Островський А.Л., Мороз О.І., Тарнавський В.Л. Геодезія, частина II

Подождите немного. Документ загружается.

" І..

(ІУ.3.10)

Відхилення Р

, Р

уі

від заданого перекриття, наприклад, відповідно

від 60% та 30%, також вказує на якість знімання. Якщо є поздовжні

перекриття 50% або менше, такі місця називають "фотограмметричними

дірками". Подальше опрацювання таких знімків викликає цілий ряд

ускладнень. Крім уже згаданих параметрів оцінюють фотографічну якість

знімків. Перевіряють правильність вибраної витримки, відсутність на

знімках "плям" від тіні хмар, які інколи виникають, якщо знімання вико-

нувалося під час похмурої погоди та хмари виявляються нижче висоти

літака, з якого виконується знімання. Якість оцінюється за чотирибальною

системою: "відмінно", "добре", "посередньо", "брак". Зрозуміло, що у

випадку "брак", необхідно виконувати повторне знімання.

IV. 3.3. Технологічна схема комбінованого методу знімання

У наш час комбінований метод, зазвичай, застосовується тільки в

рівнинних, закритих районах під час знімання в масштабах 1:5000 і 1:2000 із

перерізом рельєфу 1 м та 0,5 м, та в масштабах 1:1000-1:500 на об'єктах із

суцільною багатоповерховою забудовою, для малих перерізів рельєфу.

Взагалі комбінований метод усе частіше витісняється стереометодом.

Технологічна схема комбінованого методу знімання

Льотно-знімальні роботи

Складання накидного монтажу.

Оцінка якості зальотів

І варіант

варіант

Планове прив'язування знімків (О.П.)

Планово-висотне прив'язування знімків(О.П.В) |

Камеральне згущення планових точок

(О.П.)

Камеральне згущення

планово-висотних точок

* *

Трансформування знімків Складання графічних планів

на

універсальних

приладах

+ *

Складання фотопланів

Камеральне дешифрування всіх об'єктів, що

зобразилися на знімках

Польове рисування рельєфу та

дешифрування контурів

Польове рисування рельефу.

Уточнення результатів дешифрування.

Дознімання контурів і об'єктів,

шо не зобразилися

на

знімках

Польове рисування рельефу.

Уточнення результатів дешифрування.

Дознімання контурів і об'єктів,

шо не зобразилися

на

знімках

Польове викреслювання оригіналів планів

Польове рисування рельефу.

Уточнення результатів дешифрування.

Дознімання контурів і об'єктів,

шо не зобразилися

на

знімках

Польове викреслювання оригіналів планів

Застосовані скорочені позначення:

опознак планово-висотний.

О.П. - опознак плановий; О.П.В.

429

Комбінований метод, у відповідності із діючою інструкцією [5],

можна використовувати у двох варіантах:

- варіант та II - варіант. Головна

відмінність варіантів: у варіанті І - складається фотоплан, у варіанті II -

складається графічний план. У подальшому тексті буде розглянута суть

процесів складання фотопланів та графічних планів. Відмітимо, поки що,

рекомендації про застосування варіантів:

1) під час знімання в масштабі 1:5000 застосовують перший варіант

для будь-якого характеру забудови;

2) під час знімання в масштабі 1:2000 перший варіант застосовують

тільки для розрідженої

та

малоповерхової забудови;

3) на територіях із густою, багатоповерховою забудовою в масштабі

1:2000 знімання виконується із застосуванням II варіанту;

4) під час знімання в масштабах 1:1000 і 1:500 II варіант застосо-

вується на територіях як з малоповерховою, так і багатоповерхо-

вою забудовами;

5) комбінований метод (II варіант) застосовується також під час

знімання в масштабах 1:5000, 1:2000 на територіях, покритих

суцільною високою рослинністю (ліси, парки, чагарники, очерет).

Рисування рельєфу у відповідності до інструкції може виконуватися

мензульним або тахеометричним зніманням. Знімання рельєфу тахеометрич-

ним зніманням може виконуватися не на фотопланах, а на окремих знімках.

ІУ.3.4. Прив'язування знімків

Окремі аерофотознімки

не є ділянками планів, тому що

мають спотворення: на одному

й тому ж знімку масштаб у

різних його частинах різний, не

однаковий.

Як відомо, цього на пла-

нах не повинно бути.

Назвемо причини спо-

творення знімків:

1. Невертикальність оп-

тичної осі фотока-

мери в момент експо-

зиції (в момент від-

криття затвора). Це

видно з рис. ІУ.3.7,

на якому точка п -

точка надиру.

На горизонталь-

Ьп.

