Мак Петр Анатольевич. Фототеодолитная сьемка

ФОТОТЕОДОЛИТНАЯ СЪЕМКА

-- Сущность фототеодолитных съемок и их назначение

Фототеодолитная съемка позволяет определять координаты точек местности и составлять топографические планы, а также готовить цифровые модели местности (ЦММ) по фотоснимкам, получаемым при фотографировании земной поверхности.

Фототеодолитная съемка (как и другие виды фотограмметрии) обладает рядом существенных достоинств, особенно ценных на современном этапе перехода на технологию и методы системного автоматизированного проектирования (САПР).

l. Высокая точность измерений, обусловливаемая использованием снимков местности, получаемых прецизионными фотокамерами, с последующей их обработкой на точных стереофотограмметрических приборах и компьютерах.

2. Небольшой удельный вес полевых работ (25 -- 30%) с выполнением основного объема работ по подготовке топографических планов и ЦММ в камеральных условиях с широким использованием средств автоматизации и компьютерной техники.

3. Высокая производительность труда, обусловливаемая в частности тем, что измеряются не сами объекты, а их фотографические изображения.

4. Объективность и достоверность результатов измерений, в связи с тем, что изображения местности получают фотографическим способом.

5. Сбор информации о местности дистанционным способом, что особенно важно при работах в труднодоступной местности, когда пребывание в пределах снимаемого участка опасно для жизни человека (например, крутые горные склоны, осыпи, обрывы, болота и т. д.).

6. Возможность автоматизации процесса сбора, регистрации и обработки данных с автоматической подготовкой топографических планов на графопостроителях и ЦММ.

Рельеф и ситуационные особенности местности можно установить, если фотографировать ее с двух точек (рис. 1).

0x01 graphic

Рис.1. Наземная стереопара

Если Р₁ и Р₂ есть пара снимков некоторого участка местности (стереопара), полученных с точек S₁ и S₂а а₁, а₂ и b₁, b₂ изображение точек А и В местности на соответствующих фотоснимках, то для получения стереоскопической модели местности необходимо придать снимкам то положение, которое они занимали относительно друг друга во время съемки, и восстановить по ним связки лучей, существовавшие в момент фотографирования.

Расстояние между центрами проекций S₁ и S₂ называют базисом фотографирования. Изменяя расстояния между центрами проекций, получают стереоскопические модели разных масштабов, которые затем можно использовать для измерения координат характерных точек местности с целью получения топографических планов и ЦММ.

Для производства наземных фототопографических съемок используют специальные приборы -- фототеодолиты и стереофотокамеры.

Фототеодолитные съемки наиболее часто применяют при производстве топографических съемок открытой пересеченной местности, при производстве топографических съемок труднодоступной местности, при создании планово-высотного обоснования аэросъемок и при обследованиях существующих искусственных сооружений.

Применение фототеодолитных съемок эффективно при изысканиях вновь строящихся и особенно реконструируемых объектов.

Фототеодолиты и их устройство

При производстве фототеодолитных топографических съемок используют специально сконструированные для этих целей приборы -- фототеодолиты.

Фототеодолит (рис. 2) служит для фотографирования местности с базисных точек при заданном положении оптической оси относительно базиса фотографирования. Расстояния от базиса фотографирования до снимаемых точек местности, как правило, весьма значительны по сравнению с фокусным расстоянием камеры, поэтому в фототеодолитах прикладную рамку совмещают с главной фокальной плоскостью объектива для получения резкого изображения удаленных объектов. Объективы фототеодолитов имеют небольшую светосилу (в связи с тем, что при фотографировании местности камера, устанавливаемая на штативе, неподвижна), однако обладают исключительно высокой разрешающей способностью.

