Составление топографического плана местности М 1:500

Перед выполнением аэрофотосъемки подготавливают карту, на которую наносят  границы участка и оси аэросъемочных  маршрутов. На каждом маршруте выбирают характерные предметы местности, которые  будут служить входными и выходными ориентирами при прокладывании аэрофотосъемочных маршрутов. Во время полета от аэродрома до участка самолет набирает расчетную высоту фотографирования, штурман-аэрофотосъемщик определяет путевую скорость самолета, направление ветра и другие аэронавигационные элементами. Рассчитывает выдержку, на командном приборе устанавливает расчетный интервал между экспозициями. После этого пилот выводит самолет на ось первого маршрута, штурман-аэрофотосъемщик за 1,5 – 2 базиса фотографирования до границы участка включает АФА, который далее работает автоматически. На расстоянии 1,5-2 базисов за границей участка штурман выключает АФА. Подобным образом прокладывают и другие маршруты. После возвращения самолета на аэродром кассеты с экспонированной аэрофотопленкой сдают в фотолабораторию.

 

2.2. Планово-высотная  подготовка снимков

Построение нормально  ориентированной в пространстве стереоскопической модели местности  определенного масштаба можно производить  по известным элементам внешнего ориентирования аэроснимков или  на основе планово-высотного обоснования, создаваемого в процессе привязки аэроснимков и фототриангуляционных работ.

Привязкой, или планово-высотной подготовкой, аэроснимков называется процесс определения координат  опознаваемых на аэроснимках точек  местности.

Планово-высотная подготовка снимков может осуществляться геодезическими инструментами в поле (полевая  привязка), радиогеодезическими методами с самолета (воздушная привязка) и по опознанным в камеральных  условиях на аэроснимках изображениям урезов воды, геодезических опорных пунктов или отдельных контурных точек карты (камеральная привязка).

Надежно опознанные на аэроснимках  контурные точки местности с  известными координатами называются опознаками. Опознаки образуют опорную сеть или  планово-высотное обоснование аэрофотосъемки. Положение каждого опознака устанавливается тремя координатами: плановыми (xи y) и абсолютной или условной отметкой (А). Опознаки обычно размещают вблизи углов взаимного перекрытия аэроснимков. В качестве опознаков выбирают хорошо опознаваемые на снимке резко выраженные контурные точки местности, расположенные на ровном пологих склонах.

Полевые методы привязки аэроснимков имеют более высокую  точность, чем воздушные и камеральные, однако они более трудоемки и  дороги, занимают много времени и требуют определенного сезона года для своего производства. Поэтому их стремятся заменить на более быстрый и экономичный фототриангуляционными методами, которые дают возможность построить по аэроснимкам фотограмметрическими методами свободного ориентированную в пространстве модель местности, обладающую определенными масштабами и точностью. В связи с этим полевое геодезическое обоснование аэросъемки можно использовать только для внешнего ориентирования относительно геодезической системы координат или для более строгого масштабирования и горизонтирования модели относительно исходной уверенной поверхности. Такое сочетание полевого геодезического обоснования камеральными фотограмметрическими работами позволяет построить нормально ориентированную в пространстве модель местности на всю территорию аэросъемки.

Так как основная топографическая  и проектно-изыскательная работа на модели ведется отдельными участками (стереотипами), а обработка и  преобразование фотоизображений –  отдельными аэроснимками, то одновременно с построением общей модели местности на ней образуют довольно густую сеть ориентирующих, связующих и контрольных точек, обеспечивающих восстановление модели местности в пределах каждой стереопары и позволяющих вести обработку фотоизображения каждого аэроснимка. Точки такой фотограмметрической опорной сети должны иметь свои координаты в той же системе геодезических координат, что и опознаки.

В связи с тем, что  при построении фотограмметрических  сетей между опознаками геодезического обоснования накапливаются ошибки, развитие таких сетей по протяжению имеет ограничения, связанные с необходимой точностью построения модели, условиями местности и с характером предстоящих основных фотограмметрических работ. Возникающие при этом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

четырехугольников или  других фигур, и фототриангуляционные сети, когда строят многомаршрутную  систему различных фигур, распространяющуюся в продольном и поперечном направлениях.

