Создание планов и карт с использованием фотограмметрии
Выбор способа аэрофотографической съёмки, масштаба залета, фокусного расстояния АФА, высоты фотографирования и числа плановых, высотных и планово-высотных опознаков. Расчёт высоты сечения рельефа, аэросъемки. Составление проекта фотограмметрической сети.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.11.2014 |
Размер файла | 304,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
В настоящее время наиболее распространёнными методами создания карт и планов на производстве являются аэрофототопографические методы, т.к. они наилучшим образом отвечают современным высоким требованиям, предъявляемым к картографированию больших территорий.
В данной курсовой работе рассматривается стереотопографический метод съемки, который позволяет изображать в камеральных условиях по снимкам не только контуры, но и рельеф.
В проекте обосновывается выбор основных параметров аэросъемки, рассматриваются фотограмметрические работы, необходимые для создания карт и планов. Также обосновывается выбор густоты опорного обоснования, приводится расчет аэросъемки.
Для успешного выполнения курсового проекта необходим подбор и тщательный анализ наиболее выгодных в технико-экономическом отношении вариантов решения поставленных задач с целью выполнения необходимых требований точности и максимального снижения затрат средств и труда.
1. Физико-географическое описание района работ
Цель проекта: создание карты масштаба - 1:500 на участок г.Новинск. Основой к созданию карты служит карта масштаба 1/10000, где сплошные горизонтали проведены через 2,5 м. Длина участка 5500 м, ширина 2500 м.
Рельеф: равнинно-холмистый. Территория имеет общий наклон на северо-запад, что и определяет в основном течение рек в этом направлении. Максимальная отметка - 286,3 м, минимальная - 197,6 м.
Гидрография: в юго-восточной части района работ находится река Белая, берега которой в некоторых местах заболочены, и несколько каналов(Новинский и Семиречный), а также один пруд. Район работ имеет еще несколько рек (Синий, Ольшанка, Плота и Бугульминка) и пару водохранилищ.
Растительность: леса и кустарники занимают около 30% территории, которые равномерно распространены по всей части территории. Леса состоят из хвойных (ель) и мелколиственных (дуб) и крупнолиственных (клен) пород.
Транспорт: Дорожная сеть развита хорошо. На востоке участка с юга на север проходит железная дорога. Из города Новинск выходит много шоссейных дорог, соединяющих этот торговый узел с другими населенными пунктами. Имеется большое количество грунтовых и полевых дорог.
Населенные пункты: имеется большое количество деревень, городов и поселков городского типа (Субботники, Великополье, Лаврово, Основа, Чернцы, Юрчаково, Краснодубка, Рыжово, Заречье и т.д.), что говорит о большом числе жителей и средней застроенности территории.
Город Новинск расположен в центральной части карты. Имеет централизованное расположение построек. Застройка квартальная. Заселенность плотная.
В районе работ имеется хорошо развитая государственная геодезическая сеть в виде пунктов триангуляции.
1.1 Выбор способа аэрофототопографической съемки
Аэрофототопографическая съемка предусматривает фотографирование местности АФА, установленным на самолете или на другом летательном аппарате [1].
В зависимости от масштаба создаваемой карты, физико-географических условий района работ, высоты сечения рельефа, обеспеченности предприятия фотограмметрическими приборами и кадрами, сроков выполнения работ аэрофотографическая съемка может выполняться комбинированным и стереотопографическим способами по одной из следующих технологических схем:
1) контурная часть плана создается на основе фотопланов, а рельеф зарисовывается в поле приемами мензульной съемки;
2) контурная часть плана создается на основе фотопланов, а съемка рельефа ведется на фотограмметрических приборах;
3) составление контурной части плана и съемка рельефа выполняются на фотограмметрических приборах.
Первый способ съемки называется комбинированным, второй и третий способы - стереотопографическими [4].
Стереотопографический метод использует свойства пары снимков и позволяет снимать в камеральных условиях не только контуры, но и рельеф местности. Он является основным методом картографирования, так как обеспечивает:
План местности будем создавать по второй технологической схеме стереотопографическим способом с использованием фотоплана (контурная часть создается на основе фотоплана, а съемка рельефа ведется на фотограмметрических приборах), поскольку контурная нагрузка карты велика (см. физико-географическое описание района работ), а колебания высот точек местности незначительны и позволяют выполнить трансформирование снимков при небольшом числе зон.
При этом необходимо выполнить следующий комплекс работ:
- аэрофотосъемка;
- плановая, высотная привязка снимков;
- фотограмметрическое сгущение сети плановых, высотных опознаков;
- создание фотопланов;
- дешифрирование;
рисовка рельефа на фотограмметрических приборах [4].
2. Расчет высоты сечения рельефа
Высота сечения рельефа определяет точность изображения рельефа и влияет на качество работ. Она определяется в зависимости от преобладающих углов наклона, масштаба создаваемого топографического плана, преобладающих углов наклона местности и от назначения проектируемых карт и планов [4].
Мы имеем:
- преобладающие углы наклона - 0°57' 18" (получили с карты);
- масштаб создаваемой карты - 1:500;
Высоту сечения рельефа определяем по формуле 2.1 [4]:
(2.1)
где - расстояние между горизонталями в сантиметрах;
- средний уклон снимаемого участка местности;
- знаменатель масштаба создаваемой карты.
Для удобства проектирования желательно на плане иметь расстояние между горизонталями порядка 1 см.
Средний уклон найдем по формуле 2.2 [4]:
(2.2)
где - преобладающий угол наклона;
Тогда:
(2.3)
(2.4)
На нашем участке целесообразно иметь высоту сечения рельефа , которую мы и будем использовать в последующих вычислениях [4].
3. Выбор масштаба залета, фокусного расстояния аэрофотоаппарата, высоты фотографирования и числа плановых, высотных и планово-высотных опознаков
В общем случае с экономической точки зрения масштаб фотографирования должен быть всегда мельче масштаба изготовляемой карты, а планово-высотная геодезическая привязка аэроснимков должна быть как можно реже. В то же время точность изготовленной топографической карты, установленная действующими инструкциями, должна быть обеспечена.
В зависимости от методов составления топографических карт, их точности и способов фотограмметрического сгущения геодезического съемочного обоснования необходимо правильно выбрать основные параметры аэрофотосъемки:
- высоту фотографирования (),
- фокусное расстояние камеры аэрофотоаппарата (),
- масштаб залета ( ),
- густоту плановых, высотных и планово-высотных опорных точек, обеспечивающих заданную точность определения координат X , У, Z при минимальном объеме полевых и камеральных работ [4].
3.1 Выбор величины фокусного расстояния аэрофотоаппарата
При использовании стереофотограмметрических методов рисовку рельефа проводят на фотограмметрических приборах. Величину fк АФА следует выбирать такой, чтобы обеспечить необходимую точность проведения горизонталей. Фокусные расстояния разработанных АФА равны: 70, 100, 140, 200, 250, 500 мм. Рисовку рельефа на фотограмметрических приборах целесообразно проводить по снимкам, полученным с меньшим фокусным расстоянием.
Короткофокусные аэрофотоаппараты относятся к широкоугольным, а это означает, что они позволяют заснять большую площадь, что в итоге будет более экономичным и менее трудоемким.
Но при выборе фокусного расстояния нужно принимать во внимание высоту фотографирования, которая должна быть не менее 350 м. Полеты на более низкой высоте нежелательны из соображений техники безопасности. Кроме того, при изображение может быть нерезким, так как аэрофотоаппараты отфокусированы на бесконечность, а при использовании быстроходных самолетов изображение будет «смазанным». Максимальная высота фотографирования 8000 м.