0x01 graphic

Рис. 2. Фототеодолит Photeo 19/1318:

а-общий вид спереди; 2-подставка с подъемными винтами; 3-объектив "Ортопротар" с фокусным расстоянием f_к= 190 мм; 4-ориентирующее устройство; б-вид сзади: 5-прикладная рамка; 6-цилиндрические уровни

Для исключения деформации фотоизображения при фототеодолитных съемках применяют фотопластины или фототеодолиты со специальными слабо деформирующимися фотопленками, обладающими малой светочувствительностью, но высокой разрешающей способностью (рис. 3).

0x01 graphic

Рис. 3. Фотокамера UMK 10/1318

Фототеодолит представляет собой фотокамеру, изготовленную из легкого сплава, с укрепленным на ней ориентирующим устройством.

В задней фокальной плоскости объектива размещена металлическая прикладная рамка, к которой прижимается фотографическая пластинка.

На прикладной рамке размещены четыре координатные метки, при этом прямые, соединяющие центры противоположных меток, определяют положение главной точки снимка (рис. 4), т. е. положение основания перпендикуляра, опущенного из центра объектива на плоскость прикладной рамки.

0x01 graphic

Рис. 4. Оси координат наземного фотоснимка

Главную точку принимают за начало координат снимка.

К нижней стенке камеры жестко прикреплена вертикальная ось вращения теодолита со втулкой и микрометренно-зажимным устройством. При установке фототеодолита в рабочее положение втулку оси вставляют в подставку (трегер) и закрепляют винтом.

Объектив камеры -- "Ортопротар" имеет фокусное расстояние, порядка 190 мм. Для увеличения угла поля изображения в вертикальной плоскости объектив установлен в суппорте, перемещающемся в направляющих, при этом величина перемещения отсчитывается по шкале.

В задней части камеры укреплены регистратор номеров съемочных точек и указатель вида съемки. Номер и индекс вида съемки устанавливают с помощью барабанчиков регистратора и указателя вида съемки и фиксируют на фотопластинке при фотографировании. Два кольца регистратора позволяют устанавливать номер съемки от 0 до 99. Указатель вида съемки имеет шесть положений:

нормальное A съемка с левой точки базиса

отклонение влево AL

отклонение вправо AR

нормальное B съемка с правой точки базиса

отклонение влево BL

отклонение вправо BR

Прижимное устройство представляет собой металлическую рамку с пазами для установки и закрепления кассеты. Прижимная рамка отодвигается от камеры барабанчиками. Вместо кассеты при этом может быть установлено матовое стекло для определения границ участка съемки местности.

Ориентирующее устройство, предназначенное для установки оптической оси камеры в заданное положение относительно базиса фотографирования, состоит из зрительной трубы двадцатикратного увеличения, отсчетного микроскопа и стеклянного лимба с делениями через 20'. Для точной установки отсчета по лимбу имеются закрепительный и микрометренный винты. Зрительную трубу можно поворачивать только в горизонтальной плоскости. Оптическую ось можно также наклонять в вертикальной плоскости вращением барабанчика, при этом угол наклона оптической оси отсчитывают по барабанчику и вертикальному кругу.

Установку фототеодолита в рабочее положение осуществляют с помощью подъемных винтов по двум цилиндрическим уровням со взаимно перпендикулярными осями, расположенными на верхней панели камеры.

Тахеометр Theo-020, входящий в фототеодолитный комплект, используют для определения геодезическими методами координат одной из точек базиса, его дирекционного угла, длины базиса и координат опорных (корректурных) точек.

Базисная рейка служит совместно с теодолитом Theo-020 для определения длин линий параллактическим методом и, в частности, для измерения длин базисов.

2. Элементы ориентирования стереопар

В наземной фотограмметрии положение любой точки местности может быть определено в пространственной прямоугольной системе координат. Для удобства обработки стереопар используют две системы координат: фотограмметрическую (правую) и геодезическую (левую).

Систему геодезических координат О,Х,Y,Z -- левую, используют для определения геодезических координат измеряемых точек местности (рис. 5, а).