.. Нахилений знімок

-Горизонтальний знімок

Ср>—

Об'єктив фотокамери

'^т-ХШ-Хт

Земна

поверхня

А N В

Рис. ІУ.3.7. Спотворення нахиленого

знімка.

ному знімку маємо відрізки па та

пЬ.

На нахиленому знімку відпо-

відно маємо відрізки па' та пЬ'. При цьому пЬ' < пЬ, а па' > па.

430

Отже, на нахиленому знімку маємо різні масштаби в різних його

частинах.

2. Різні висоти літака в моменти експозиції. Ця причина приводить

до різних масштабів на межуючих знімках. Висота в маршруті

коливається в межах 20-30 м і більше.

3. Рельєф місцевості. На рис. ІУ.3.8 показано, як рельєф спотворює

масштаб знімка.

А та В - точки

на місцевості; Н -Н -

середня площина; А',

В' - проекції точок

місцевості на середню

площину.

Точки А та В

зобразяться на знімку

в точках а, Ь. Пра-

вильне їх положення

під час відсутності

рельєфу було б у точ-

ках а , Ь'. Таким чи-

ном, похибки через

рельєф а а' і Ь Ь'. Як

видно з рисунка, якщо

точка знаходиться

вище середньої пло-

щини, то її зображен-

ня віддаляється від

центральної точки п\ а якщо нижче середньої площини - наближується до

центральної точки п. Саме для виключення спотворень на аерознімках

виконують прив'язування знімків. Під прив'язуванням знімків розуміють

визначення координат X, У, Н деяких точок знімка, розпізнаних на

місцевості та на знімку. Такими точками служать чітко виражені на знімку

контурні точки, такі як перехрестя доріг, кути, близькі до прямих на межах

угідь, основи стовпів, тощо. Ці точки достатньо точно розпізнаються як на

знімку, так і на місцевості. На малоконтурних територіях виконують штучне

маркування точок та знаходять координати саме цих, маркованих точок.

Такі точки скорочено називають "опознаками" - розпізнавальними знаками.

Визначають координати точок, тобто виконують прив'язування знімків як

польовими, так і камеральними методами.

Густина опознаків залежить від масштабу плану, що складається,

перерізу рельєфу, масштабу аерознімків, способів прив'язування опознаків.

Розрізняють суцільне та розріджене прив'язування. Щоб можна було

виключити спотворення знімків, на знімку повинно бути не менше 4-х точок

із відомими координатами (три - необхідних і хоча б одна контрольна).

Рис. ІУ.3.8. Спотворення знімка рельєфом

місцевості.

431

Складаються проекти прив'язування знімків. На ділянках знімання, довжи-

ною 160-200 см у масштабі плану, що створюється, опознаки розташо-

вуються так, як показано на рис. IV.3.9.

}

80-100см

Зона

поперечного

перекриття

Вісь маршруту

Зона

поперечного

перекриття

4-5км

Рис. ІУ.3.9. Схема положення планових опознаків (О.П.) на маршрутах

знімання.

На ділянках меншої довжини кожна секція забезпечується на кінцях

парами точок по різні сторони від осі маршруту. Опознаки можуть розта

шовуватись по кутах трапеції плану, що створюється. Початок і кінець кож-

ного маршруту мають бути забезпечені двома плановими опознаками, один

із них має знаходитись за межею ділянки знімання. Межі знімання, що спів-

падають із напрямком маршрутів, забезпечують додатково плановими точ-

ками через

40-

50 см, якщо кількість маршрутів більше трьох. Для знімання

масштабі 1:5000 із перерізом рельєфу 2 м і більше та для масштабів

аерознімання 1:7000 опознаки розташовуються через 4-5 базисів фотогра-

фування. За необхідністю виконується маркування, про що вже була мова.

Проекти прив'язування знімків складаються на картах, що є на дану

територію. Запроектовані точки - опознаки наколюються голкою вимірника

і позначаються кружками на контактних відбитках, які будуть

використовуватися для розпізнавання місцевості. В обов'язковому порядку

розпізнаються пункти геодезичної основи, що зобразилися на знімках. На

місцевості опознаки закріплюються постійними знаками. Найбільш

розповсюдженими є дерев'яні стовпи довжиною 115 см діаметром не менше

15 см із перекладиною в нижній частині. В яму глибиною 100 см

закладається бетонний моноліт, що є чотиригранною зрізаною призмою

висотою 20 см, нижньою основою 20x20 см, верхньою 15x15 см. На верхній

грані моноліту цементується центр (зазвичай, головка цвяха). Стовп

ставиться на моноліт, засипається землею й виконується зовнішнє

оформлення у вигляді кола радіусом 1 м насипається земля навколо

верхнього зрізу стовпа. Стовп виступає над поверхнею землі на 10-15 см.

