КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

“Утверждаю”

проректор по учебной работе

_____________проф. В.С.Бухмин

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Фотограмметрия
Цикл –ОПД.Ф.08
Специальность: 300200 - Астрономогеодезия

Принята на заседании кафедры астрономии

(протокол № от “ ” 2009 г.)
Заведующий кафедрой
____________________(Н.А. Сахибуллин)

Утверждена Учебно-методической комиссией физического факультета КГУ

(протокол №__ от “___” _________ 200__г.)
Председатель комиссии
_____________________ (Д.А.Таюрский)

Рабочая программа дисциплины “Фотограмметрия”

Предназначена для студентов 4 курса,

По специальности: Астрономогеодезия - 300200

АВТОР: доцент В.М. Безменов
КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ: курс посвящен проблемам обработки изображений, в том числе и цифровых, с целью получения геометрических характеристик объектов; излагается теория одиночных снимков и стереоскопической пары снимков, теория построения и уравнивания фототриангуляции; рассматриваются способы обработки снимков, рассматриваются принципы лазерного сканирования (воздушного и наземного) местности.

1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины “Фотограмметрия”

Студенты, завершившие изучение данной дисциплины должны:

• 
  знать методы и технические средства получения снимков, в том числе, и цифровых снимков;
  

• 
  понимать теорию одиночного снимка и стереоскопической пары снимков;
  

• 
  знать методы и технологию фотограмметрической обработки снимков различного назначения;
  
• 
  понимать методы сгущения исходных опорных геодезических сетей по аэрофотоснимкам (аэрофототриангуляция);
  
• 
  иметь представление о специальных областях применения фотограмметрии;
  
• 
  приобрести навыки по обработке одиночных и стерео фотоснимков с целью определения пространственных координат точек объектов;
  
• 
  иметь представления о лазерном сканировании.
  

2. Объём дисциплины и виды учебной работы (в часах).

Форма обучения – очная.

Количество семестров - 1.

Форма контроля:

7. 
   семестр - экзамен
   

№ п/п	Виды учебных занятий	Количество семестров
		7 семестр
1.	Всего часов по дисциплине	200
2	Самостоятельная работа	92
3	Аудиторных занятий:	108
	в том числе лекций	36
	cеминарских (или лабораторно-практических)	72

3. Содержание дисциплины
3.1. ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММЫ

Индекс	Наименование дисциплины и её основные разделы	Всего часов
ОПД.Ф.09	аэрокосмические съёмки и их проектирование; спектрометрия аэроландшафта; оборудование для аэрокосмической съёмки и методы его исследования; сдвиг оптического изображения и методы его компенсации; решение экспонометрической задачи при аэрокосмической съёмке; аэрофотоматериалы, их характеристики и методы обработки; оценка качества аэрокосмического изображения; использование материалов аэрокосмической съёмки для решения инженерных и геодезических задач; фотограмметрия; теория одиночного и пары снимков, методы и системы фотограмметрической обработки одиночных снимков; трансформирование снимков и создание фотопланов; методы и системы фотограмметрической обработки стереопар снимков; пространственная фототриангуляция; методы аэрофототопографической съёмки; фотограмметрические съёмочные камеры для получения наземных снимков; особенности фотограмметрической обработки наземных снимков; дешифрирование аэрофотоснимков; логическая структура дешифрирования; дешифрировочные признаки; морфологическая классификация рисунков аэрокосмических изображений; методы и технология топографического дешифрирования; генерализация при дешифрировании; топографическое дешифрирование аэрокосмических снимков.	200