0x01 graphic

Рис. 5. Системы координат снимков стереопары: Рис. 6. Продольный и поперечный параллаксы точки А

а-геодезическая; б-фотограмметрическая

Систему координат О,Х,Y,Z -- правую, используемую для определения взаимного положения точек местности, называют фотограмметрической (рис. 5, б).

Кроме того, для определения положения точек на снимке используют плоскую систему прямоугольных координат о,х,z (см. рис. 4). Начало этой системы находится на пересечении прямых, проходящих через координатные метки, т. е. совпадают с главной точкой снимка.

Если х₁ z₁ и х₂ z₂-- координаты соответствующих точек а₁ и а₂ на стереопаре P₁ -- Р₂ (рис.6), то разность абсцисс соответствующих точек называют продольным параллаксом р, а разность аппликат -- поперечным параллаксом q:

р = х₁ -- х₂,

q = z₁ -- z₂. (1)

Восстановление положения снимков в момент фотографирования осуществляют по элементам его ориентирования. Различают элементы внутреннего и внешнего ориентирования.

Положение снимка относительно центра проекций S (рис. 7, а) определяется элементами внутреннего ориентирования, к которым относятся фотограмметрические координаты главной точки снимка х₀, z₀ и фокусное расстояние камеры f_к.

0x01 graphic

Рис. 7. Элементы ориентирования снимка: Рис. 8. Углы скоса и конвергенции

а-внутреннего; б-внешнего

Следует иметь в виду, что при юстировке прибора добиваются, чтобы начало фотограмметрических координат совпадало с главной точкой снимка, т. е. чтобы основание перпендикуляра, опущенного из центра проекций (центра объектива камеры) S на фокальную плоскость, точно совпадало с точкой пересечения прямых, соединяющих противоположные метки прикладной рамки фототеодолита, при этом оказывается, что х_о = z_o= 0. Элементы внутреннего ориентирования позволяют восстановить по снимку положение связки лучей, существовавшую в момент фотографирования.

Положение связки проектирующих лучей относительно геодезической системы координат определяется элементами внешнего ориентирования, к которым относят (рис. 7, б):

Х_S, Y_S, Z_S -- координаты центра проекций S в геодезической системе координат;

? -- дирекционный угол главного луча S₀;

? -- угол наклона главного луча к горизонту;

? -- угол поворота снимка, т. е. угол между осью ОХ и горизонтальной плоскостью.

В практике наземной фотограмметрии элементы внешнего ориентирования представляют в виде, исключающем необходимость определения координат правой точки базиса фотографирования, тогда:

Х_S₁, Y_S₁, Z_S₁ -- геодезические координаты левой точки базиса фотографирования;

?₁ -- угол наклона главного луча левого снимка;

?₁ -- угол поворота левого снимка;

?₁ -- угол скоса (рис. 8) левого снимка (при отклонении луча влево от перпендикуляра к базису угол скоса принимают положительным, при отклонении вправо -- отрицательным);

? _h-- дирекционный угол базиса (с его левой точки на правую);

B -- горизонтальная проекция базиса фотографирования;

h_b -- превышение между правой и левой точками базиса;

?₂ -- угол поворота правого снимка;

?₂ -- угол наклона главного луча правого снимка;

? -- угол между проекциями главных лучей левого и правого снимка (см. рис. 8), при этом

? = ?₂ - ?₁ (2)

При положительном значении ?, когда лучи сходятся, угол называют углом конвергенции.

Все элементы внешнего ориентирования, как правило, определяют геодезическими методами и при обработке стереопар считаются известными.

3. Виды фототеодолитных сьемок

В зависимости от положения снимков стереопары относительно базиса различают пять основных видов фототеодолитных съемок: нормальный, равноотклоненный, равнонаклоненный, конвергентный и общий.