Горизонтальный масштаб () выбирают всегда равным масштабу создаваемого фотоплана. Между горизонтальным и вертикальным масштабом () существует следующая зависимость: [4]
(3.1.1)
- фокусное расстояние стереоприбора;
Для стереопроектора Романовского (СПР) , для стереографов Дробышева (СД) и стереографов ЦНИИГАиК (СЦ) -.
Вертикальный масштаб устанавливают на основании неравенства: [4]
(3.1.2)
где - превышение между максимальной и минимальной отметками.
В данной курсовой работе запроектировано использование стереографов Дробышева (СД), т. е. и .
Тогда
(3.1.3)
Из формулы (3.1.1) выразим :
(3.1.4)
Таким образом, нам нужно подобрать такое , чтобы выполнялось неравенство (3.1.3), причем должно быть минимальным. [4]
При f=500 это равенство выполняется.
В данной работе запроектировано использование аэрофотоаппарата АФА-ТЭ.
3.2 Выбор масштаба залета и высоты фотографирования при проектировании аэрофотосъемки для создания фотопланов
Так как при создании карты местности предусмотрено использование фотоплана, то величину фокусного расстояния аэрофотоаппарата выбираем таким образом, чтобы смещения точек на фотоплане, вызванные рельефом местности, были бы допустимыми. И число зон при трансформировании не превышало трех при обычном способе создания фотоплана и четырех-пяти при создании фотоплана способом оптического монтажа.
Величину смещения контурных точек , вызванную влиянием рельефа, можно подсчитать по формуле: [4]
(3.2.1.),
где М - знаменатель масштаба создаваемого плана;
r - радиус-вектор на нетрансформированном снимке (расстояние от точки надира до текущей);
h - превышения точек местности относительно средней горизонтальной плоскости.
На основании формулы (3.2.1) можно сделать вывод, что аэрофотосъемку целесообразно производить длиннофокусным аэрофотоаппаратами, т.к. с увеличением фокусного расстояния уменьшается величина смещения [4].
Выразим из формулы (3.2.1.) превышение точек местности относительно средней горизонтальной плоскости:
(3.2.2.).
Рассчитаем эту величину для основных фокусных расстояний (500 мм, 350 мм, 200 мм):
hдоп(500) = 1,25 м;
hдоп(350) = 0,875 м;
hдоп(200) = 0,5 м.
Рассчитаем число зон при трансформировании исходя из превышений точек местности, полученных для разных фокусных расстояний. Количество зон вычисляется до целых долей числа и округляется до целого значения в сторону увеличения, даже если целое число превышено только на 0,1 [2].
(3.2.3.).
n (500) = 36
n (350) = 101
n (200) = 178
Поскольку число зон при трансформировании >3 Процесс создания такого фотоплана очень трудоемкий . Для уменьшения количества зон можно увеличить фокусное расстояние , но в моем случае это невозможно , так как оно и так максимально . Тогда необходимо разделить участок на съемочные трапеции (приложение 1).
Таблица 3.2.1 Число зон в отдельных картографических трапециях.
9 |
9 |
3 |
3 |
2 |
2 |
3 |
3 |
2 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
3 |
3 |
|
12 |
5 |
3 |
3 |
2 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
2 |
3 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
2 |
1 |
|
10 |
8 |
4 |
3 |
3 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
3 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
12 |
8 |
9 |
5 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
3 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
11 |
8 |
8 |
4 |
4 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
1 |
3 |
3 |
3 |
3 |
1 |
2 |
1 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
8 |
10 |
12 |
12 |
5 |
5 |
5 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
1 |
3 |
3 |
3 |
|
4 |
9 |
7 |
13 |
4 |
6 |
7 |
5 |
3 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
1 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
4 |
7 |
13 |
9 |
11 |
13 |
8 |
3 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
3 |
1 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
|
4 |
5 |
9 |
13 |
11 |
7 |
11 |
8 |
5 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
2 |
2 |
3 |
2 |
1 |
|
4 |
4 |
5 |
4 |
5 |
7 |
16 |
11 |
7 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
1 |
Находим в каждой полученной трапеции минимальную и максимальную отметки. Вычисляем превышения и число зон при трансформировании снимков для фокусного расстояния 500мм.
Масштаб аэроснимков, которые предполагают использовать для создания фотопланов, целесообразно выбирать с таким расчетом, чтобы один снимок покрывал площадь не менее одного планшета. Уменьшение масштаба снимков позволяет сократить объем аэрофотосъемочных, геодезических и фотограмметрических работ. В этом главная суть принципа создания фотопланов «аэронегатив-планшет».
Из таблицы видно, что в некоторых местах число зон превышает указанное значение, т.о. делаем вывод, что стереотопографическую съемку на этой территории будем выполнять на чистой основе, а остальную часть - по принципу «аэронегатив-планшет».
При выборе масштаба фотографирования необходимо учитывать коэффициент увеличения фототрансформатора kt, равный: [4]
(3.2.4.),
где m - знаменатель масштаба снимков, M - знаменатель масштаба создаваемого плана.
Коэффициент трансформирования kt зависит от типа фототрансформатора и может колебаться в пределах, указанных в таблице 3.2.1 [3].
Таблица 3.2.1. Коэффициент трансформирования.
Тип фототрансформатора |
SEG-V |
ФТБ |
ФТМ |
УТП-2 |
|
Коэффициент трансформирования |
0,56,5 |
0,65 |
0,72,5 |
0,254 |
Следует также заметить, что чрезмерное уменьшение масштаба снимков приводит к значительной потере резкости изображения на трансформированных снимках и затрудняет дешифрирование контуров. Мы будем трансформировать аэроснимки на фототрансформаторе ФТМ.
Выбираем такой знаменатель масштаба снимков, чтобы высота фотографирования не превышала предельно допустимой (8000м):
,
отсюда следует, что масштаб снимка равен: m = 1984.
м (3.2.5.).
Полученную высоту фотографирования сможет обеспечить самолёт АН-2, для которого предельная высота полёта составляет 5000м. Высоты полета должны колебаться в пределах 300-8000м.
Технические характеристики самолета АН-2.
Самолет АН-2 является многоцелевым самолетом, эксплуатируемым как для транспортных, так и для специальных видов работ. Наиболее широко применяется самолет в сельском хозяйстве, при аэрогеофизических съемках и при выполнении аэрофотосъемки.
Самолет АН-2 - одномоторный нормальный биплан, расчалочного одностоечного типа, с неубирающимся шасси, с хвостовым колесом. Отличительной особенностью его (по сравнению с другими типами самолетов) является сочетание сравнительно большой дальности полета при выполнении съемок с хорошими взлетно-посадочными данными. Мощная механизация крыльев позволяет эксплуатировать его на необорудованных аэродромах, небольших площадках, в горах и обеспечивает устойчивое планирование на больших углах атаки. Кабина пилотов с двумя сидениями закрыта просторным остекленным фонарем, с хорошим обзором. Управление самолетом двойное, с левого и правого сидений пилотов . На самолете установлен 9-цилиндровый двигатель воздушного охлаждения АШ-62ИР, закрытый капотом.
Рис. 3.2
Для повышения потолка полета силовая установка оборудуется системой комбинированного наддува. Она состоит из турбокомпрессора и приводного центробежного нагнетателя двигателя. Этот вариант самолета АН-2 получил наименование АН-6. Самолет АН-6 предназначен для эксплуатации на больших высотах и полетов при аэрогеофизических съемках в высокогорных районах.