3.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

№ п.п.	Название темы и её содержание	Количество часов
		лекции	лаб., практ
1	Предмет и основные задачи фотограмметрии, ее связь с другими дисциплинами. Фототопография как составная часть фотограмметрии. История развития мировой и отечественной фотограмметрии.	1
2	Принципиальная схема фотокамеры. Фотограмметрические характеристики оптической системы. Аэрофотоаппарат.	1
3	Аэрофотосъёмочные работы. Требования к аэросъёмочным работам. Определение основных параметров аэрофотосъёмки. Влияние факторов полета самолета на качество съемки.	2	4
4	Системы координат, применяемые в фотограмметрии. Элементы внутреннего ориентирования снимка. Вспомогательная система координат.	1
	Теория одиночного снимка
5	Элементы внешнего ориентирования снимков (наземных и аэрофотоснимков).	1
6	Зависимость между пространственными координатами точки объекта и координатами её изображения на снимке. Прямая фотограмметрическая засечка. Особенности обработки одиночного снимка (наземного и аэрофотоснимка).	2
7	Зависимость между координатами изображения точки снимка и координатами точки объекта -- уравнение коллинеарности.	1	2
	Теория пары снимков
8	Элементы внешнего ориентирования пары снимков. Продольный и поперечный параллаксы. Основные случаи наземной стереосъемки.	1
9	Связь между координатами точки местности и координатами ее изображений на стереопаре. Построение по паре снимков связок проектирующих лучей и модели местности.	1	4
10	Элементы взаимного ориентирования пары снимков. Уравнение взаимного ориентирования снимков. Определение элементов взаимного ориентирования снимков. Случай неопределенности элементов взаимного ориентирования снимков.	2
	Пространственная фототриангуляция
11	Аэрофототриангуляция. Метод независимых и частично зависимых моделей. Двойная обратная фотограмметрическая засечка. Деформации моделей.	2
12	Построение и уравнивание аналитической фототриангуляции по способу связок. Структура системы нормальных уравнений. Учёт нефотограмметрических измерений (бортовых GPS- определений). Эффективный алгоритм решения системы нормальных уравнений.	4
13	Определение элементов ориентирования фотоснимка по опорным точкам. Другие методы определения элементов ориентирования. Метод определения угловых элементов ориентирования снимка, основанный на использовании кватернионов.	4
	Создание планов и карт
14	Масштаб аэроснимка. Искажения изображения, вызываемые рельефом местности и наклоном снимка.	1
15	Способы трансформирования снимков. Технология создания фотопланов.	1
16	Трансформирование цифровых снимков. Создание цифровых фотопланов. Цифровые съемочные камеры и фотограмметрические программные комплексы.	1	6
17	Дешифрирование аэрофотоснимков. Методы и технология топографического дешифрирования. Технология построения планов и карт по результатам аэрофотосъемки.	2	20
	Обработка неметрических снимков
18	Неметрические съёмочные камеры и неметрические снимки.	1
19	Принципы обработки неметрических снимков Теоретические основы проективной геометрии: коллинеарные преобразования. Сложное отношение, проективные координаты, векторная интерпретация проективных координат. Представление уравнения коллинеарности через однородные проективные координаты. Алгоритмы обработки неметрических снимков.	2
	Лазерное сканирование
20	Лазерные сканеры, принципиальное устройство сканера. Физические основы лазерной локации	2
21	Области применения лазерного сканирования. Наземное лазерное сканирование. Воздушное лазерное сканирование. Навигационное обеспечение лазерной локации. Лазерно-локационный метод в топографии и системы картографирования реального времени.	3
	Итого 36		36

3.3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

№	Раздел дисциплины	Наименование лабораторной работы
1	3	Определение параметров аэрофотосъемки
2	7	Построение макетного аэрофотоснимка.
3	9	Решение прямой фотограмметрической задачи
4	17	Изучение материалов аэрофотосъемки.
5	17	Камеральное дешифрирование аэрофотоснимков
6	17,16	Создание цифрового ортофотоплана.
7	17	Создание фрагмента топографического плана по метериалам АФС (оцифровка ортофотоплана)

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Лобанов А.Н. Фотограмметрия.-М.: Недра, 1984.

2. Дейнеко В.Ф. Аэрофотогеодезия.-М: "Недра", 1968.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Геодезия. Геодезические и фотограмметрические приборы:

Справочное пособие./ Н.Н. Воронов, Н.С. Плотников, Е.И. Калантаров и др.

-М: "Недра", 1991.

2. Буров М.И., Б.В. Краснопевцев, А.П. Михайлов. Практикум по фотограмметрии.

-М: "Недра", 1987.

3. 
   Фельдман М.И., Макаренко К.И., Денисюк Б.М. Лабораторный практикум по
   

фотограмметрии и стереофотограмметрии. М.: “Недра”, 1989.