Рис. 9. Виды фототеодолитных съемок:

а- нормальный; б-равноотклоненный; в-конвергентный

При нормальной съемке главные лучи левого и правого снимков горизонтальны и перпендикулярны к базису фотографирования (рис. 9, а), при этом выдерживается равенство:

?₁ = ?₂ = ?₁ = ?₂ = ?₁ = ?₂ = 0

При равноотклоненной съемке главные лучи горизонтальны и параллельны между собой, но составляют с базисом некоторый угол, отличный от 90® (рис. 9, б), при этом

?₁ = ?₂# 0; ?₁ = ?₂ = ?₁ = ?₂ = 0

Обычно принимают ?₁ = ?₂ = 31® 30'.

При равнонаклоненной съемке главные лучи перпендикулярны к горизонтальной проекции базиса, но наклонены к горизонту на один и тот же угол, при этом

?₁ = ?₂ = ?₁ = ?₂ = 0; ?₁ = ?₂ # 0

При конвергентной съемке главные лучи горизонтальны, но не параллельны один другому (рис. 9, в), при этом

?₁ # ?₂; ?₁ = ?₂ = ?₁ = ?₂ = 0

И, наконец, при общем случае съемки главные лучи занимают произвольное положение относительно базиса фотографирования и относительно друг друга, при этом

?₁ # ?₂; ?₁ # ?₂ ; ?₁ # ?₂

Из перечисленных пяти возможных видов фототеодолитных съемок наиболее часто применяют нормальный и равноотклоненный виды съемок, и значительно реже равнонаклоненный и конвергентный, при этом равнонаклоненный вид съемки обычно применяют в пересеченной и горной местности в комбинации с нормальным и равноотклоненным видами.

Конвергентный вид используют для увеличения взаимного перекрытия снимков, при большой длине базиса фотографирования.

0бщий вид съемки, чрезвычайно сложный в обработке, применяют лишь при условии обязательного использования универсальных стереофотограмметрических приборов или компьютерных фотограмметрических систем для обработки результатов измерений.

4. Определение координат точек местности по стереопарам

Рассмотрим наиболее распространенные нормальный и равноотклоненный случаи фототеодолитных съемок.

На местности с точек базиса S₁ и S₂ выполнена фототеодолитная съемка нормального вида, т.е. когда оптическая ось фотокамеры горизонтальна, и перпендикулярна горизонтальной проекции базиса.

Учитывая, что фотограмметрическая система координат имеет своим началом точку S₁ (рис.10, а), координаты любой точки местности I_oбудут равны Х_i, Y_i, Z_i, а координаты ее изображения на левом снимке стереопары -- х_i₁, z_i₁ и на правом снимке -- х_i₂, z_i₂

Рис. 10. Схемы определения координат точек местности для случаев фототеодолитной съемки: а-нормального; б-равноотклоненного

Как следует из рис. 10, а, по измеренным координатам соответствующих точек на снимках стереопары можно определить фотограмметрические координаты этих точек местности. Действительно, если провести из точки базиса S₁ прямую, параллельную линии S₂I₀, то из подобия треугольников ? I₀^? S₁I₀и ? i₀^? S₁i₁ получим

0x01 graphic
,

откуда

0x01 graphic
(3)

где f_к -- фокусное расстояние объектива; В -- горизонтальная проекция базиса фотографирования; р_i = х_i₁ -- х_i₂ -- продольный параллакс.

Аналогичным образом из рис. 10, а следует

откуда

0x01 graphic
. (4)

И наконец, определяем фотограмметрическую высоту точки

0x01 graphic

откуда

0x01 graphic
. (5)

При равноотклоненной фототеодолитной съемке оптические оси фотокамеры в точках фотографического базиса S₁ и S₂ отклонены от горизонтальной проекции базиса В на угол ? (рис.10,б). Очевидно, что результаты съемки будут идентичны, если выполнить съемку нормального вида с точек S₁ и S₂^? базиса В'. Тогда из формул (3) -- (5) следует

;

(6)

Из рис. 3, б следует, что

S₁S₂" = В cos ? и S₂" S₂ = В sin ?.