Установка самолета АН-2 на поплавковом шасси дает возможность применять его в речных и озерных районах. В этом случае он эксплуатируется как гидросамолет. Аэродромом могут служить реки и озера глубиной 1,2-1,9 м, длиной 850 м и шириной 80 м.
Самолет АН-2 во всех вариантах обладает хорошим равновесием, управляемостью и устойчивостью на всех режимах полета при соблюдении установленных пределов центровок.
При аэрогеофизических съемках и аэрофотосъемке производится доработка самолета АН-2, в полу грузовой кабины оборудуются два фотолюка для установки аэрофотоаппаратов. Большой люк устанавливается между шпангоутами , справа или слева относительно продольной оси самолета , диаметр его 420 мм. Под второй фотолюк используется штатный люк под бак ядохимикатов диаметром 350 мм . Оба фотолюка закрываются наружными шторками, управляемыми из кабины . За большим фотолюком, у места бортоператора - люк , для установки визира ОПБ-l.
Для улучшения обзора устанавливаются блистера диаметром 500 мм . Один блистер в пассажирской двери , а второй - справа между шпангоутами, в грузовой кабине могут быть установлены статоскоп С-51 и топографический радиовысотомер РВТД
Использование самолета АН-2 для аэрофотосъемки наиболее целесообразно для крупных масштабов при съемке небольших участков и трасс. Это производство аэрофотосъемки для специальных видов работ, например, для съемки проектируемых трасс железных, шоссейных дорог, линий высоковольтных электропередач, газопроводов; съемки существующих железнодорожных линий и станций, подлежащих реконструкции и электрификации, и др.
Для проведения аэрогеофизических съемок на самолете устанавливаются аэрогеофизическая станция и аэрофотоаппарат. Приемные антенны могут устанавливаться на фюзеляже или киле самолета или выпускаться на тросе .
Основные технические данные самолета АН-2
Длина самолета, м 12,7
Высота самолета, м 5,4
Размах крыльев, м 18,2 и 14,2
Длина фюзеляжа, м 10,1
Полетная масса самолета, кг 4740-5250
Масса пустого самолета, кг 3321-3421
Максимальная скорость, км/ч 250
Диапазон скоростей, км/ч 140-250
Средняя крейсерская скорость, км/ч 180
Практический потолок АН-2, м 4500-5000
Время (мин) набора высоты:
Н = 1000 м 7,6
Н = 2000 м 15,0
Взлетная дистанция, м 600-1000
Посадочная скорость, кмlч 84
Запас горючего, кг 1000
Максимальная продолжительность полета АН-2 7ч
Состав съемочного экипажа 4 чел
Несмотря на свои небольшие размеры, самолет АН-2 оснащен комплектом пилотажно-навигационного оборудования, позволяющим выполнять самолетовождение в простых и сложных метеоусловиях днем и ночью.
Недостатком самолета АН-2 является отсутствие на нем автопилота, что не дает возможности автоматизировать процесс самолетовождения.
3.3 Расчет расстояния между плановыми опознаками
Для того, чтобы можно было выполнить трансформирование аэроснимков, необходимо каждый снимок обеспечить опорными (трансформационными) точками. положение этих точек можно получить либо геодезическими методами в поле (полевая привязка аэроснимков), либо камерально путем построения сетей фототриангуляции. Последнее значительно сокращает общую стоимость изготовляемой карты по сравнению со сплошной привязкой аэроснимков геодезическими методами [4].
При построении сетей фототриангуляции в поле определяют только те точки (опознаки), которые впоследствии будут использованы для ориентирования построенной сети. Количество плановых опознаков, определяемых в поле, зависит от масштаба создаваемого плана, его точности, масштаба залета и других факторов.
Наиболее слабо определяемыми из фотограмметрических построений являются точки, расположенные в середине между исходными опорными точками.
Проектирование фототриангуляции - процесс, предшествующий производству. Зная задаваемую точность определения координат наиболее слабо определяемых точек, можно рассчитать, в зависимости от основных параметров аэрофотосъемки, масштаба создаваемой карты и методов обработки, протяженность ряда фототриангуляции.
C.к.п. планового положения точек, полученных из смежных маршрутов, не должны превышать 0,40 мм в масштабе карты по отношению к геодезическим опорным точкам [10].
В зависимости от принимаемых технических средств различают три вида пространственной фототриангуляции:
-- аналитическая,
-- аналоговая,
-- аналого-аналитическая.
Аналитическая фототриангуляция является наиболее эффективной из перечисленных видов, т. к. она позволяет определить опорные точки по снимкам с любыми элементами ориентирования, обеспечивая высокую точность и большую производительность.
Поэтому при построении сети фототриангуляции на данном объекте применим аналитический метод.
В случае, когда пространственная фототриангуляция развивается по всем смежным маршрутам, для формата аэроснимков 18*18 см, имеющих продольное перекрытие примерно 60%, точность планового положения наиболее слабо определяемой точки фототриангуляции можно рассчитать по формуле: [4]
(3.3.1.),
где - с.к.п. определения планового положения точки, расположенной в середине сети (зависит от масштаба создаваемой карты, метров, где - знаменатель масштаба создаваемой карты);
- с.к.п. определения поперечных параллаксов (для аналитических методов значение mq при современном состоянии техники и точности измерений );
- число базисов фотографирования между смежными парами опорных геодезических точек, ограничивающих секцию маршрута;
f - фокусное расстояние АФА (f = 500мм);
- коэффициент, зависящий от величины фокусного расстояния аэрофотоаппарата (при аналитических методах построения сетей фототриангуляции );
- высота фотографирования ().
Необходимо определить число базисов фотографирования между парами плановых опорных геодезических точек, ограничивающих секцию маршрута.
Для этого воспользуемся формулой: [4]
(3.3.2.).
Как видно из результатов расчета, необходимо делать сплошную полевую привязку аэроснимков.
3.4 Выбор высоты фотографирования, масштаба залета и количества базисов между опознаками при проектировании стереотопографической съемки
При проектировании стереофотографической съёмки к вопросу о выборе высоты фотографирования, масштаба залета и количества базисов между опознаками подходят комплексно в зависимости от требуемой точности окончательных результатов и имеющегося оборудования.
Соотношение между масштабом создаваемого плана и аэросъемки при создании карт на универсальных приборах не должно превышать величин, указанных в таблице 3.4.1.:[4]
Таблица 3.4.1 Соотношение между масштабами
Тип прибора |
СПР |
СД |
СЦ |
|
<2 |
<3 |
<6 |
Согласно таблице 3.4.1, нам нужно взять отношение для СЦ, т.е.:
(3.4.1.)
где: - знаменатель масштаба фотографирования;
В данном проекте возьмем . Тогда по выбранному масштабу фотографирования и величине фокусного расстояния АФА рассчитаем высоту фотографирования: [4]
(3.4.2.)
Полученная высота находится в допуске. 350<H<8000.
Число базисов фотографирования n между высотными опорными точками и высота фотографирования для случая, когда сети фототриангуляции совершенно самостоятельно развиваются по всем смежным маршрутам, определяется совместно с использованием формулы: [4]
(3.4.3.)
где: - средняя квадратическая погрешность определения отметки в наиболее слабом месте - середине ряда;
- коэффициент, зависящий от фокусного расстояния и способа сгущения;
- средняя квадратическая погрешность определения поперечных параллаксов;
- высота фотографирования в метрах;
- фокусное расстояние АФА (f = 70мм);
При масштабах карт 1:500 - 1:25000 с сечением рельефа 1,0 м величина равняется .
