Стереоплоттер использует стереофотографии для определения высот . Это был основной метод нанесения контурных линий на топографические карты с 1930-х годов. Хотя конкретные устройства продвинулись технологически, все они основаны на кажущемся изменении положения объекта на двух стереофотографиях.
Стереоплоттеры менялись по мере совершенствования технологий. Первые стереоплоттеры были проекционными стереоплоттерами, они использовали только световые лучи и оптику для настройки изображения. Плоттер Келша является примером проекционного стереоплоттера. Затем появились аналоговые стереоплоттеры, которые были более сложными, поскольку они использовали более сложную оптику для просмотра изображения. Аналитический стереоплоттер используется сегодня. Он включает в себя компьютер, который выполняет работу по математическому выравниванию изображений так, чтобы они выстраивались правильно. Аналитический стереоплоттер также позволяет сохранять данные и перерисовывать их в любом желаемом масштабе.
Стереоплоттеру требуются две фотографии , которые имеют значительное перекрытие (60%) и скорректированы на искажение из-за угла снимка. Фотографии помещаются на прозрачный носитель и проецируются с помощью источника света. Каждое изображение будет проецироваться с перекрытием на другое. Оператор, используя специальный набор оптики , затем увидит изображение как трехмерное из-за разной перспективы каждой фотографии.
Оптика стереоплоттера позволяет оператору наносить контуры и особенности. Источник света, используемый для проецирования фотографии, запускает процесс. Одна фотография проецируется с использованием голубого /синего фильтра, а другая фотография проецируется с использованием красного фильтра. Оператор надевает специальные очки с тем же цветовым фильтром для линз. Если увидеть левую фотографию в синем свете, в то время как левый глаз имеет синий фильтр, а правую фотографию проецирует с использованием красного света, а правый глаз смотрит через красный фильтр, то перекрывающееся изображение становится трехмерным. Изображения будут иметь контрольные точки, которые подробно описывают, как должно происходить перекрытие фотографий. Полученное перекрывающееся изображение называется анаглифом и представляет собой трехмерную модель местности . После того, как две фотографии спроецированы и желаемые контрольные точки выровнены, оператор начнет записывать желаемые высоты на местности, «пролетая» световым пятном вдоль контуров . Если световое пятно зависает над местностью или ныряет в нее, оператор знает, что он переместил его слишком далеко от склона или слишком близко к склону соответственно.
Первоначально стереоплоттеры записывали путь летящего светового пятна, напрямую прочерчивая путь на листе ацетата или полиэстера, покрытом непрозрачным лаком, который можно было сфотографировать для изготовления печатных форм топографической карты. Если при трассировке контура были допущены ошибки, оператор наносил немного лака на неправильный след, давал ему высохнуть, а затем снова пытался запустить световое пятно. Современные системы, использующие методы цифрового захвата, позволяют просто стирать часть ошибочного вектора данных в памяти компьютера, после чего оцифровка может возобновиться. Затем цифровая база данных объединяется в графической программе с аннотациями и символами, в конечном итоге используемыми для производства печатных форм карты с помощью фотоплоттера .
Стереоплоттер служит важной потребности, позволяя аэрофотоснимкам стать основой для карт контуров и высот . В Соединенных Штатах крупнейшим применением топографических карт является Геологическая служба США (USGS). USGS каталогизировала всю территорию Соединенных Штатов и выпустила топографические листы для всей ее территории. Листы чаще всего используются как карты размером 7,5'. Это означает, что есть 7,5' (0,125 градуса) широты на 7,5' (0,125 градуса) долготы .
С появлением компьютеров аналитический стереоплоттер стал популярным выбором для фотограмметрии в конце 1960-х — 1970-х годов. Стереоплоттер — это инструмент, который использует стереофотографии для определения высот с целью создания контуров на топографических картах . Компьютеры принесли возможность выполнять более точные вычисления, которые обеспечивают дополнительный точный вывод вместо приближений. Это нововведение также позволило перейти на цифровой формат вместо бумажного. Аналитические стереоплоттеры вытеснили своих аналоговых предшественников и стали основным методом получения данных о высоте со стереофотографий .
Аналитические стереоплоттеры используют математическую проекцию, основанную на модели уравнения коллинеарности (два вектора, указывающие в одном направлении). Механический элемент прибора представляет собой очень точное, управляемое компьютером устройство, которое сравнивает две фотографии одновременно. Измерительная система может быть сделана для создания точного измерения для изображений, поскольку фотостоки перемещаются только по координатам x и y , которые запрограммированы в системе. Стереоплоттер Келша, для сравнения, был построен с фиксированным фокусным расстоянием и фокусным расстоянием объектива для проекции. Соотношение для масштаба также было фиксированным. Напротив, аналитический стереоплоттер не имеет существенных ограничений по фокусному расстоянию или масштабу .
Система просмотра аналитических стереоплоттеров имеет оптическую систему поезда, которая обычно включает возможность изменения фокусного расстояния камеры путем регулировки объектива. Стиль, размер и цвет измерительной метки также можно регулировать в системе просмотра. Также есть регулировка освещенности для каждого глаза.
Аналитическая система измерения стереоплоттера состоит из устройства ввода, с помощью которого оператор может перемещать точку возвышения в трех измерениях. Устройство ввода программируется, и цифровое измерение отклонения точки возвышения отправляется на компьютер. С помощью этой информации программа затем может устанавливать и определять точки как для внутренней, так и для внешней части возвышения и записывать измерения. Передача информации происходит немедленно, и, таким образом, человек, управляющий машиной, может вносить любые необходимые корректировки в координаты.
Высоты измеряются в три этапа, которые включают в себя сначала измерение внутренней ориентации, затем относительной ориентации и, наконец, абсолютной ориентации. Фотографии внутренней ориентации размещаются относительно центра стереоплоттера путем выравнивания фиксированного стандарта опорных точек для измерения с соответствующими точками на фотографии. Фокусное расстояние камеры также устанавливается. При относительной ориентации угол ориентации камеры относительно места, где были сделаны фотографии, стереофотография делается запрограммированным в стереоплоттере. Это позволяет уменьшить эффекты параллакса (искажения конечной стереофотографии). При абсолютной ориентации наземные координаты позиции используются для масштабирования модели. Вы можете использовать это, чтобы получить координаты x, y или z любой позиции на стереофотографиях. Эта информация может быть использована для построения контурных линий для топографических карт.
Стереоплоттер был заменен более современными фотограмметрическими методами, цифровыми и автоматизированными, как в случае структуры из движения . Лидар (световой радар) также дополнил фотограмметрию для сбора данных о высоте. Лидар использует лазерный импульс, направленный на объекты, и определяет количество времени между моментом испускания импульса и моментом его обнаружения, чтобы определить разницу в высоте.