Учитывая, что треугольники ? S₂O₂i₂ и ? S₂S₂" S₂ ' подобны, находим

0x01 graphic

Таким образом, общая длина горизонтальной проекции базиса В' определится

0x01 graphic
. (7)

Подставляя выражение (7) в формулы (6), окончательно получим зависимости для вычисления фотограмметрических координат точек местности для случая равноотклоненной фототеодолитной съемки местности

0x01 graphic
(8)

Зная геодезические координаты Y_S₁, X_S₁ и Z_S₁ первой точки базиса S₁и дирекционный угол базиса ?_b, используя правило поворота координат, легко определить геодезические координаты снимаемых точек

(9)

Аналогичным образом могут быть получены расчетные зависимости дня вычисления координат точек местности и для других видов наземной фотограмметрической съемки.

5. Полевые работы при выполнении фототеодолитных съемок

Комплекс полевых работ при фототеодолитных топографических съемках обычно бывает представлен следующими этапами:

-- рекогносцировка снимаемого участка местности;

-- сгущение геодезического съемочного обоснования с геодезической привязкой базисов фотографирования и корректурных точек;

-- фототеодолитная съемка участка;

-- фотолабораторные работы;

-- контроль качества негативов;

-- топографическое дешифрирование снимков;

-- досъемка "мертвых" пространств;

-- вычисление координат базисных и корректурных точек, длин и дирекционных углов базисов.

Непосредственно процессу производства полевых фотосъемочных работ предшествует этап разработки проекта фототеодолитной съемки.

В проекте съемки освещают и решают следующие вопросы:

- местоположение и описание особенностей снимаемого участка местности;

- обоснованность участка картографическим, аэросъемочным и другими материалами;

- сведения о пунктах государственной геодезической сети;

- необходимая точность съемочного обоснования;

- расчеты, связанные со сгущением съемочного обоснования, с фототеодолитной съемки и с объемами работ для составления сметы;

- схемы размещения пунктов съемочного обоснования;

- схемы определения координат базисных и корректурных точек;

- схемы фототеодолитной съемки с указанием положения базисных и корректурных точек, границ съемки с каждого базиса с выделением "мертвых" зон.

Графическую часть проекта составляют на основании имеющихся планов и карт масштабов, обычно в 4 -- 5 раз более мелких, чем, намечаемый масштаб фототеодолитной топографической съемки.

Составленный таким образом проект служит основой для разработки рабочего проекта фототеодолитной съемки, осуществляемой после рекогносцировки снимаемого участка местности. В задачи рекогносцировки входят:

-- определение на местности границ участка съемки;

-- уточнение мест расположения базисов фотографирования и корректурных точек;

-- размещение точек съемочного обоснования, не совпадающих с базисными и корректурными точками;

-- составление схемы геодезических определений базисных и корректурных точек.

При выборе положения базисов руководствуются следующими соображениями:

- с базисных точек должен быть хорошо виден весь намеченный к сьемке с данного базиса участок местности, по возможности без "мертвых" зон;

- намеченные базисные точки следует размещать в местах, удобных для установки штативов под фототеодолит, тахеометр и базисную рейку;

- базисные точки необходимо размещать в местах, обеспечивающих их длительную сохранность, и по возможности на открытых возвышенных местах с обеспечением взаимной видимости и видимости до ближайших пунктов съемочного обоснования;

- длина каждого базиса должна приблизительно соответствовать расчетным их значениям, определяемым по формуле:

0x01 graphic
, (10)

где Y_max -- расстояние по главному лучу левого снимка до дальней границы снимаемого участка местности;

f_k -- фокусное расстояние объектива фототеодолита;

m_t -- допустимая средняя квадратическая ошибка в определении положения контурных точек (обычно m_t =Ђ 0,5 мм) m_пл;

m_p- средняя квадратическая ошибка определения продольного параллакса (обычно m_p =Ђ 0,01 мм);

0x01 graphic
,

где x_i₂ - наибольшее значение координаты x₂ в пределах рабочего поля стереопары;

- положение базисов необходимо устанавливать таким образом, чтобы снять весь намеченный участок местности при наименьшем количестве стереопар. Обычно фототеодолитную съемку с каждой базисной точки предусматривают в трех направлениях, при этом для нормального случая съемки базисы располагают примерно параллельно фронту снимаемого участка (общему направлению горизонталей);

- наклон базиса не должен быть больше 10®.