Вихідними пунктами для прив'язування знімків використовуються пункти

тріангуляції, полігонометрії 1, 2, 3, 4 класів, нівелірні марки та репери І, II,

III, IV класів.

434

Прив'язування виконується побудовами таких геодезичних мереж:

тріангуляції 1, 2 розрядів; висотно-теодолітні ходи; полігонометрія 4 кл 1, 2

розрядів, трилатерація 4 кл 1, 2 розрядів; прямі, зворотні, комбіновані

засічки - дуже ефективні під час прив'язування знімків аналітичні мережі.

Для висотного прив'язування використовують технічне та тригонометричне

нівелювання.

IV. 3.5. Процеси польових робіт під час аеротопографічного знімання

Перелічимо процеси польових робіт під час аерофототопографічних

методів знімання: комбінованих та стереозніманнях.

1. Маркування розпізнавальних знаків (опознаків);

2. Виконання аерофотознімання (АФЗ) розглянуто в параграфі

IV.3.1;

3. Планове підготування аерознімків (планове прив'язування);

4. Висотне прив'язування аерознімків (висотне прив'язування).

Висотне та планове прив'язування доцільно об'єднувати,

тобто виконувати одночасно. Нагадаємо: якщо координати центра

знімка визначаються методом ОР8, то необхідність у польовому

прив'язуванні знімків відпадає, оскільки відомі координати всіх

центрів знімків; виконується тільки камеральне згущення точок.

5. Дешифрування контурів під час стереознімання;

6. Знімання рельєфу та дешифрування контурів під час комбіно-

ваного знімання;

7. Польове викреслювання оригіналів планів (можливе викреслю-

вання в офісних, камеральних умовах).

Частина перелічених процесів польових робіт уже називалась в

технологічній схемі комбінованого методу знімання.

IV.3.6. Маркування розпізнавальних знаків

Потреба в маркуванні розпізнавальних знаків виникає не тільки під

час знімання малоконтурних територій, але й у забудованих територіях під

час великомасштабного знімання, для яких підвищується точність іденти-

фікації точок на знімку та на місцевості. Діюча інструкція вимагає

виконувати ідентифікацію з точністю 0,1 мм. Обов'язково маркуються точки

геодезичної основи, якщо вони не зобразяться на знімках, люки підземних

комунікацій, вхідні та вихідні орієнтири на осях маршрутів.

Якщо є стінні знаки, то біля них маркуються тимчасові знаки або

близькі місцеві предмети. Для маркування використовують дешеві мате-

ріали: пісок, крейду, вапно, марлеві тканини. Обов'язкова умова маркування

- контраст між фоном і маркувальним знаком. Інколи створюють штучний

фон. На забудованих територіях маркувальні знаки повинні мати форму

хреста, що складається з 4-х променів із вільним простором у центрі

(квадрата чи кола). Розміри маркованих знаків нижче подаються в масштабі

фотографування: довжина і ширина променя - 0,16 і 0,05 мм відповідно,

сторона квадрата або діаметр кола - 0,1 мм.

Якщо хрест темного кольору, ширина

променя збільшується в 1,5 рази. Знаки осей

маршрутів - стрілки або прямокутники 0,16

довжиною 0,6 мм, ширина - 0,1-0,15 мм. Якщо

аерофотознімання виконується, наприклад, у ґ~\ у ^

масштабі 1:10000 (оскільки в 1 см - 100 м, в 1 — *— '

мм - 10 м), то в 0,6 мм - 6 м. Тому довжина

опознака-стрілки на місцевості 6 м, ширина 1 м

- 1,5 м, товщина сторони квадрата - 50 см.

Маркування виконують перед зніман-

рис

Маркувальний

ням, за можливістю з мінімальним розривом у .

. „ „ „ знак у вигляді хреста,

часі. На кожнии марковании знак заводять

спеціальну картку, де вказана номенклатура трапеції, на якій марковано

розпізнавальний знак. Марковані точки на знімках не наколюються,

оскільки точка на знімку не розпізнана (фактично контуру немає). Проте на

лицьевій стороні аерознімка креслять коло червоним кольором діаметром 10

мм з центром у маркованій точці. На звороті знімка олівцем обводять місце

цієї точки кружком діаметром 3 мм, а праворуч роблять короткий запис,

наприклад: марковано пункт тріангуляції, № пункту, форма знаку "хрест".

Виконав (прізвище). Підпис. Дата.