В зависимости от техники  выполнения работ, плоскостную фототриангуляцию делят на графическую, графоаналитическую, аналитическую, механическую и оптико-графическую.

При графической фототриангуляции отмечают на нескольких смежных аэронегативных практически  неискаженные центральные направления на избранные контурные точки, изображенные на перекрытиях. Эти направления копируют с каждого аэронегатива на отдельные листки восковки. При помощи таких копий производят графические построения одномасштабных систем треугольников и других фигур, а в результате получают положение искомых точек на плане. Графическая фототриангуляция – наиболее распространенная благодаря своей простоте и высокой производительности.

При графоаналитической фототриангуляции звенья фототриангуляционного  ряда или сети строят графически независимо одно от другого, но при условии наличия минимум двух общих точек для смежных звеньев. Затем элементы этих звеньев измеряют тем или иным прибором. Результаты измерений подвергают аналитической обработке, в итоге которой получают координаты x и y каждой точки в единой геодезической системе. Этот способ обладает хорошей точностью, но несколько сложнее графического способа, поэтому производственного значения не получил.

При плоскостной аналитической  фототриангуляции центральные углы, изображенные на аэронегативе, измеряют при помощи особых приборов. Из этих углов образуют системы треугольников  и других фигур. В результате аналитической  обработки составленных систем получают геодезические координаты x и y заданных точек.

Аналитическая фототриангуляция является наиболее точным, но и наиболее трудоемким и сложным способом. В  настоящее время она быстро развивается  как пространственная фототриангуляция, базирующаяся на использовании стереоскопических приборов и методов в сочетании с электронными счетно-решающими устройствами. Этот способ становится самым прогрессивным для камерального сгущения геодезической основы.

При механической («щелевой») фототриангуляции центральные направления копируют с каждого аэронегатива на отдельные листики плотной бумаги или целлулоида при помощи особого штамповального прибора. Каждая копия представляет собой систему радиально расположенных щелей стандартной ширины. Ось такой щели заменяет собой проштампованное центральное направление. Группу  таких копий со смежных аэронегативов соединяют особыми скользящими кнопками, вставленными в одноименные щели – направления. Увязку и редуцирование соединенной группы копий в одну геодезическую систему производят механическим растягиванием или сжатием ее. Этот способ применяют за рубежом для обоснования мелкомасштабных съемок при работе на уменьшение, когда он обеспечивает достаточную точность при большой производительности.

Оптико-графическая фототриангуляция основана на использовании универсального стереоскопического прибора типа «мультиплекс».

В большинстве случаев  фототриангуляционные ряды и сети развивают  от произвольного по длине и ориентированию базиса. Такие ряды и сети условно называют свободными. При их построении используют принцип экстраполяции, что неизбежно приводит к быстрому накоплению ошибок и снижению точности. Принципиально возможно трансформирование аэроснимков и изготовление фотопланов или планов на основе свободной фототриангуляции, но с соответствующей точностью результатов.

Для увязки свободных  фототриангуляционных рядов и введения их в единую геодезическую систему  необходимо, чтобы каждый ряд опирался минимум на две геодезические точки. Очевидно, что общее количество геодезических точек потребуется тем меньшее, чем больше будут допустимые размеры фототриангуляционных рядов. Эти размеры зависят от точности применяемого способа фототриангуляции и условий производства ее (формат аэронегатива, главное расстояние аэрофотоаппарата, рельеф местности и т.п.).

Правильный учет всех факторов должен привести к разрешению основной задачи фототриангуляции: определить необходимые для трансформирования  ориентирующие точки с достаточной  точностью при минимальном количестве пунктов геодезической основы и наибольшей экономичности применяемого способа фототриангуляции.

В настоящей главе  излагаются только аналитические методы фототриангуляции, которые соответствуют  задачам данной курсовой работы.

