Трансформирование снимка в широком смысле это целенаправленное изменение его геометрических свойств с целью преобразования в заданную проекцию. Классическое трансформирование снимков – это преобразование наклонного снимка произвольного масштаба в горизонтальный снимок заданного масштаба. Как известно, снимок – это центральная проекция местности, а топографическая карта – ортогональная. Горизонтальный снимок плоской местности соответствует ортогональной проекции, т.е. проекции ограниченного участка топографической карты. В связи с этим если преобразовать наклонный снимок в горизонтальный снимок заданного масштаба, то положение контуров на снимке будет соответствовать положению контуров на топографической карте соответствующего масштаба.
Методы трансформирования снимков:
- аналитическое трансформирование;
- фотомеханическое трансформирование;
- ортофототрансформирование;
- цифровое трансформирование. Принцип трансформирования состоит в том, что по снимку можно восстановить связку проектирующих лучей такой, какой получался при съемке, а при помощи этих лучей спроектировать изображение снимка на горизонтальную поверхность.
Прибор, с помощью которого реализуется, технология трансформирования называется фототрансформатор. По существу это усовершенствованный высокоточный фотоувеличитель. Основными частями фототрансформатора являются: направляющие, экран, кассета, объектив и источник света с параболическим отражателем. Имеется, кроме того, система винтов и устройств, обеспечивающих путем взаимного перемещения кассеты, объектива и экрана построение на экране трансформированного изображения в заданном масштабе.
Трансформированием называется преобразование центральной проекции, которая представляют собой аэронегатив (аэроснимок), полученный при наклонном положении оптического луча, в другую центральную проекцию, соответствующую его отвесному положению, с одновременным приведением его к заданному масштабу.
Трансформирование выполняют путем «обратного проектирования» изображения с наклонной картинкой плоскости на предметную, соответствующую ортогональной проекции.
В процессе трансформирования полностью исключаются все виды перспективных искажений аэроснимка, вызванных влиянием угла наклона, и разномасштабность смежных снимков, являются следствием изменения высоты фотографирования. Названные искажения подчиняются определенным законам, потому их учет не вызывает затруднений.
Смещения точек снимка, вызванное влиянием рельефа местности, соответствуют изменениям его форм, поэтому их учет является одной из наиболее трудных задач фотограмметрии, строгое решение которой связанно с разложением изображения на отдельные точки (зоны) и раздельным их трансформированием по известным высотам. Для учета влияния рельефа местности применяют несколько методов или технологических приемов, различающихся размерами таких зон и обеспечивающих устранение искажений с требуемой точностью.
Рассматриваемые преобразования требуют наличия данных, позволяющих прямо или косвенно найти элементы внешнего ориентирования снимков. Поэтому методы трансформирования делятся на две основных, принципиально и технически различных групп – трансформирование по опорным точкам и по элементам ориентирования.
Для трансформирования аналоговых аэроснимков применяют несколько способов, различающихся используемыми техническими средствами: аналитический, фотомеханический, оптико-графический, дифференциальный и др.
Аналитический способ трансформирования основан на использовании зависимости между координатами соответственных точек аэроснимков и местности.
Фотомеханический способ трансформирования основан на использовании специальных приборов - трансформаторов. Соответствующими рабочими движениями основные части фототрансформатора приводят в положение, при котором проекция снимка (негатива) на экран соответствует горизонтальному снимку, и фиксируют изображения на фотобумаге. Трансформированный фотоснимок получается в результате химической обработки экспонированной фотобумаги. Этот способ до недавнего времени был основан.
Оптико-графический способ трансформирования предполагает применение специальных малоформатных приборов - проекторов. Полученное с их помощью трансформированное изображение проектируют на лист бумаги, обводят карандашом и оформляют принятыми условными знаками. В настоящие время способ находит ограниченное применение при обновлении топографических или иных карт неспециализированных предприятий.