3. 
   Фёдоров В.И., Титов А.И., Холдобаев В.А. Практикум по инженерной геодезии и аэрогеодезии. М.: “Недра”, 1987.
   
4. 
   Куштин И.Ф., Бруевич П.Н., Лысков Г.А.Справочник техника-фотограмметриста. М.: “Недра”, 1988.
   
5. 
   Соколова Н.А. Технология крупномасштабных аэротопографических съёмок М.: “Недра”, 1973.
   

7. Безменов В.М. Фотограмметрия. Лабораторные работы.

Обработка неметрических снимков. Изд. физфака КГУ, 1998, 22с.

Приложение к программе дисциплины

“Фотограмметрия”
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНАМ

1. 
   Фотограмметрия как наука, предмет фотограмметрии, основные задачи фотограмметрии.
   
2. 
   Принципиальная схема фотокамеры. Фотограмметрические характеристики оптической системы.
   
3. 
   Требования к аэросъёмочным работам. Основные параметры
   

аэрофотосъёмки и принципы их определения.

4. 
   Факторы полета самолета, влияющие на качество съемки.
   
5. 
   Системы координат, применяемые в фотограмметрии.
   
6. 
   Элементы внутреннего ориентирования снимка. Вспомогательная система координат.
   
7. 
   Элементы внешнего ориентирования снимков (наземных и аэрофотоснимков).
   
8. 
   Зависимость между пространственными координатами точки объекта и координатами её изображения на снимке.
   
9. 
   Прямая фотограмметрическая засечка. Особенности обработки одиночного снимка (наземного и аэрофотоснимка).
   
10. 
    Зависимость между координатами изображения точки снимка и координатами точки объекта -- уравнение коллинеарности.
    
11. 
    Элементы внешнего ориентирования пары снимков.
    
12. 
    Продольный и поперечный параллаксы.
    
13. 
    Основные случаи наземной стереосъемки.
    
14. 
    Связь между координатами точки местности и координатами ее изображений на стереопаре.
    
15. 
    Элементы взаимного ориентирования пары снимков.
    
16. 
    Уравнение взаимного ориентирования снимков.
    
17. 
    Определение элементов взаимного ориентирования снимков.
    
18. 
    Неопределенность во взаимном ориентировании снимков.
    
19. 
    Аэрофототриангуляция. Метод независимых и частично зависимых моделей.
    
20. 
    Двойная обратная фотограмметрическая засечка..
    
21. 
    Деформации фотограмметрической модели, принципы их учёта.
    
22. 
    Построение и уравнивание аналитической фототриангуляции по способу связок.
    
23. 
    Определение элементов ориентирования фотоснимка по опорным точкам.
    
24. 
    Калибровка съёмочной камеры.
    
25. 
    Масштаб аэроснимка.
    
26. 
    Искажения изображения, вызываемые рельефом местности .
    
27. 
    Трансформирование снимка (в том числе цифрового) .
    
28. 
    Фотоплан. Технология создания фотопланов (в том числе цифровых).
    
29. 
    Дешифрирование аэрокосмического снимка.
    
30. 
    Наземная стереофотограмметрическая съёмка.
    
31. 
    Точность наземной стереофотограмметрической съемки.
    
32. 
    Проективные координаты, векторная интерпретация проективных координат.
    
33. 
    Представление уравнения коллинеарности через однородные проективные координаты, особенности его использования.
    
34. 
    Съёмочные камеры (метрические неметрические). Аэрофотоаппараты.
    
35. 
    Понятие о кватернионе.
    
36. 
    Описание вращения с использованием кватернионов, матрица Родригеса.
    
37. 
    Зависимости между угловыми элементами ориентирования снимков и параметрами кватерниона.
    
38. 
    Метод определения угловых элементов ориентирования снимка, основанный на использовании кватернионов.
    
39. 
    Лазерные сканеры, принципиальное устройство сканера.
    
40. 
    Физические основы лазерной локации.
    
41. 
    Области применения лазерного сканирования.
    
42. 
    Наземное лазерное сканирование и воздушное лазерное сканирование.
    
43. 
    Навигационное обеспечение лазерной локации.
    
44. 
    Лазерно-локационный метод в топографии и системы картографирования реального времени.