Применение сферических фотопанорам при тахеометрической съемке Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ПРИМЕНЕНИЕ СФЕРИЧЕСКИХ ФОТОПАНОРАМ ПРИ ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКЕ

Александр Иванович Вдовин

ОАО «ВЕРХНЕЕНИСЕЙСКОЕ АГП», Красноярский край, г. Минусинск, ул. Тувинская 22, ведущий специалист, e-mail: sasha_vdovin@mail.ru

Сергей Сергеевич Титов

ОАО «ВЕРХНЕЕНИСЕЙСКОЕ АГП», Красноярский край, г. Минусинск, ул. Тувинская 22, заместитель директора, e-mail: s_titov@ngs.ru

Петр Павлович Мурзинцев

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, к.т.н, доцент кафедры инженерной геодезии и информационных систем, e-mail: petermur329@inbox.ru

В статье рассмотрена возможность комбинирования тахеометрической съемки и применения сферической панорамной фотосъемки.

Ключевые слова: тахеометрическая съемка, панорамная фотосъемка, сферическая панорама.

SPERICAL PANORAMIC PHOTOGRAPHS FOR SURVEYING

Alexander I. Vdovin

Leading Specialist of "Verhneeniseyskoe Aerogeodesic Enterprise", Minusinsk, st. Tuvinskaya 22, e-mail: sasha_vdovin@mail.ru

Sergei S. Titov

Deputy Director of "Verhneeniseyskoe Aerogeodesic Enterprise", Minusinsk, st. Tuvinskaya 22, e-mail: s_titov@ngs.ru

Peter P. Murzintsev

The Siberian state geodetic academy, 630108, Russia, the city of Novosibirsk, street Plahotnogo 10, Cand. Tech. Sci., the senior lecturer of chair of an engineering geodesy and information systems, tel. (383)343-27-09, e- mail: petermur329@inbox.ru

Article describes methods using spherical panoramic photographs as extension for total station surveying.

Key words: surveying, panoramic photograph, spherical panorama.

В условиях современного ценообразования на рынке геодезических работ, когда низкая цена для заказчика часто является основным параметром, при выборе исполнителя работ, как никогда остро стоит задача снижения стоимости геодезического производства без потери точности с одновременным сокращением временных затрат. Ввиду того, что наиболее затратной частью топографических работ являются полевые работы, практически всегда возникает вопрос о возможностях сокращения времени пребывания бригады

непосредственно на объекте и переноса максимально возможного количества производственных процессов в камеральные работы.

Одним из методов, позволяющих сократить время, на выполнение тахеометрической съемки, с повышением ее детальности, может служить технология, основанная на применении так называемых «сферических панорам».

Сферическая панорама (виртуальная панорама, 3D панорама) — один из видов панорамной фотографии. Предназначена в первую очередь для интерпретации данных на компьютере (при помощи специального программного обеспечения). В основе сферической панорамы лежит собранное из множества отдельных кадров изображение в сферической или кубической проекции. Характерной чертой сферических панорам является максимально возможный угол обзора пространства (360х180 градусов).

У наблюдателя создаётся иллюзия присутствия внутри сферы, на внутреннюю поверхность которой «натянуто» изображение окружающего пространства. При этом оптические искажения (сферические аберрации) не видны. К тому же, как правило, сферические панорамы наделяются инструментами управления просмотром, позволяющими изменять направление просмотра (вверх-вниз, вправо-влево), а также приближать или отдалять изображение. Благодаря этому при камеральной обработке данных оператор на экране монитора компьютера видит место, где производилась тахеометрическая съёмка так, как если бы находился там сам в момент ее выполнения [1].

Для съемки сферической панорамы кроме собственно фотоаппарата и штатива требуются широкоугольный объектив, позволяющий делать меньшее количество кадров для одной панорамы и тем самым экономить время и специализированная панорамная штативная головка, изображенная на рис. 1. Последняя, позволяет вращать камеру вокруг нодальной точки объектива во время съемки, избегая тем самым воздействия эффекта параллакса.

Рис. 1. Специализированная панорамная штативная головка с установленным фотоаппаратом

В отношении интеграции тахеометрической съемки и панорамной фотосъемки идея заключается в том, чтобы дополнять инструментальные наблюдения на каждой станции, фотографированием сферической панорамы, установив специальную штативную головку, на место тахеометра. При этом важно обеспечить совпадение осей вращения тахеометра с осями вращения панорамной головки таким образом, чтобы центр сферической фотопанорамы, совпадал с центром собственной азимутальной системы координат тахеометра.

Подобное сочетание несет в себе ряд преимуществ, для максимальной реализации которых требуется создание специализированного программного обеспечения, позволяющего совместить сферическое фотоизображение и геодезические наблюдения для каждой отдельной станции, взятых из памяти тахеометра.

Таким образом, реализуется возможность при помощи компьютера просматривать панораму и определять, какому объекту на фотографии соответствует тот или иной пикет тахеометрической съемки.

Следовательно, можно говорить о минимизации ведения абрисов в процессе тахеометрической съемки. Так же, используя комбинацию сферической панорамы и данных геодезических наблюдений полученных тахеометром, допустимо решение несложных геодезических задач.

Например, выполнение комбинированной угловой засечки, при условии, когда один и тот же объект виден на фотографиях с двух и более станций, но был по каким-то причинам упущен при выполнении тахеометрической съемки. Вполне вероятно и решение других задач, не кажущихся на данный момент очевидными [4].

Специалистами ОАО «Верхнеенисейское АГП» в настоящее время ведутся работы по созданию программно-аппаратного комплекса для автоматизации съемки и обработки сферических панорамных фотографий.

В состав прототипа геодезического комплекта аппаратуры входят: зеркальная фотокамера, позволяющая использовать специализированные сменные объективы высокого разрешения; панорамная штативная головка аналогичная изображенной на рисунке 1; объектив с фиксированным фокусным расстоянием 8мм типа «рыбий глаз». После завершения работ по созданию программного обеспечения, планируется разработка роботизированной панорамной головки, позволяющей максимально исключить возможность ошибки исполнителя при выполнении панорамной фотосъемки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/сферическая_панорама

2. http://1panorama.ru/kak-sozdat-3d-panoramu-teoriya-i-fotosemka-2p

3. http://www.takefoto.ru/articles/teoriya_fotografii/350_sfericheskie_panoramyi

4. Середович В.А., Комиссаров А.В. Д.В. Комиссаров и др. Наземное лазерное сканирование, Новосибирск, СГГА, 2009, -261.

© А.И. Вдовин, С.С. Титов, П.П. Мурзинцев, 2013