Дифференциальный способ трансформирования (ортотрансформирование) основан на преобразовании отдельных фрагментов исходного изображения с учетом высот их центров над средней плоскостью снимка и элементов внешнего ориентирования. Способ реализуется на приборах универсального типа либо на ЭВМ, а результатом обработки являются ортофотоснимки (ортофотопланы).
Термин «дифференциальное трансформирование» (иногда - «щелевое трансформирование») в фотограмметрической литературе применяется в случаях, когда ортоснимок создается с помощью прибора универсального типа, путем сканирования одного из снимков стереопары вдоль оси Y с постоянным изменением высот проектирования согласно профилю местности и проектирования изображения на фотографический слой через щель ромбической или трапециевидной формы.
В настоящее время широко используется цифровое трансформирование, или ортотрансформирование снимков, базирующееся на использование персональных ЭВМ и заключающееся в трансформировании каждого пикселя исходного изображения в соответствии с ее высотой, определяемой по цифровой модели рельефа, и формул связи координат точек аэроснимка и местности. Методы фотограмметрической обработки цифровых изображений, в том числе цифровое трансформирование снимков.
§4. Оптические и геометрические условия трансформирования
Для правильного фототрансформирования снимков необходимо, чтобы был выполнен ряд условий, обеспечивающих резкость и геометрическую корректность формируемого на экране изображения.
§4.1. Оптические условия фототрансформирования
Оптические условия фототрансформирования обеспечивают получение на экране фототрансформатора резкого изображения.
Аэрофотосъемочные объективы рассчитывают для установки их на «бесконечность» и формирования изображения в главной фокальной плоскости. Так как высота фотографирования многократно превышает гиперфокальное расстояние расстояние, то проектирующие лучи после прохождения через объектив всегда дают на негативе резкое изображение. В фототрансформаторе расстояние между объективом, экраном и негативом малы, и в его конструкции должны быть предусмотрены средства для обеспечения яркости в полости экрана.
Получение на экране фототрансформатора резкого изображения требует соблюдения двух оптических условий, одно из которых определяется основной формулой оптики, а второе устанавливает взаимное положение плоскостей негатива, объектива и экрана.
Первое оптическое условие требует, чтобы основная формула оптики оставалась справедливой для пары соответственных точек негатива и экрана, лежащих на главном оптическом луче. Заменяя в ней фокусное расстояние объектива фотоаппарата f на фокусное расстояние объектива фототрансформатора F, будем иметь
= 
+ 
, (1.2)
где D и d – расстояние вдоль главного оптического луча от главной плоскости оптического луча от главной плоскости объектива до экрана и негатива соответственно.
Положив D= F+ D' и d= F+ d' и подставив эти значения в (1.2), получим: = 
+ 
.
После приведения к общему знаменателю получим формулу Ньютона, используемую в конструкциях многих фотограмметрических приборов для автоматического решения основной формулы оптики: F² = D'd'. (1.3)
Для выполнения первого оптического условия в фототрансформаторах используют так называемые масштабные инверсоры.
В дальнейшем будут полезны некоторые соотношения, вытекающие из основной формулы оптики. Для их получения приведем выражение (1.3) к общему знаменателю:
Dd= Fd+ FD.
Выразим D и d через фокусное расстояние фототрансформатора и коэффициент увеличения 
, равный отношению D/d:
(1.4)
Выполнение первого оптического условия (1.2) или (1.3) обеспечивает получение резкого изображения в случае, если плоскости негатива Р, объектива R и экрана Е параллельны между собой. В действительности эти плоскости не параллельны, и точки a и b на экране оказываются размытыми. Для получения резкого изображения при наклонных плоскостях необходимо выполнить второе оптическое условие, известное в фотограмметрии как условие Чапского (или Шеймпфлюга), согласно которому для оптического сопряжения двух плоскостей пространства необходимо, чтобы линия их пересечения лежала в главной плоскости объектива R.
Третий пункт не нашла
