выведения обработанной таким образом информации на печать. Недостат- 5 Предлагаемый способ картографироваком этого способа является сложность и выния отличается от известного способа просокая стоимость системы обработки из-за стотой, дешевизной, высокой большого массива обрабатываемой инфороперативностью и точностью. Простота спомации. Не исключена возможность также соба заключается в том, что нет необходимосбоя при обработке, что недопустимо при 10 сти получать промежуточный отпечаток картографировании. участка местности для его масштабной корректировки - эта процедура выполняется В основу изобретения положена задача электронным методом при наблюдении изосоздания простого, эффективного, операбражения участка местности на экране видетивного и надежного способа картографирования местности, дающего возможность 15 омонитора. Этим же обусловливается дешевизна и высокая оперативность спосозначительно сократить затраты средств и ба. Высокая точность предлагаемого спосовремени для его реализации. ба картографирования местности Поставленная задача решается тем, что обуславливается тем, что при пересъемке на борту летательного аппарата производят видеосъемку местности, доставляют отсня- 20 изображения с экрана кинескопа с высоким разрешением какие-либо потери или искатый видеофильм на землю, воспроизводят жения информации отсутствуют. его на экран телевизионного видеомонитора таким образом, что на указанном экране, Предлагаемый способ фототрансформисогласно изобретению, последовательно зарования аэрофотоснимков отличается просвечивают все кадры видеофильма, кратные 25 стотой и гибкостью компенсации числу N, которое определяют путем экстрамасштабных искажений - в нем операция поляции к ближайшему целому числу значелинеаризации масштаба сводится к регулиния выражения ровке крутизны тока развертки электронного луча видеомонитора по краям строк и H-ficd-fcp) a 9 V 2 ' 30 кадров. Подобные регулировки имеются во п всех телевизорах. При этом предлагаемая где Н - высота полета летательного апоперация фототрансформирования не трепарата; бует, как в прототипе, наличия громоздкой fk - кадровая частота воспроизведения фототрансформирующей аппаратуры, а совидеофильма; кр - коэффициент продольного перекры- 35 вмещена с операцией съемки участков местности на фотобумагу. Таким образом в тия снимков местности; предлагаемом способе исключается операа - угол обзора местности видеокамеция съемки на аэрофотопленку с ее последурой; ющей проявкой и громоздкая операция V - скорость полета летательного аппарата, 40 фототрансформирования. Известно, что при картографировании, и производят фотосъемку с экрана видекак было упомянуто выше, фотоснимки омонитора указанной последовательности смежных участков местности выполняются с кадров, при этом частоту смены кадров фоперекрытием для обеспечения требуемой тосъемочной аппаратуры синхронизируют кадровыми импульсами засветки экрана ви- 45 точности при монтаже общего фотоплана всей местности. Коэффициентом перекрыдеомонитора. Поставленная задача решаеттия фотоснимков местности Кр называют отся также тем, что линеаризацию масштаба ношение площади перекрытой зоны по полю изображения местности (ортофофотоснимка ко всей его площади. Чтобы тотрансформирование снимков местности) осуществляют при пересъемке изображения 50 обеспечить требуемое (в зависимости от условий монтажа общего плана местности) с экрана видеомонитора методом электронзначение перекрытия смежных фотоснимного масштабирования посредством измеков в описываемом способе картографиронения скорости строчной и кадровой вания, при котором в виду большой частоты развертки электронного луча видеомонитора обратно пропорционально степени ежа- 55 кадровой развертки видеосъемочной аппаратуры смежные кадры изображения практия масштаба изображения по краям кадров тически мало отличаются, предлагается видеофильма. Увеличенная скорость развыводить на экран видеомонитора ТВЧ не вертки по краям кадра компенсирует сжатие все кадры видеофильма подряд, а с прореизображения, происходящее из-за паралживанием то-есть, с пропуском определен 15425 6 шое число строк в кадре обеспечивает высокую четкость аэрофотоснимка. Блок-схема устройства, в полной мере реализующего описанный способ, изображена на чертеже. Устройство содержит видеокамеру 1, видеомагнитофон стандарта ТВЧ 2, видеомонитор ТВЧ, включающий видеоусилитель 3, цветной дисплейный кинескоп 4, строчную 5 и кадровую 6 отклоняющие катушки, блоки строчной 7 и кадровой 8 развертки электронного луча кинескопа 4, блок питания и управления 9 кинескопа и нелинейные элементы регулировки крутизны строчной 10 и кадровой пилы 11 по краям кадра, фотообъектив 12, фотосъемочный аппарат 13, делитель кадровой частоты 14, блок засветки кадров 15 и блок управления частотой смены кадров 16 фотосъемочного