ІУ.3.7. Планове підготування аерознімків

Загальні питання планового підготування аерознімків, тобто визна-

чення координат розпізнавальних знаків, розглянуті в ІУ.3.4 - прив'язування

знімків. Тут опишемо процес безпосереднього підготування велико-

масштабних аерознімків.

На знімках контурні точки, вибрані як розпізнавальні знаки,

обводяться на лицьовій стороні знімка кружком, червоним кольором,

діаметром 10 мм; точка чіткого контуру наколюється голкою вимірювача; на

звороті олівцем обводять місце цієї точки кружком діаметром 3 мм та

роблять короткий запис, як і під час маркування, наприклад, розпізнано знак

полігонометрії (№ пункту). Розпізнавання виконав. Прізвище виконавця.

Підпис. Дата. Далі на звороті подається зарис розпізнаного пункту (зарис під

час маркування не роблять). Зарис має полегшити знаходження цієї точки

іншим виконавцем, який, можливо, буде виконувати контрольне визначення

координат цього ж опознаку.

Розпізнавальні знаки (опознаки) закріплюються на місцевості цен-

трами тривалого збереження: дерев'яними стовпами (описаними в ІУ.3.4),

бетонними паралелепіпедами, а в місцях з твердим покриттям - металевими

трубами, штирями, залізничними костилями. Такі типи центрів показані на

рис. ІУ.3.11.

434

Бетонний паралелепіпед Металева труба, штир, Пень із

залізничний костиль, які забитим

забетоновані (забиті) в цвяхом,

тверде покриття штирем

Рис. IV.3.11. Типи центрів знімальної основи тривалого збереження.

IV. 3.8. Висотне підготування аерознімків

Висотне підготування аерознімків полягає у визначенні висот плано-

вих опорних точок (опознак планово-висотний О.П.В), або висот чітких

контурів - висотні розпізнавальні знаки (опознак висотний О.В.), тобто

точок, що зобразилися на знімках, але не були використані в якості

планових опознаків О.П. Не важко зрозуміти, що доцільно виконувати

сумісне визначення (.X, У, II). Як уже зазначалось, може виконуватись повне

(суцільне) або розріджене висотне підготування в залежності від масштабу

знімання, перерізу, рельєфу, характеру ділянки знімання. Під час суцільного

підготування знаки розташовуються в кутах кожної стереопари, у зонах

поперечного та потрійного поздовжнього перекриття знімків, як показано на

рис. ІУ.3.12.

Суцільне прив'язування знімків виконують для перерізу рельєфу 0,5

мі 1,0 м. Для перерізу рельєфу 2 м прокладається висотний хід по зов-

нішньому краю маршруту із забезпеченням кожної стереопари двома

висотними знаками. Для перерізу 5 м висотні опознаки вибираються через 2-

3 базиси фотографування. Взагалі стереопарою називають два суміжних

фотознімки, що мають частини зображення однієї й тієї ж території.

Як відзначалось, зазвичай, виконують поздовжнє перекриття

аерознімків 60%. Проте, під час створення планів найбільших масштабів

1:1000, 1:500 аерофотознімання виконується з 80% поздовжнім перекриттям.

Таким чином, кожний знімок має 60% потрійного перекриття, як це видно з

наступного рисунка.

По суті на рис. ІУ.3.12 є дві стереопари:

• стереопара 1-го та 2-го знімків;

• стереопара 2-го та 3-го знімків.

435

80%

1-й

60%

• • •

1 2 З

2-й

3-й

Поперечне

перекриття

Поперечне

перекриття

знімки

Рис. ІУ.3.12. Положення висотних опознаків на стереопарі під час

поздовжнього перекриття 80% (потрійне перекриття 60%).

Отже, чотири висотні точки, показані на рисунку кружками, є точ-

ками висотного прив'язування двох стереопар. Під час розрідженого

висотного прив'язування знаки розташовуються попарно по обидві сторони

від осі маршруту, у зонах поперечного перекриття знімків, подібно до

розміщення планових опознаків за стандартною схемою. Крім того, на кожні

дві секції в зоні поперечного перекриття маршрутів на віддалі 3-4 базисів

дається один знак.

Висотні опознаки не вибираються на крутих схилах. Якщо висотний

опознак контур або маркована точка, тоді цю точку позначають наколом, а

на звороті знімка точку наколу обводять кружком, підписують її номер,

висоту. Положення висотних точок на місцевості можна визначати

промірами довжин від трьох контурних точок. Такі висотні точки

обводяться на звороті пунктирним кружком і складається схема промірів від

контурних точок, вказуються довжини промірів.