Корректурные точки - точки с известными геодезическими координатами X,Y,Z, изображающиеся на обоих снимках стереопары, служат для исключения погрешностей, связанных с ошибками ориентирования. Процесс определения поправок к элементам ориентирования называют корректурой стереоскопической модели.

До начала фототеодолитной съемки маркируют все корректурные точки, определяемые геодезическим способом, одну из точек каждого съемочного базиса, а также пункты съемочного обоснования.

Для корректуры стереоскопической модели местности каждая стереопара должна быть обеспечена по меньшей мере тремя корректурными точками с известными геодезическими координатами, размещаемыми на дальнем плане снимков. При этом одна из корректурных точек, как правило, размещается на главном луче правого снимка, а две другие -- на краях участка местности, охватываемого рабочим полем стереопары.

Для уменьшения общего числа корректурных точек их целесообразно размещать на участках взаимного перекрытия смежных стереопар.

Координаты корректурных точек определяют, как правило, геодезическими способами с соблюдением норм точности и методов, предусмотренных инструкциями по топографическим съемкам в соответствующих масштабах для пунктов съемочного обоснования. Для уменьшения объема полевых работ стремятся, чтобы по возможности наибольшее число пунктов съемочного обоснования совпадало с базисными или корректурными точками. Чрезвычайно эффективным при создании планово-высотного обоснования фототеодолитных съемок (определении координат базисных и корректурных точек) является использование приемников систем спутниковой навигации "GPS" геодезического класса точности.

Перед началом фототеодолитной съемки производят рабочие поверки, фототеодолитного комплекта, после чего приступают непосредственно к производству самой съемки. Работа на каждой базисной точке предусматривает выполнение самой фотографической съемки, измерение угла наклона и горизонтальной проекции длины, а также выполнение других предусмотренных проектом съемки геодезических работ.

Процесс производства топографических съемок с использованием фототеодолитного комплекта Photheo 19/1318 включает в себя выполнение следующих операций:

-- на левой и правой точках базиса фотографирования устанавливают штативы. На левом штативе устанавливают фототеодолит, а на правом - визирную марку;

-- прибор центрируют, приводят в рабочее положение и измеряют его высоту i (до верхнего обреза втулки подставки). Тогда общая высота прибора определится как сумма высоты i плюс некоторая постоянная величина ?i, принимаемая для фототеодолита Photheo равной 0,11 м, для тахеометра Theo-020 -- 0,14 м, для визирной марки -- 0,14 м и для базисной рейки -- 0,04 м. Результаты измерений заносят в журнал фототопографической съемки;

-- фототеодолит ориентируют и выясняют необходимость изменения положения объектива по высоте, для чего открывают крышку матового стекла, снимают крышку объектива и рассматривают изображение местности на матовом стекле и в случае необходимости для полного охвата местности смещают объектив вверх или вниз от нулевого положения. Иногда выполняют съемку при двух положениях объектива -- верхнем и нижнем. Соответствующее положение объектива фиксируют в журнале фототеодолитной съемки;

-- закрывают объектив крышкой, вынимают рамку с матовым стеклом и вставляют кассету;

-- на нумераторе устанавливают номер базисной точки, с которой производят съемку, а на регистраторе -- вид съемки (А, AL или AR -- при съемке с левой точки базиса и В, BL или BR -- при съемке с правой точки);

-- проверяют правильность установки и ориентирования прибора, производят экспонирование и извлекают кассету.

С каждой съемочной точки, как правило, получают три снимка с нормальными и равноотклоненными (вправо и влево) осями со стандартными углами скоса, равными для фототеодолита Photheo ? = 35^g = 31®30' (см. рис. 9, б).