При аналитическом способе сгущения сети фототриангуляции получим: .[4]
Также для аналитического метода сгущения значение может быть принято .
Из формулы (3.4.3.) выразим число базисов фотографирования:
(3.4.4.)
Подбирая значения n, определим высоту фотографирования , выразив ее также из формулы (3.4.3):
(3.4.5.)
Определение базисов, высоты и масштаба фотографирования.
Опредедение базисов фотографирования.
Таблица 3.4.2.
n |
H, м |
|||
1 |
2,00 |
11830 |
||
2 |
4,47 |
5293 |
15122 |
Согласно расчету, получаем число базисов n = 2 (т.к. необходимо выполнение условия Н<8000), высота фотографирования H=5293 м, масштаб аэросъемки , фокусное расстояние АФА .
4. Расчет аэрофотосъемки
После выбора фокусного расстояния аэрофотоаппарата (), высоты () и масштаба () фотографирования площадь подлежащего фотографированию объекта разбивается на съемочные участки. Границами съемочных участков служат, как правило, рамки топографических трапеций.
Съемочные участки фотографируются АФА с одинаковым фокусным расстоянием непрерывными маршрутами в один-два полета.
В равнинных районах, когда в пределах площади объекта отношение разности максимальной и минимальной отметок к высоте фотографирования не превышает 0.2, т. е.
(4.1.)
Съемочные участки проектируются с максимальными по условиям самолетовождения длинами маршрутов. Для средних условий самолетовождения длина съемочных маршрутов определяется в зависимости от знаменателя масштаба фотографирования по формуле: [4]
(4.2.)
с последующим округлением до длины целого числа съемочных трапеций. Ширина съемочного участка берется такой, чтобы весь участок снимался не более чем в два полёта.
Применим вышеизложенное к данному случаю.
А) Создание фотоплана.
,
т. е. данное условие выполняется.
Средняя допустимая ширина участка выбирается из таблицы 4.1. исходя из масштаба фотографирования 1:15122 интерполированием.
Таблица 4.1. Размеры съемочных участков
Масштаб фотографирования |
Длина участка, км |
Ширина участка, км |
|
1:50000 |
100 |
37-74 |
|
1:30000 |
60 |
37-55 |
|
1:17000 |
35 |
18-37 |
|
1:8000 |
20 |
9-18 |
|
1:4000 |
10 |
5-9 |
Средняя допустимая ширина участка равна [4].
Сравним реальные размеры снимаемого участка с допустимыми. Реальные размеры не превышают допустимые значения, т. к. , . Значит, на нашем объекте при аэросъемке для создания фотоплана мы будем иметь один съемочный участок.
Выполним расчет всех необходимых элементов по съемочному участку.
Заданные перекрытия аэроснимков рассчитывают исходя из масштаба фотографирования, колебаний рельефа местности и применяемого аэрофотосъемочного оборудования по формулам: [4]
(4.3.)
где - минимальные продольное и поперечное перекрытия снимков;
- навигационные поправки;
- пилотажные поправки;
- поправки за рельеф.
Минимальное продольное перекрытие %, поперечное перекрытие %.
Навигационные поправки зависят от масштаба фотографирования. Для нашего случая для масштаба фотографирования равного 1:6120 - .
Пилотажные поправки принимаются одинаковыми для продольного и поперечного перекрытий. Они зависят от фокусного расстояния аэрофотоаппарата и точности стабилизации его оптической оси по вертикали. Причем при гиростабилизации аэрофотоаппарата поправки уменьшаются в три раза. Таким образом, для фокусного расстояния, равного 500 мм - .
Поправки в перекрытия аэроснимков за рельеф местности рассчитаем по формулам: [4]
(4.4.)
Вычисление всех необходимых элементов занесем в таблицу 4.2.
K -- коэффициент увеличения количества аэроснимков за счёт различных ошибок: неточное самолётовождение и управление аэрофотооборудованием. Для равнинной местности k=1,1, для горных районов k=1,15.
Так как наш район равнинно-холмистый ,то выбираем k=1,1.
Таблица 4.2 Расчет элементов по съемочным участкам для фотоплана.
Элементы |
Условные обозначения |
Расчетная формула |
Значение элементов |
|
Номера съемочных участков |
Римские цифры |
- |
I |
|
Длина, км |
Dx |
с карты |
5,5 |
|
Ширина, км |
Dy |
с карты |
2,5 |
|
Максимальная отметка местности, м |
Amax |
с карты |
286,7 |
|
Минимальная отметка местности, м |
Amin |
с карты |
197,6 |
|
Критерий рельефа |
h/H |
(Amax- Amin)/H |
0,084 |
|
Высота среднего уровня, м |
Aср |
(Amax+Amin)/2 |
242,15 |
|
Абсолютная высота полета при фотографи-ровании, м |
Набс |
H+ Aср |
1301 |
|
Относительная высота полета при фотографи-ровании, м |
Нотн |
H+ Aср-Aаэр |
1151 |
|
Продольное перекрытие аэроснимков, % |
p |
p°+Дpm+ДpЬ+Дph |
60,85 |
|
Поперечное перекрытие аэроснимков, % |
q |
q°+Дqm+ДqЬ+Дqh |
31,37 |
|
Базис фотографирования, м |
Bx |
142,6 |
||
Расстояние между маршрутами,м |
By |
250,0 |
||
Количество аэроснимков в маршруте |
Nx |
Dx/Bx + 3 |
42 |
|
Количество маршрутов |
Ny |
Dy/By + 1 |
11 |
|
Общее количество аэроснимков |
N |
kNxNy |
509 |
Б) Рельеф.
,
т. е. данное условие выполняется.
Средняя допустимая ширина участка выбирается из таблицы 4.1. исходя из масштаба фотографирования 1:15122 интерполированием.
[4].
Сравним реальные размеры снимаемого участка с допустимыми. Реальные размеры не превышают допустимые значения, т. к. , . Значит, на нашем объекте при аэросъемке для создания фотоплана мы будем иметь один съемочный участок.
Выполним расчет всех необходимых элементов по съемочному участку.
Минимальное продольное перекрытие %, поперечное перекрытие %.
Навигационные поправки зависят от масштаба фотографирования. Для нашего случая для масштаба фотографирования равного 1:2950 - .
Пилотажные поправки для фокусного расстояния, равного 70 мм - .
Поправки в перекрытия аэроснимков за рельеф местности рассчитаем по формулам:
Вычисление всех необходимых элементов занесем в таблицу 4.3.
k -- коэффициент увеличения количества аэроснимков за счёт различных ошибок: неточное самолётовождение и управление аэрофотооборудованием. Для равнинной местности k=1,1, для горных районов k=1,15.
Для нашего участка k=1,1.
Таблица 4.3. Расчет элементов по съемочным участкам для рельефа.
