ВВЕДЕНИЕ
Задача фотограмметрия заключается в установлении соотношения между параметрами камеры (сенсора), использованного для получения изображения, самим снимком и подстилающей поверхностью. В целом, чтобы понять и определить эту соотношение, каждый из трех параметров, должен быть определен относительно координатной плоскости и координатной системы. Для этого используются три типа систем координат:
– плоские;
– пространственные фотограмметрические;
– наземные.
ВОПРОС 1 СИСТЕМЫКООРДИНАТ
Система координат снимка
Файловая система координат. Система координат файла, содержащего цифрой снимок, определяется в файловой системе координат. Обычно файловая система координат имеет начало в левом верхнем углу изображения, при этом ось 
направлена вправо, а ось у направлена перпендикулярно вниз; единицей измерения является пиксель (см. Рисунок 1). Координаты файла (
, 
) могут также определятся как номера столбцов и строк, содержащих пиксели. Такая система координат в данном разделе называется файловыми координатами (, ).
Рисунок 1 – Файловые координаты и координаты снимка
Плоская прямоугольная система координат снимка. Система координат снимка или плоская система координат снимка обычно определяется как двумерная система координат на плоскости с началом в центре снимка, обычно это главная точка или пересечение координатных меток, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2 – Система координат снимка
Координаты снимка используются для определения местоположения на плоскости снимка. Единицами измерения в системе координат снимка являются миллиметры или микроны. В данном разделе такая система координат определяется координатами снимка (, 
).
Система пространственных фотограмметрических
Координат снимка
Система пространственных координат снимка применяются для определения пространственных фотограмметрических координат точек снимка (рисунок 3) за исключением того, что к ним добавлена третья ось (
). Центр такой системы координат определяется центром проекции 
, как показано на рисунке 3. Оси и параллельны соответствующим осям плоской системы координат снимка. Ось – это оптическая ось, следовательно, значение в любой точке пространственных координат снимка обычно эквивалентно – 
(фокусному расстоянию). Пространственные координаты снимка используются для описания положения снимка внутри камеры, единицами измерения обычно являются миллиметры или микроны. Такая система координат в этом разделе называется системой пространственных координат снимка (, , ).
Рисунок 3 – Пространственная фотограмметрическая
система координат снимка
Наземная система координат
Наземная система координат обычно определяется как трехмерная система координат, которая использует известные картографические проекции. Наземные координаты (
, 
, 
) обычно выражаются в футах и метрах. Величина определяет превышение над уровнем моря для данного исходного горизонта. В этом разделе такая система координат называется наземной системой координат.
Большинство фотограмметрических приложений в своих вычислениях применяют кривизну Земли. Это делается как для учета влияния кривизны, так и для вычисления геометрии в тех системах координат, которые используют кривизну. Двумя такими системами являются геоцентрическая и топоцентрическая системы координат.
Геоцентрическая система координат. Геоцентрическая система координат имеет начало в центре земного эллипсоида (рисунок 4). Ось совпадает с осью вращения Земли, а ось проходит через Гринвичский меридиан. Ось перпендикулярна осям и , создавая трехмерную правостороннюю систему координат.
Рисунок 4 – Геоцентрическая система координат
Топоцентрическая система координат. Топоцентрическая система координат имеет начало в центре снимка, спроектированного на земной эллипсоид (рисунок 5). Три перпендикулярных координатных оси определяют касательную плоскость в центральной точке. Эта плоскость называется опорной плоскостью или локальным датумом. Ось ориентирована на восток, ось – на север и ось направлена вертикально вверх относительно плоскости.
Рисунок 5 – Топоцентрическая система координат
Для простоты представления этот раздел не слишком подробно описывает геоцентрическую или топоцентрическую системы координат. Основные фотограмметрические понятия могут быть представлены без дополнительного увеличения сложности.
Геодезическая система координат. На поверхности эллипсоида вращения положение точки определяется геодезическими координатами - геодезической широтой B и геодезической долготой L (рисунок 6).
Геодезическая широта точки (
) – это угол, образованный нормалью к поверхности эллипсоида в этой точке и плоскостью экватора.
Геодезическая долгота точки (
) – это двугранный угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана точки.
Плоскость геодезического меридиана проходит через точку М и малую полуось эллипсоида; в этой плоскости лежит нормаль к поверхности эллипсоида в точке М. Геодезическая параллель получается от пересечения поверхности эллипсоида плоскостью, проходящей через точку М и параллельной плоскости экватора.
Рисунок 6 – Геодезические координаты точек местности