Stereoplotter

Alpha 2000 analytisk stereoplotter.
Kelsh projektion stereoplotter.

En stereoplotter använder stereofotografier för att bestämma höjder . Det har varit den primära metoden att rita ut konturlinjer på topografiska kartor sedan 1930-talet. Även om de specifika enheterna har utvecklats tekniskt, är de alla baserade på den uppenbara förändringen i positionen av en funktion i de två stereofotografierna.

Stereoplotter har förändrats i takt med att tekniken har förbättrats. De första stereoplotrarna där projektionsstereoplottrar använde endast ljusstrålarna och optiken för att justera bilden. Kelsh-plottern är ett exempel på projektionsstereoplottrar. De analoga stereoplotrarna kom därefter och var mer sofistikerade genom att de använde mer sofistikerad optik för att se bilden. Den analytiska stereoplottern används idag. Den innehåller en dator som gör arbetet med att matematiskt justera bilderna så att de räcker till. Den analytiska stereoplottern gör det också möjligt att lagra data och rita om i valfri skala.

Analogiskt

Stereoplottern kräver två fotografier som har avsevärd överlappning (60 %) och som är korrigerade för distorsion på grund av fotovinkeln. Bilderna läggs på transparent media och projiceras med en ljuskälla. Varje bild kommer att projiceras med överlappning på den andra. Operatören, med hjälp av en speciell uppsättning optik , skulle då se bilden som tredimensionell på grund av det olika perspektivet för varje foto.

Optiken hos stereoplottern är det som gör att operatören kan plotta konturerna och funktionerna. Ljuskällan som används för att projicera bilden är det som börjar processen. Ett foto projiceras med cyan /blått filter och det andra fotot projiceras med ett rött filter. Operatören bär en speciell uppsättning glasögon som har samma färgfilter för linser. Om du ser det vänstra fotot i blått ljus medan det vänstra ögat har det blå filtret och det högra fotot projiceras med rött ljus och det högra ögat ser genom det röda filtret, blir den överlappande bilden tredimensionell. Bilderna kommer att ha kontrollpunkter som beskriver hur överlappningen av bilderna ska ske. Den resulterande överlappande bilden kallas en anaglyf och är en tredimensionell modell av terrängen . När de två bilderna har projicerats och de önskade kontrollpunkterna är inriktade kommer operatören att börja registrera de önskade höjderna på terrängen genom att "flyga" en ljus fläck längs konturerna. Om ljuspunkten verkar sväva ovanför terrängen eller ser ut att dyka in i terrängen, vet operatören att han har flyttat den för långt bort från en sluttning respektive för långt mot en sluttning.

Ursprungligen registrerade stereoplotrar vägen för den flygande ljuspunkten genom att direkt rita vägen på ett ark av acetat eller polyester belagt med en ogenomskinlig lack, som kunde fotograferas för att göra de topografiska karttryckplåtarna. Om misstag gjordes under konturspårningen, skulle operatören applicera lite lack på det felaktiga spåret, låta det torka och sedan försöka flyga den ljusa fläcken igen. Nuvarande system som använder digital infångningsteknik tillåter enkel radering av en del av den felaktiga datavektorn i datorns minne, varpå digitaliseringen kan återupptas. Den digitala databasen kombineras sedan i ett grafikprogram med anteckningar och symboler, som slutligen används för att producera karttryckplåtarna med en fotoplotter .

Stereoplottern fyller ett viktigt behov av att låta flygfoton bli basen för konturer och höjdkartor . I USA är den största användningen av topografiska kartor United States Geological Survey (USGS). USGS har katalogiserat hela USA:s territorium och har producerat topografiska ark för det hela. Bladen används oftast som 7,5' kartor. Det betyder att det finns 7,5' (0,125 grader) latitud gånger 7,5' (0,125 grader) longitud .

Capt FV Thompsons Stereoplotter.jpg

Analytisk

Med introduktionen av datorer blev den analytiska stereoplottern en populär maskin för fotogrammetri i slutet av 1960-talet till 1970-talet. En stereoplotter är ett instrument som använder stereofotografier för att bestämma höjder i syfte att skapa konturer på topografiska kartor . Datorer gav möjligheten att utföra mer exakta beräkningar som säkerställer ytterligare exakta resultat istället för approximationer. Denna innovation möjliggjorde också en övergång till ett digitalt format snarare än papper. Analytiska stereoplotters utvidgade sina analoga föregångare och blev den primära metoden för att skaffa höjddata från stereofotografier .

Analytiska stereoplotters använder en matematisk projektion baserad på ko-linearitetsmodellen (två vektorer som pekar i samma riktning). Instrumentets mekaniska element är en mycket exakt, datorstyrd enhet som jämför två fotografier samtidigt. Mätsystemet kan göras för att skapa ett exakt mått för bilder eftersom fotostegen endast rör sig via x- och y- koordinaterna som är programmerade i systemet. Kelsh stereoplotter som jämförelse byggdes med ett fast brännvidd och brännvidd på objektivet för projektion. Förhållandet för skalan var också fast. Däremot har den analytiska stereoplottern inga väsentliga begränsningar för brännvidd eller skala .

Det analytiska stereoplotrarnas visningssystem har ett optiskt tågsystem, som vanligtvis inkluderar möjligheten att ändra brännvidden på en kamera genom att justera linsen. Stil, storlek och färg på mätmärket kan också justeras i visningssystemet. Det finns också en belysningsjustering för varje öga.

Det analytiska stereoplottermätsystemet består av en inmatningsenhet för operatören att flytta höjdpunkten i tre dimensioner. Inmatningsenheten programmeras och det digitala måttet på höjdpunktsavvikelsen skickas till datorn. Med denna information kan programmet sedan ställa in och lokalisera punkter för både det inre och yttre av höjden och registrera mätningar. Överföringen av information är omedelbar och därmed kan den som använder maskinen göra nödvändiga justeringar av koordinaterna.

Höjderna mäts i tre steg, som inkluderar att först mäta den inre orienteringen, sedan den relativa orienteringen och slutligen den absoluta orienteringen. Inre orienteringsfotografier placeras i förhållande till mitten av stereoplottern genom att rikta in den fasta standarden för referenspunkter för mätning till motsvarande punkter på fotografiet. Kamerans brännvidd är också inställd. Med relativ orientering kamerans orienteringsvinkel relativt platsen där bilderna var, tas stereofotot programmerat i stereoplottern. Detta gör att effekterna av parallax (förvrängning av det slutliga stereofotot) kan reduceras. I absolut orientering används markkoordinaterna för en position för att skala modellen. Du kan använda detta för att få x-, y- eller z-koordinaterna för valfri position på stereofotografierna. Denna information kan användas för konstruktion av konturlinjer för topografiska kartor.

Exempel på analytiska stereoplotter

  • Galileo Digicart
  • Intergraph Intermap
  • Kern (nu Leica) DSR-serien
  • Wild (nu Leica) AC och BC serier,
  • Zeiss Planicomp P-serien
  • Matra Traster-serien
  • Kartografiska tjänsters CP2

Framtidsutsikter

Stereoplottern har ersatts av modernare fotogrammetriska metoder, digitala och automatiserade, som i fallet med struktur från rörelse . Lidar (ljusradar) har också kompletterat fotogrammetri för insamling av höjddata. Lidar använder en laserpuls riktad mot funktioner och detekterar hur lång tid det tar mellan när pulsen sänds ut och när den detekteras för att fastställa skillnaden i höjder.

Se även

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stereoplotter&oldid=1007175060 "