Элементы |
Условные обозначения |
Расчетная формула |
Значение элементов |
|
Номера съемочных участков |
Римские цифры |
- |
I |
|
Длина, км |
Dx |
с карты |
5,5 |
|
Ширина, км |
Dy |
с карты |
2,5 |
|
Максимальная отметка местности, м |
Amax |
с карты |
286,7 |
|
Минимальная отметка местности, м |
Amin |
с карты |
197,6 |
|
Критерий рельефа |
h/H |
(Amax- Amin)/H |
0,017 |
|
Высота среднего уровня, м |
Aср |
(Amax+Amin)/2 |
242,15 |
|
Абсолютная высота полета при фотографировании, м |
Набс |
H+ Aср |
5535 |
|
Относительная высота полета при фотографировании, м |
Нотн |
H+ Aср-Aаэр |
5385 |
|
Продольное перекрытие аэроснимков, % |
p |
p°+Дpm+ДpЬ+Дph |
59,37 |
|
Поперечное перекрытие аэроснимков, % |
q |
q°+Дqm+ДqЬ+Дqh |
28,67 |
|
Базис фотографирования,м |
Bx |
1105,9 |
||
Расстояние между маршрутами,м |
By |
1941,5 |
||
Количество аэроснимков в маршруте |
Nx |
Dx/Bx + 3 |
8 |
|
Количество маршрутов |
Ny |
Dy/By + 1 |
3 |
|
Общее количество аэроснимков |
N |
kNxNy |
27 |
5. Расчет разрешающей способности АФА
Разрешающая способность системы объектив, фотопленка и т.д. - это способность давать раздельное изображение двух близко расположенных линий. Она выражается наибольшим числом параллельных линий, которые воспроизводятся на отрезке фотоматериала длиной 1мм. Единицы измерения (линия/мм; 1/мм).
Чем больше разрешающая способность, тем лучше качество негатива. Особо важное значение величины разрешающей способности имеет при дешифрировании. Наиболее точную разрешающую способность можно определить с помощью мир, при конкретных условиях, соответствующих условиям выполнения аэрофотосъемки. Работа эта трудоемка и требует значительных затрат, выполняется крайне редко. Для оценки разрешающей способности существуют также формулы расчета, дающие похожий результат.
Предельно возможное разрешение разрешающей способности объектива, выражается дифракционной разрешающей способностью:
(5,1)
где л =0,555 мкм (среднее значение световой волны);
d - диаметр объектива;
f - фокусное расстояние АФА.
Относительное отверстие объектива, значение которого приводят в паспорте АФА:
(5,2)
где - опертура.
Наилучшая разрешающая способность объектива будет при:
(5,3)
При использовании АФА RC-30:
В АФА с кадром (18х18):
Аберрация объектива снижает разрешающую способность:
(5,4)
На результирующую разрешающую способности влияет светочувствительность пленки и ее качество.
Расчет разрешающей способности для рельефа представлен в таблице 9.
Таблица 9.
W, км/ч |
200 |
||||||
m |
15122 |
||||||
t(выдержка), с |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|||
0,01 |
0,004 |
0,002 |
0,001 |
||||
уw, мм |
0,036738 |
0,014695 |
0,007348 |
0,003674 |
|||
Rобъектив. фотоплан. атмосфера. смаз, 1/мм |
|||||||
Тип фотопленки |
Светочувствительность |
Разрешающая способность R, 1/мм |
|||||
Т-29 |
2700 |
75 |
17 |
26 |
33 |
26 |
|
Т-52Л |
1200 |
145 |
20 |
35 |
47 |
34 |
|
Т-38 |
250 |
260 |
21 |
41 |
58 |
40 |
|
Изопан-хром 100 |
80 |
360 |
22 |
44 |
64 |
42 |
|
Plus-x |
200 |
130 |
19 |
33 |
44 |
32 |
|
Tri-x |
200 |
100 |
18 |
30 |
39 |
29 |
|
Aerografi |
64 |
250 |
21 |
40 |
58 |
39 |
|
Panatonic |
40 |
400 |
22 |
44 |
66 |
43 |
|
Rp, 1/мм |
|||||||
Т-29 |
2700 |
75 |
15 |
24 |
29 |
23 |
|
Т-52Л |
1200 |
145 |
18 |
31 |
42 |
30 |
|
Т-38 |
250 |
260 |
19 |
37 |
53 |
36 |
|
Изопан-хром 100 |
80 |
360 |
20 |
39 |
58 |
38 |
|
Plus-x |
200 |
130 |
17 |
30 |
40 |
29 |
|
Tri-x |
200 |
100 |
16 |
27 |
35 |
26 |
|
Aerografi |
64 |
250 |
19 |
36 |
52 |
35 |
|
Panatonic |
40 |
400 |
20 |
40 |
59 |
39 |
|
Smin, мм |
|||||||
Т-29 |
2700 |
75 |
505 |
320 |
258 |
326 |
|
Т-52Л |
1200 |
145 |
428 |
242 |
181 |
249 |
|
Т-38 |
250 |
260 |
391 |
206 |
144 |
212 |
|
Изопан-хром 100 |
80 |
360 |
378 |
193 |
131 |
200 |
|
Plus-x |
200 |
130 |
437 |
252 |
190 |
259 |
|
Tri-x |
200 |
100 |
465 |
280 |
218 |
286 |
|
Aerografi |
64 |
250 |
393 |
208 |
146 |
214 |
|
Panatonic |
40 |
400 |
375 |
190 |
128 |
196 |
Расчет разрешающей способности для фотоплана представлен в таблице 10.
Таблица 10.
W, км/ч |
200 |
||||||
m |
2024 |
||||||
t(выдержка), с |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|||
0,01 |
0,004 |
0,002 |
0,001 |
||||
уw, мм |
0,274484 |
0,109794 |
0,054897 |
0,027448 |
|||
Rобъектив. фотоплан. атмосфера. смаз, 1/мм |
|||||||
Тип фотопленки |
Светочувствительность |
Разрешающая способность R, 1/мм |
|||||
Т-29 |
2700 |
75 |
3 |
8 |
13 |
16 |
|
Т-52Л |
1200 |
145 |
3 |
8 |
14 |
19 |
|
Т-38 |
250 |
260 |
4 |
8 |
15 |
20 |
|
Изопан-хром 100 |
80 |
360 |
4 |
8 |
16 |
21 |
|
Plus-x |
200 |
130 |
3 |
8 |
14 |
18 |
|
Tri-x |
200 |
100 |
3 |
8 |
14 |
17 |
|
Aerografi |
64 |
250 |
4 |
8 |
15 |
20 |
|
Panatonic |
40 |
400 |
4 |
8 |
16 |
21 |
|
Rp, 1/мм |
|||||||
Т-29 |
2700 |
75 |
3 |
7 |
12 |
14 |
|
Т-52Л |
1200 |
145 |
3 |
7 |
13 |
17 |
|
Т-38 |
250 |
260 |
3 |
8 |
14 |
18 |
|
Изопан-хром 100 |
80 |
360 |
3 |
8 |
14 |
19 |
|
Plus-x |
200 |
130 |
3 |
7 |
13 |
16 |
|
Tri-x |
200 |
100 |
3 |
7 |
12 |
16 |
|
Aerografi |
64 |
250 |
3 |
8 |
14 |
18 |
|
Panatonic |
40 |
400 |
3 |
8 |
14 |
19 |
|
Smin, мм |
|||||||
Т-29 |
2700 |
75 |
335 |
150 |
88 |
70 |
|
Т-52Л |
1200 |
145 |
325 |
139 |
78 |
60 |
|
Т-38 |
250 |
260 |
320 |
134 |
73 |
55 |
|
Изопан-хром 100 |
80 |
360 |
318 |
133 |
71 |
53 |
|
Plus-x |
200 |
130 |
326 |
141 |
79 |
61 |
|
Tri-x |
200 |
100 |
330 |
144 |
83 |
65 |
|
Aerografi |
64 |
250 |
320 |
135 |
73 |
55 |
|
Panatonic |
40 |
400 |
317 |
132 |
71 |
53 |
Разрешающая способность пленки.