 

2.3.1. Маршрутная  фототриангуляция

Если модель строится в пределах оного маршрута, то такую фототриангуляцию называют маршрутной (одномаршрутной).

Существует следующие  основные способы фототриангуляции:

• последовательное построение по стереопарам частично зависимых моделей, соединение их в общую модель и внешнее ориентирование ее по опорным точкам (способ частично зависимых моделей);
• построение по стереопарам независимых моделей, соединение их в общую модель и внешнее ориентирование ее по опорным точкам (способ независимых моделей);
• построение общей модели по всем снимкам маршрута, уравнивание ее и внешнее ориентирование (способ связок).

 

                                 рис. 3

Способ частично зависимых  моделей состоит в следующем. При построении первого звена  произвольно выбирают элементы внешнего ориентирования левого снимка первой стереопары. Определяют элементы взаимного ориентирования в системе левого снимка. Длину базиса проектирования выбирают произвольно. Вычисляют дирекционный угол и угол наклона базиса, а также элементы внешнего ориентирования левого снимка и элементам взаимного ориентирования. Зная координаты соответственных точек стереопары и элементы внешнего ориентирования снимков, решением прямых фотограмметрических засечек определяют координаты точек модели.

Аналогично создают  вторую модель при произвольно выбранном базисе проектирования. В качестве элементов внешнего ориентирования левого снимка второй стереопары принимают вычисленные ранее элементы внешнего ориентирования правого снимка первой стереопары. Таким образом, вторая модель создается в той же системе координат, что принята для первой модели. Для третьей и всех, последующих моделей в маршруте в качестве элементов внешнего ориентирования левых снимков принимают элементы внешнего ориентирования правых снимков предыдущих моделей. Таким образом, вторая и все последующие модели маршрута создаются в единой системе пространственных фотограмметрических координат, которая была принята при построении первой модели.

Следовательно, все построенные  модели в маршруте являются частично связанными (зависимыми) друг с другом, причем масштабы отдельных моделей неодинаковы. Последующая модель приводится к масштабу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где 0,75 и 0,25 – коэффициенты, мм; t – знаменатель масштаба снимков; n – число снимков в блоке; s – количество снимков, на которых  изобразилась каждая точка сети (количество изображенной точки); m- число точек  сети на каждом снимке; r – число  опорных точек в блоке; H – высота фотографирования; p – среднее значение продольного параллакса.

Формулы получены для случая, когда  средняя квадратическая погрешность  измерений снимков m_x,y =0,035 мм, m_p,q =0,017мм.

Анализ формулы (6) показывает, что  с увеличением числа снимков n в блоке точность аналитической фототриангуляции снижается мало. Так, при увеличении числа снимков от 10 до 100 точность снижается только на 6-7%. Точность построения сети повышается с увеличением числа точек на снимке от 5 до 12 примерно в полтора раза. Дальнейшее увеличение числа точек мало сказывается на повышении точности. Значительно повысить точность можно путем увеличения числа изображений на снимках. Поэтому при блочной фототриангуляции целесообразно выполнить аэрофотосъемку с 60% поперечным перекрытием, тогда точность блочной фототриангуляции может повыситься почти в два раза по сравнению с элементарным звеном (одной стереопары).

 

2.4. Составление  фотопланов и фотосхем

Фотопланом называется фотографическое изображение местности, отвечающее всем геометрическим требованиям контурного плана. Фотопланы составляют из трансформированных аэрофотоснимков по опорным точкам в пределах рамок трапеции требуемого масштаба. Монтаж фотопланов осуществляют на жесткой основе.

Не уступая по точности графическим контурным планам, фотопланы значительно превосходят их в детальности и объективности отображения объектов и контуров местности. Фотопланы часто применяют в качестве основы при составлении топографических или маркшейдерских планов. Иногда по фотоплану проводят горизонтали и вычерчивают в условных знаках ситуацию. Такой документ, сочетающий элементы карты и фотоплана называют фотокартой.