Завершив работу на левой точке базиса, снимают фототеодолит с подставки и переносят его на правую съемочную точку, а визирную марку переносят на левую. Перестановку фототеодолита и визирной марки производят без изменения положения штативов.

Фотосъемки с левой и правой базисных точек производят по возможности с минимальным разрывом во времени. При этом каждый раз перед фотографированием определяют необходимую выдержку по фотоэкспонометру.

Длину базиса фотографирования измеряют после съемки с относительной ошибкой не более 1:1000. При длине базиса менее 50 м измерения производят компарированной рулеткой, а при больших длинах применяют параллактический метод измерения при помощи тахеометра и дальномерной базисной рейки. В последнее время для этой цели иногда стали использовать ручные безотражательные дальномеры типа MM30 -- 31, обеспечивающие измерение с необходимой точностью расстояний от 0,2 до 100 м.

Измеряют горизонтальные и вертикальные углы при двух положениях круга теодолита со средними квадратическими ошибками: для горизонтальных углов не более Ђ15" и для вертикальных - не более Ђ30".

По мере накопления экспонированных пластинок производят фотолабораторные работы с последующей оценкой фотографического и фотограмметрического качества негативов. Негативы неудовлетворительного качества подлежат пересъемке.

После получения негативов и контактных отпечатков производят топографическое дешифрирование, предназначенное для опознавания и фиксации на снимках точек съемочного обоснования, корректурных точек, а также объектов и характерных контуров местности, подлежащих изображению на топографическом плане заданного масштаба. В необходимых случаях дешифрирование производят непосредственно в поле путем сличения снимков с местностью.

Основными объектами топографического дешифрирования являются:

-- пункты государственной геодезической сети, точки съемочного обоснования и корректурные точки;

-- элементы рельефа (например, обрывы, границы осыпей, скал и т. д.);

-- характерные контуры местности (например, леса, пашни, огороды, болота, озера и т.д.);

-- гидрографическая сеть;

-- дороги с элементами земляного полотна и дорожного водоотвода;

-- геологические выработки (например, скважины, шурфы, расчистки, точки геофизической разведки);

-- линии связи, электропередачи, кабели, нефтепродуктопроводы, газопроводы, водоводы и т.д.;

-- отдельные здания и сооружения.

После окончания полевых работ представляют следующие материалы и документы:

- схему фототеодолитной съемки;

- схему съемочного обоснования и корректурных точек;

- комплект негативов фототеодолитной съемки;

- отдешифрированные снимки и ведомости дешифрирования;

- журнал фототеодолитной съемки;

- полевые журналы геодезических измерений;

- журнал оценки качества негативов и другие материалы.

-- Камеральные работы

Камеральные работы при использовании материалов фототеодолитных съемок выполняют прежде всего с целью составления крупномасштабных топографических планов местности и ЦММ, а также для решения других инженерных задач (например, для планово-высотного обоснования аэросъемок, ландшафтного проектирования автомобильных дорог, обследования существующих искусственных сооружений, при выполнении морфометрических работ на переходах через водотоки и т. д.).

В наземной фотограмметрии применяют три способа камеральной обработки стереопар: графический, графо-механический и аналитический.

Независимо от используемого способа обработки материалов фототеодолитных съемок процессу подготовки топографических планов и ЦММ предшествует обязательный этап корректуры стереоскопической модели для исключения погрешностей, связанных с ошибками ориентирования прибора.

Графический способ применяют для составления топографических планов при отсутствии универсальных стереофотограмметрических приборов: стереокомпараторов с автоматической регистрацией и обработкой данных измерений, стереоавтографов, приборов типа Технокарт и т. д.

Планы составляют путем рисовки ситуации и рельефа по характерным точкам местности, плановое и высотное положение которых определяют по стереопарам на стереокомпараторе (рис. 18.11), ручным измерением координат х, z и продольных параллаксов р. Съемочные точки наносят на прозрачную основу с помощью простейших приборов, графически решающих уравнения нормального и равноотклоненного видов съемки, с последующим копированием готового участка плана на планшет.