а) рельеф
Таблица 11 Смаз
Тип плёнки |
Светочуствит. |
Разр. способность |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|
Т-29 |
2700 |
75 |
26 |
||||
Т-52Л |
1200 |
145 |
47 |
||||
Т-38 |
250 |
260 |
41 |
||||
Panatonic |
40 |
400 |
22 |
Таблица 12 Rp
Тип плёнки |
Светочуствит. |
Разр. способность |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|
Т-29 |
2700 |
75 |
23 |
||||
Т-52Л |
1200 |
145 |
42 |
||||
Т-38 |
250 |
260 |
37 |
||||
Panatonic |
40 |
400 |
20 |
Таблица 13 Smin
Тип плёнки |
Светочуствит. |
Разр. способность |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|
Т-29 |
2700 |
75 |
326 |
||||
Т-52Л |
1200 |
145 |
181 |
||||
Т-38 |
250 |
260 |
206 |
||||
Panatonic |
40 |
400 |
375 |
б) фотоплан
Таблица 14 Смаз
Тип плёнки |
Светочуствит. |
Разр. способность |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|
Т-29 |
2700 |
75 |
16 |
||||
Т-52Л |
1200 |
145 |
14 |
||||
Т-38 |
250 |
260 |
8 |
||||
Panatonic |
40 |
400 |
4 |
Таблица 15 Rp
Тип плёнки |
Светочуствит. |
Разр. способность |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|
Т-29 |
2700 |
75 |
23 |
||||
Т-52Л |
1200 |
145 |
42 |
||||
Т-38 |
250 |
260 |
37 |
||||
Panatonic |
40 |
400 |
20 |
Таблица 16 Smin
Тип плёнки |
Светочуствит. |
Разр. способность |
1/100 |
1/250 |
1/500 |
1/1000 |
|
Т-29 |
2700 |
75 |
23 |
||||
Т-52Л |
1200 |
145 |
42 |
||||
Т-38 |
250 |
260 |
37 |
||||
Panatonic |
40 |
400 |
20 |
Разрешающая способность связана со светочувствительностью, чем выше светочувствительность, тем ниже разрешающая способность. При малых выдержках необходимо использовать пленку большой светочувствительности.
При использовании цифровых камер или сканеров разрешающая способность ПЗС линейки матрицы будет:
(5,5)
где l - разрешение.
Суммарную разрешающую способность можно рассчитать по формуле:
(5,6)
При фотографировании с летательных аппаратов, между объектом съемки и АФА находится слой атмосферы, который повлияет на результирующую разрешающую способность. Учтем этот фактор в ведением коэффициента k=0,7.
(5,7)
На разрешающую способность системы объектив, фотопленка, атмосфера - повлияет сдвиг изображения, возникающий из-за того, что фотокамера в момент экспонирования фотопленки, совершает с летательным аппаратом линейные перемещения относительно фотографирования местности ().
(5,8)
(5,9)
где W - путевая скорость;
m - масштаб снимка;
t - выдержка.
Учтем также влияние светофильтра и других факторов, получим формулу для результирующей разрешающей способности:
(5,10)
На основе результирующей разрешающей способности можно определить размер объекта, который воспроизводится при съемке:
(5,11)
По известному минимальному размеру видимого на снимке объекта, можно определить вероятность качественного дешифрирования. Требовать, чтобы вероятность распознавания была равна или близка единицы не всегда возможно и целесообразно. Это вытекает из экономических соображений. Считается вполне удовлетворительным результат, характеризующий вероятность распознавания 0,7. При этом большинство задач, стоящих перед дешифрированием, будет выполняться с меньшим числом средств.
Вероятность дешифрирования можно подсчитать по формуле:
(5,12)
где Д - геометрический размер распознаваемого объекта;
Р - коэффициент распознавания объекта;
В - его средняя величина равная 1,62.
И так используя выше упомянутые формулы, рассчитаем результирующую разрешающую способности АФА и размер объекта, который воспроизводится при съемке , для создаваемого аэрофотоснимка для рисовки рельефа (таблиц10) и для создания фотоплана (таблица 9).
рельеф аэросъемка фотографирование
6. Дешифрирование
Дешифрированием называется процесс изучения изображений аэроснимков для обнаружения, опознавания и раскрытия содержания имеющихся в натуре различных объектов и элементов местности подлежащих отображению на топографической карте; определение их качественных и количественных характеристик, своеобразных свойств и особенностей. Топографическое дешифрирование является одним из основных процессов технологической схемы создания и обновления карт.
Для того чтобы наиболее достоверно выполнить дешифрирование необходимо иметь аэрофотоснимки, обладающие большой информативной емкостью, хорошим фотокачеством и большой разрешающей способностью. Топографическое дешифрирование на производстве выполняется на контактных отпечатках, фотосхемах, фотопланах, полученных преимущественно на глянцевой фотобумаге, которая обладает большей информативной емкостью по сравнению с матовой. Но на матовой бумаге лучше ложится карандаш и тушь, поэтому иногда используют дублированные отпечатки на глянцевой и матовой фотобумаге. Для топографических целей используют, в основном, черно-белые снимки. Цветные и спектрозональные снимки применяются при специальных видах дешифрирования: лесное, для геологических целей и др.
В зависимости от технологии создания карты или плана, характера и изученности района работ применяют следующие методы дешифрирования снимков: полевой, камеральный, комбинированный и аэровизуальный.
В данном проекте предлагается использовать комбинированный метод дешифрирования. Кроме того, дешифрирование следует выполнять на увеличенных отпечатках, так как масштаб дешифрированного материала должен быть примерно равен масштабу создаваемого плана.
Комбинированный способ дешифрирования или камерально-полевой в настоящее время является основным. В комбинированном методе дешифрирования аэроснимков большая часть работы по обнаружению и распознаванию объектов выполняется в камеральных условиях, а в поле выявляются те объекты или их характеристики, которые невозможно вскрыть камерально[6].
Любому методу дешифрирования предшествуют подготовительные работы, во время которых собирают и изучают необходимые для дешифрирования материалы: топографические карты, данные геодезических обследований, отчеты о прежних съемках, ведомственные картматериалы - планшеты специализированных топографических съемок и т.д.
При доработке камерального дешифрирования полевыми методами опознают объекты, которые были неуверенно опознаны на аэрофотоснимках из-за малых размеров, слабого контраста или по другим причинам, устанавливают недостающие характеристики объектов и наносят местные предметы и углы контуров, не изобразившиеся при аэрофотосъемке. Нанесение этих объектов выполняют обычно промерами. Данные измерений фиксируют на обратной стороне аэрофотоснимков или на отдельном абрисе.
Полное оформление результатов дешифрирования во всех случаях производят на составительском оригинале.
Результаты дешифрирования контролируют и принимают непосредственно на местности [9].
7. Проект фотограмметрических работ
7.1 Подготовительные работы
Подготовительные работы включают:
- сбор и анализ материалов картографического значения;
- изготовление и контроль диапозитивов;
- определение коэффициентов деформации и искажений изображения;
- составление рабочего проекта пространственной фототриангуляции;
- подготовка приборов к работе.
Исходными материалами для построения сети пространственной фототриангуляции являются:
- диапозитивы на стекле;
- контактные отпечатки;
- паспортные данные аэрофотосъемки: значения элементов внутреннего ориентирования и расстояний между противоположными координатными метками прикладной рамки аэрофотоаппарата, масштаб аэрофотосъемки;
- материалы планово-высотной подготовки аэрофотоснимков: каталоги координат и высот опознаков, контактные отпечатки аэрофотоснимков с опознанными и наколотыми опознаками, абрисами и описанием опознаков.
От тщательности выполнения подготовительных работ в значительной мере зависит точность сгущения.