аппарата 13. Устройство работает следующим образом. Вначале с помощью видеокамеры 1 и видеомагнитофона 2 на борту летательного аппарата выполняется видеосъемка карто25 графируемой местности. При этом осуществляется оперативный контроль качества записи. После посадки летательного аппарата на землю записанный видеофильм вос^ производят с помощью видеомонитора стандарта ТВЧ на экран цветного дисплейного кинескопа 4, причем на указанном экране с помощью делителя кадровой частоты 14 и блока засветки кадров 15 отображают не все кадры отснятого видеофильма, а толь35 ко кадры, кратные числу N, определяемому как ближайшее целое число к значению выражения 2 Н ( 1 - кр ) л а ного количества кадров, в течение которого обеспечивается нужная величина перекрытия изображения участков местности на прореженных кадрах. Вывод кадров на экран видеомонитора с прореживанием осу- 5 ществляют за счет запирания электронного луча видеомонитора в паузах между нужными кадрами. В течение каждой паузы, когда экран видеомонитора не засвечен, осуществляют смену кадра фотосъемочной an пара- 10 туры, то есть, синхронизируют частоту смены кадров фотосьемочной аппаратуры импульсами засветки прореженных кадров видеофильма. Рассчитаем коэффициент прореживания кадров в зависимости от ус- 15 ловий аэрофотосъемки и заданного значения перекрытия аэрофотоснимков Кр. При высоте полета летательного аппарата Н и угле обзора видеокамеры, направленной вертикально вниз, база 20 фотографирования (расстояние между центрами снимаемых участков местности, расположенных встык) равна Bx=2Htgf. С учетом перекрытия Кр расстояние между центрами подлежащих съемке участков должно быть равно Bp=2(1-K p )Htgtgf . Если видеокамера осуществляет съемку местности в обычном режиме кадровой частоты fk, то при скорости полета летательного аппарата V расстояние между центрами смежных снимаемых участков равно Отсюда находим коэффициент прореживания кадров ВР_ 2 ( 1 - K p ) H f k a п tg Во V 2' Полученное значение п может быть не целым числом, поэтому в качестве рабочего числа пропуска кадров при съемке с экрана видеомонитора берут целое число N, ближайшее к значению п. Применение в заявляемом способе видеоаппаратуры ТВЧ (телевидения высокой четкости) обеспечивает высокую разрешающую способность фотоснимков с экрана видеомонитора. Так, стандарт ТВЧ предполагает 1250 строк разложения изображения при формате кадра 16:9. Отсюда находим количество разрешаемых элементов в одной строке 40 где Н - высота полета летательного аппарата; кр - коэффициент перекрытия фотоснимков смежных участков местности; fk - кадровая частота воспроизведения 45 видеофильма; V - скорость полета летательного аппарата; а - угол обзора видеокамеры. 50 Засветка необходимых кадров на экране осуществляется за счет открывания видеоусилителя 3 каждым N-ным кадровым импульсом видеомагнитофона. С помощью фотообъектива 12 изобра55 жение засвеченных описанным путем кадров проектируется на кадровое окно N3= - ^ -1250 = 2230 элементов. фотосъемочного аппарата 13. Таким обраТакое количество разрешаемых элемензом получаются фотоснимки смежных участтов вдоль одной строки изображения и больков местности. 15425 Чтобы исключить масштабные искажения, возникающие вследствие паралакса бокового "зрения" видеокамеры на краях снимаемых кадров, в описываемом устройстве применены нелинейные элементы Ш и 11 в цепях строчной 7 и кадровой 8 отклоняющих катушек, увеличивающие скорость развертки электронного луча кинескопа на краях строк и кадра, что компенсирует сжатие масштаба изображения, вызванное наличием упомянутого параллакса. В результате фотографируемое с экрана кинескопа изображение участков местности оказывается равномасштабным по всему полю. Блок питания и управления 9 обеспечивает работу и взаимодействие функциональных блоков видеомонитора. Дальнейшие операции, производимые с полученными фотоснимками, аналогичны операциям монтажа карты местности, кото 5 5 10 15 20 8 рые выполняются при известном способе картографирования. При последующих видеосъемках местности используется та же видеолента, что и при первой видеозаписи. Современные видеоленты могут использоваться без ухудшения качества видеозаписи до 1000 раз. Это значительно удешевляет предложенный способ картографирования по сравнению с известным. Предложенный способ картографирования позволяет производить одновременную видеосъемку нескольких полос местности, параллельных маршруту полета летательного аппарата, за счет использования нескольких видеокамер, разнесенных по азимуту, и свободных пауз между моментами фотографирования изображения участков местности. Это позволяет экономить сроки и стоимость картографических работ. 6 A-J Упорядник Замовлення 4183 Техред М.Моргентал Коректор Н» Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101