Висотні точки закріплюють як тимчасові -- це, зазвичай, дерев'яні

кілки, діаметром 5-8 см, забиті в ґрунт на 0,4-0,6 м на рівень із поверхнею

землі, а поруч забивають сторожки. Виконується контроль, розпізнавання

точок: для розрідженого прив'язування усіх точок; для повного -• 25% точок.

Висоти розпізнавальних знаків визначають для перерізів рельєфу И -

0,25 м; 0,5 м; 1,0 м технічним нівелюванням і для перерізів И = 2 м і

більше

тригонометричним нівелюванням.

436

Нагадаємо принципову відмінність між методами стереознімання та

комбінованого знімання. Під час виконання стереознімання рельєф

рисується в офісних умовах, наприклад, на універсальних приладах. Під час

комбінованого методу знімання рельєф рисується в полі наземними геоде-

зичними методами. Тому у випадку комбінованого методу висотне прив'я-

зування може виконуватись в процесі знімання рельєфу в полі. Під час

стереометоду без попереднього висотного підготування аерознімків про ка-

меральне рисування рельєфу не може бути мови. Виняток складає випадок,

коли виконується супроводження аерофотознімання ОРЗ-технологіями.

Доцільно також нагадати, що великомасштабне картографування

суцільно забудованих територій стереометодом вимагає виконувати

фотографування місцевості двічі: довгофокусними АФК - для складання

фотоплану; короткофокусними АФК - для рисування рельєфу.

Зрозуміло, що під час комбінованого методу друге знімання не по-

трібно виконувати, оскільки рельєф знімають наземними методами.

IV.3.9. Камеральне згущення планових та висотних точок. Мета.

Суть. Методи

Метою створення методів камерального згущення планової та висот-

ної основи аерознімання є зменшення об'ємів польових робіт на виконання

яких витрачається значна частина кошторису, що виділяється на створення

планів та карт.

Як уже зазначалося, на кожний знімок має бути не менше 3-х точок з

відомими координатами, щоб виключити спотворення на знімках. Якщо всі

точки визначати польовими методами, то зрозуміло, що це вимагає вико-

нання великих об'ємів польових робіт. Тому завдання створення методів

камерального прив'язування знімків - одне із найактуальніших у геодезії. У

результаті створено ряд методів камерального згущення планових та

висотних розпізнавальних знаків.

Планові методи

1. Графічна фототріангуляція.

2. Аналітична фототріангуляція.

3. Фотополігонометрія.

Фототріангуляція вимагає вимірювання за знімками горизонтальних

кутів. До того ж, під час побудови графічної фототріангуляції горизонтальні

кути не вимірюються, а будуються на прозорому папері (на кальці). Під час

побудови аналітичної фототріангуляції горизонтальні кути вимірюють на

спеціальних приладах - стереометрах. Точність камерального вимірювання

кутів за знімками близько Г.

Взагалі метод фототріангуляції ґрунтується на властивості фото-

знімка, як центральної проекції, що напрямки, проведені із центральної

точки знімка на будь-які інші точки - не спотворюються. Завдяки саме такій

властивості фотознімків, користуючись знімками, можна вимірювати кути.

Якщо вершина кута вибрана на знімку не в центральній точці, а в будь-якій

437

іншій точці знімка, то напрямки, проведені із цієї (іншої) точки спотворю-

ються й кути Д будуть не такими, як на місцевості. Не спотворюються

тільки напрямки, проведені із центральних точок знімка, та з точок, що

розташовані близько біля центрів.

Покажемо, як можна знайти планове положення деякої точки

методом фототріангуляції без польових робіт. Нехай, наприклад, відоме

положення двох центральних точок суміжних знімків, що перекриваються

(рис. IV. 3.13), і на обох цих знімках є зображення деякої контурної точки А,

яка є вершиною кута межі поля.

Рис. ІУ.3.13. Вимірювання або побудова на знімках кутів Д та Д

Побудуємо

на кальці або

поміряємо стерео-

метром кути Д та

. Оскільки відо-

мі координати цен-

тральних точок 1

таї Х

,У

, Х

,У

і ці точки нанесені

на план, то поло-

ження точки А на

плані знайдемо ме-

тодом звичайної

кутової засічки.

Маючи положення точки А на плані, можемо графічно визначити координа-

ти Х

, У

точки А.

Аналогічно можна знайти положення цілої мережі точок, маючи на

плані положення тільки двох точок, координати яких визначались методом

польового прив'язування. Аналітична фототріангуляція точніша за графічну

й до того ж, вона може врівноважуватися з урахуванням як випадкових, так і

систематичних похибок.

• У

Рис. ІУ.3.14. Визначення положення точки А методом

фототріангуляції.

438