В данной курсовой работе измерения будут выполняться по диапозитивам [2].
До изготовления диапозитивов аэрофильмы следует хранить в герметически закрытых банках при постоянной влажности и температуре. Печать диапозитивов выполняется с ненарезанных аэрофильмов на пластинки форматом 180Ч180 мм (±2 мм). Желательно использовать пластинки на шлифованном стекле или пластинки для научных целей.
Контактные станки, используемые для печати диапозитивов, должны обеспечивать надлежащее выравнивание аэрофильма и хороший контакт эмульсионной поверхности аэрофильма и пластинки.
В помещении, где находится контактный станок, должна поддерживаться постоянная влажность и температура; в этом помещении не следует выполнять работы, нарушающие стабильность условий (фотографическую обработку и промывку).
Перед изготовлением диапозитивов проводиться акклиматизация аэрофильмов в условиях помещения, где будет происходить печать (в течение 2-3 суток).
Все диапозитивы одной секции или маршрута следует печатать одновременно. Непосредственно после печати проверяют фотографическое качество диапозитивов и деформацию изображения.
Диапозитивы должны быть прозрачными. Изображение и координатные сетки должны быть резкими, все детали все детали на негативах должны сохраниться на диапозитивах.
Для выявления диапозитивов, имеющих деформацию, измеряют расстояния между изображениями координатных сеток ХХ и YY и сравнивают их с соответствующими расстояниями на прикладной рамке аэрофотоаппарата, определяемыми при калибровке, или на одном из диапозитивов маршрута. Измерение отрезков выполняют, как правило, на стереокомпараторах. По результатам измерений определяют коэффициент систематической деформации, которую можно учесть, введя поправку в фокусное расстояние:
(6.1.)
где - средний коэффициент систематической деформации;
- фокусное расстояние без учета деформации;
Перед составлением проекта работ по фотограмметрическому сгущению опорной сети следует убедиться в полноте и доброкачественности материалов геодезического обоснования: проверить качество изображения маркировочных знаков, соответствие накола опознанных точек по их описанию, идентичность наколов на основных и контрольных аэроснимках. При наличии ошибок опознавания или определения некоторых опорных точек, их следует исключить из обработки. В проекте фотограмметрического сгущения должны быть также указаны те точки, определение или опознавание которых вызывает сомнения. Эти точки должны быть проверены при построении или последующей обработки сети.
Для фотограмметрического сгущения опорной сети используют хорошо отъюстированные приборы. Один раз в полгода выполняется профилактический осмотр, чистка, проверка отдельных узлов и их юстировка. Рабочие поверки выполняют один раз в три месяца, а также в случае выявления нарушений юстировки в процессе работы.
Для проведения всего комплекса работ нам необходимо использовать следующие приборы: СПР-3, интерпретоскоп народного предприятия Сarl Ceiss, стереокомпаратор, фототрансформатор ФТМ.
Стереопроектор Г.В. Романовского.
1. Стереопроектор (СПР-3) предназначен для создания по аэрофотоснимкам топографических карт масштабов 1:25000, 1:10000 и крупнее. Прибор позволяет не только вычерчивать горизонтали и контуры карты в процессе фотограмметрической обработки отдельных стереопар по подготовленным заранее опорным точкам, но и определять координаты и отметки опорных точек методом пространственного фототриангулирования. Проектирование и пространственная засечка в СПР-3 осуществляются механически проектирующими рычагами, а фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков происходит в условиях преобразования связок проектирующих лучей, замененных проектирующими рычагами.
СПР-3 позволяет создавать карту по аэрофотоснимкам формата 18*18 см, полученным аэрофотоаппаратами с фокусными расстояниями камер в пределах 200-55 мм, если углы наклона фотоснимков соответственно не более 10-3°, а соотношение масштабов фотоснимков и карты колеблется в пределах 0,5-2,0.
Если масштаб карты мельче масштаба фотоснимков, то можно обрабатывать стереопары с колебанием рельефа местности 0,65Н; если масштаб карты крупнее масштаба фотоснимков, то соответственно 0,37Н. аэрофотоснимки с большим колебанием рельефа местности могут быть обработаны по зонам.
Точность карты, полученной на СПР-3, характеризуется погрешностями: - не более Н/3000; проведения горизонталей - не более Н/1000положения точек в плане - не более 0,1мм; определения высот отдельных точек.
Стереопроектор - крупногабаритный прибор, высота которого около 2 м, а площадь основания 1*1 м. Рассмотрим схему устройства стереопроектора .
Посредством рабочих движений Y1, Z2 и X3 перемещается вдоль одноименных осей прибора каретка высот 4, несущая счетчик высот. Эти движения вызывают перемещение фотоснимков относительно наблюдательной системы, что позволяет осуществить стереоскопическое наведение измерительной марки на точки модели. Наблюдательная система содержит объективы 9 и 10, перемещающиеся под действием корректоров, основные конструктивные элементы которых показаны на схеме: коррекционная плоскость 6 и скользящий по ней “палец”, стержень 7, муфта и пространственный раздвижной шарнир 8 коррекционного механизма левого снимка и аналогично муфта, шарнир 11, стержень и коррекционная плоскость 12 правого коррекционного механизма.
Механические центры проекции укреплены на каретке фокусных расстояний 13. Значение фокусного расстояния проектирования, величина которого может меняться в пределах 150-300 мм, отсчитывается по шкале 5. Засечка точек модели осуществляется 2 проектирующими рычагами, из которых правый 14.
Левый проектирующий рычаг и снимкодержатели с шарнирами цифрами не обозначены. Кроме того, в кружках даны базисные движения шаровых опор проектирующих рычагов Bx, By, Bz, движения и , отнесенные к правой коррекционной плоскости, - поворот правой кассеты в своей плоскости, ?x и ?y - линейные движения децентраций правой кассеты (фотоснимка), x и y - децентрирующие движения правого коррекционного механизма. Движения левой проектирующей системы на рисунке не показаны, так как движений, взятых в кружки, достаточно для построения модели перемещениями правого фотоснимка или их заменяющими движениями при неподвижном левом фотоснимке.
Наблюдение аэрофотоснимков в СПР-3 происходит ортогональными лучами; объективы 9 и 10 являются завершающими оптическими деталями стереоскопической системы, окуляры которой расположены перед глазами наблюдателя, сидящего за прибором.
В оптической системе имеются сменные, светящиеся (разного цвета и размера) измерительные марки в виде точек кружков. При правильном наблюдении исполнитель видит одну пространственную марку, перемещаемую в пространстве стереоскопической модели местности движениями X, Y и Z. Так как аэрофотоснимки в приборе расположены горизонтально, а при плановой аэрофотосъемке они получены с некоторыми малыми углами наклона, то для введения поправок за наклоны в положение точек фотоснимков служат специальные коррекционные механизмы.
2. Действие коррекционного механизма в СПР-3 схематически показано на рис.6.1.3. Здесь дана схема правого коррекционного механизма, левый механизм такой же. Механизм вводит поправку в положение точки “а” аэрофотоснимка 1 путем смещения объектива 2 наблюдательной системы. Это смещение происходит под действием толкателя 3, разделенного особым пространственным шарниром и соединенного с вертикально перемещающейся муфтой 4. Положение последней зависит от вертикального перемещения пальца 5, от наклона коррекционной плоскости механизма и от установленного расстояния l0 пальца от центра вращения этой плоскости.