Существенным недостатком графического способа является низкая производительность труда и невозможность непосредственной подготовки ЦММ в ходе обработки стереопар.

0x01 graphic

Рис.11. Стереокомпаратор 1818:

1 -- станина; 2 -- основная каретка; 3 -- каретка левого снимка; 4 -- левый снимок; 5--

осветительное устройство; 6 -- счетчик поперечного параллакса q; 7 -- счетчик продольного

параллакса р; 8 -- правый снимок; 9 -- параллактическая каретка правого снимка; 10 -- бинокулярная система; 11 -- маховичок продольных параллаксов; 12 -- винт поперечных параллаксов; 13 -- счетчик аппликаты z; 14 -- маховичок оси Z; 15 -- маховичок оси Х; 16- счетчик координаты х

Графо-механический способ применяют при наличии универсальных стереофотрграмметрических приборов, обеспечивающих процесс измерения снимков с одновременным вычерчиванием топографических планов на координатографе.

Несмотря на более высокую производительность труда при изготовлении топографических планов графо-механический способ (так же как и графический) не дает возможности непосредственной подготовки ЦММ в ходе измерения снимков, при этом качество топографических планов и производительность труда остаются существенно ниже, чем при автоматизированной компьютерной обработке с использованием графопостроителей.

Аналитический способ используют при измерениях наземных стереопар на стереофотограмметрических приборах с автоматической регистрацией результатов измерений, вычислением на компьютере координат точек местности и вычерчиванием топографических планов на графопостроителях с одновременной подготовкой массивов точек ЦММ.

При обработке снимков аналитическим способом измеряют фотограмметрические координаты и параллаксы характерных точек местности по стереопарам с записью их на магнитные носители либо непосредственно в память компьютера с последующим определением геодезических координат точек местности.

Аналитический способ стереофотограмметрических измерений обеспечивает наибольшую точность обработки материалов фототеодолитных съемок в связи с тем, что позволяет решать уравнения связи между геодезическими координатами точек местности и координатами их изображений на снимках практически с любой степенью точности. Поэтому погрешности аналитического способа обусловлены главным образом ошибками полевых измерений, искажениями снимков и ошибками измерений фотограмметрических координат и параллаксов точек на стереоскопических моделях.

Достоинствами стереофотограмметрической обработки стереопар фототеодолитных съемок аналитическим способом являются:

- высокая степень автоматизации процесса подготовки топографических планов;

- в ходе работ по подготовке топографических планов происходит формирование массивов ЦММ;

- высокая точность измерений и высокое качество топографических планов и ЦММ;

- высокая производительность труда при обработке материалов фототеодолитных съемок.

Появление цифровой (электронной) фотографии еще более расширили возможности аналитического способа обработки стереопар, поскольку стереофотограмметрическую обработку материалов полевых съемок ведут непосредственно на компьютерах без использования каких-либо стереофотограмметрических приборов.

На дальнейших занятиях будет рассмотрено описание универсальной автоматизированной системы цифровой фотограмметрии (АСЦФ) "Photomod", обеспечивающей аналитическую стереофотограмметрическую обработку на персональных компьютерах материалов как наземных (фототеодолитных), так и аэрокосмических съемок местности.

Применение системы "Photomod" требует выполнения наземных фотосъемок с использованием специальных цифровых (электронных) фотокамер прецизионной точности либо сканирования стереопар, получаемых традиционной съемкой на фотоносителях (фотопластины, фотопленки, фотопозитивы) с разрешением не менее 1200 dpi.

Оставить комментарий © Copyright Мак Петр Анатольевич Размещен: 13/05/2015, изменен: 13/05/2015. 48k. Статистика. Статья: Поэзия Иллюстрации/приложения: 9 шт.		Ваша оценка:

Мак Петр Анатольевич : другие произведения.

Фототеодолитная сьемка