Пространственный шарнир и коррекционная плоскость соединены со стержнями R1 и R2, которые отклоняются на углы ' и при перемещении фотоснимка перед наблюдательной системой. Если наблюдается точка нулевых искажений, то стержни занимают вертикальное положение и поправка = 0. Если визирная марка наводится наблюдателем на некоторую точку фотоснимка а, то стержни, наклоняясь на указанные углы, поворачивают коррекционную плоскость; палец 5 и муфта 4 меняют свою высоту на некоторую величину ?, а пространственный шарнир соответственно приводит к перемещению объектива 2 на поправку .
Поправка за угол наклона в положение точки на снимке выражается формулой:
(7.1.1.)
где rc - радиус-вектор взятой точки при полюсе в точке нулевых искажений;
- полярный угол радиус-вектора.
Если в этой формуле сомножитель заменить через и r2с, т.е. через угол наклона радиус-вектора и через его значения на горизонтальном и наклонном фотоснимках, то получим: [8]
(7.1.2.)
что и должно учитываться коррекционным механизмом.
Проследим действие коррекционного механизма по рис. 6.1.3. Из треугольника, образованного раздвоением пространственного шарнира, следует, что
,
а из треугольника, образованного пальцем 5 и его расстоянием от центра коррекционной плоскости. [8]
.
Очевидно,
,
но так как
и ,
то
. (7.1.3.)
Приравнивая формулу (6.1.2.) и (6.1.3.), мы видим, что для правильного действия механизма необходимо установить[8]
,
но так как механизм пространственный, то смещением пальца 5 устанавливается продольное и поперечное[8]
(7.1.4.)
Эта установка и подбирается взамен наклонов фотоснимка в процессе взаимного ориентирования фотоснимков на приборе последовательным приближением при устранении поперечных параллаксов по известной схеме.
3. Для того, чтобы решить вопрос о точности и использовании универсального метода при съемках в различных масштабах, необходимо учитывать много факторов, основными из которых будут: параметры аэрофотосъемки, точность универсального прибора и точность определения опорных точек.
Пусть создается карта в масштабе 1:10000 с сечением 2,5 м. Тогда при масштабе аэрофотосъемки около 1:14000 и при АФА с фокусным расстоянием 70 мм высота фотографирования будет порядка 1000 м и применение прибора СПР-3 обеспечит следующую точность карты: среднюю погрешность по высоте для отдельных точек 0,2 м и для горизонталей 0,5 м. В этом случае допуски соответственно 0,8 и 1,0 м удовлетворяются со значительным запасом [8].
Основные технические характеристики СПР.
Формат аэроснимков 18Ч18 см
Фокусное расстояние аэрофотоснимков от 35 до 350 мм
Фокусное расстояние прибора 150-300 мм
Увеличение наблюдательной системы 6 и 10Ч
Поле зрения 30 мм
Диаметр измерительных марок 0,03-0,04 мм
Отношение масштаба снимка к масштабу карты 0,5-10,0
Максимальная разность высот точек местности 0,5·H
Допустимые углы наклона аэрофотоснимков при фокусных
расстояниях f, равных 100 и 35 мм 5,1° и 1,8°
СКП определения высот по макетным снимкам 1:8000 от высоты фотографирования
Размер стереопроектора 116Ч120Ч190 см
Масса стереопроектора 800 кг
Размеры координатографа 120Ч128Ч80 см
Масса координатографа 150 кг
Рабочие поверки стереопроектора Г.В. Романовского.
В задачу рабочих поверок универсальных приборов входит периодическое определение мест нуля шкал всех отсчетных приспособлений.
Порядок выполнения поверок составлен таким образом, чтобы каждая последующая поверка не нарушала предыдущую. Кроме того, методика рабочих поверок основана на том, чтобы при их выполнении использовалась только контрольная сетка. Такая методика поверок исключает использование индикатора, струбцин, уровней. Выполнение рабочих поверок только по контрольной сетке позволяет использовать внутренние связи прибора и определить места нуля шкал при условии заюстирования погрешностей одного узла другим, что является положительным фактором, так как при обработке аэрофотоснимков на измеренные координаты оказывает влияние суммарный результат работы всех узлов прибора. Если при выполнении рабочих поверок наблюдается отклонение от требуемых условий, то прибор должен быть переюстирован механиком.
Перед началом поверок в оба снимкодержателя закладывают контрольные сетки стороной с нарезанными линиями к прижимному стеклу и центрируют с помощью 4-кратной лупы по штрихам, награвированным на этом стекле. С целью облегчения нахождения в дальнейшем центрального креста нужно на контрольной сетке с обратной стороны тушью или чернилами нарисовать круг (квадрат) вокруг этого креста. Линии сетки, параллельные глазному базису, называются продольными, а перпендикулярные к нему - поперечными.
Подобные документы
Определение номенклатуры листов топографических планов. Проектирование аэрофотосъемки, составление проекта. Характеристика плановых и высотных геодезических сетей. Типовые схемы привязки плановых опознаков. Приборы и методы угловых и линейных измерений.
курсовая работа [387,1 K], добавлен 19.02.2011Физико-географическая характеристика объекта. Топографо-геодезическая изученность территории. Проект АФС и размещение планово-высотных опознаков (ОПВ). Определение маршрутов АФС и границ тройного перекрытия снимков. Проект геодезической сети сгущения.
курсовая работа [653,7 K], добавлен 23.04.2017Фокусное расстояние аэрофотоаппарата. Допустимая погрешность измерения расстояния по карте. Выбор двух идентичных точек на карте и на аэроснимке. Определение абсолютной, относительной и средней высоты фотографирования. Определение масштаба аэроснимка.
лабораторная работа [76,3 K], добавлен 16.11.2011Определение географических координат углов рамки исходной трапеции. Характеристика плановых и высотных геодезических сетей на участке. Применение аэрофототопографической съемки для создания планов крупных масштабов. Процесс вычисления с системой GPS.
курсовая работа [502,3 K], добавлен 10.02.2013Основные положения и принципы проектирования плановых и высотных инженерно-геодезических разбивочных сетей. Проектирование плановых одиночных ходов между исходными пунктами опорной геодезической сети. Планирование систем плановых и высотных ходов.
контрольная работа [247,7 K], добавлен 10.05.2015Геодезическая и физико-географическая изученность территории. Осуществление аэрофотосъемки и создание ее схемы. Планово-высотная привязка опознаков. Топографическое дешифрирование аэрофотоснимков камеральным методом. Рисовка рельефа и составление планов.
контрольная работа [20,9 K], добавлен 23.04.2014Создание карт и планов. Применение фотограмметрии для решение различных научных и прикладных задач. Использование изображения для определения форм, размеров и положения объекта. Первые воздушные съемки. Основные периоды развития фотограмметрии.
презентация [2,1 M], добавлен 21.05.2015Построение и уравнивание фотограмметрической сети. Создание проекта, проведение внутреннего и взаимного ориентирования снимков. Цифровое моделирование рельефа. Расчет блочной фототриангуляции. Выполнение рисовка орографических линий в стереорежиме.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 27.09.2014Создание технологической схемы изготовления фотопродукции на основе фрагмента фотоплана, устаревших мелкомасштабных топографических карт и планов разных масштабов. Расчет оптимальных параметров аэрофотосъемки и планово-высотного сгущения, дешифрирование.
курсовая работа [63,4 K], добавлен 24.05.2009Выбор схемы водоснабжения, трассировка водопроводной сети. Особенности гидравлического расчёта и составления схемы сети. Расчёт магистрали трубопровода, сложного ответвления, высоты водонапорной башни, равномерного распределения воды к потребителю.
курсовая работа [469,5 K], добавлен 29.05.2015