Тема 12. Фототопографические съемки. Аэрофототопографическая съемка. Наземная стереотопографическая съемка – 1 час

План лекции

1. Фототопографические съемки.

2. Аэрофототопографическая съемка.

3. Наземная стереотопографическая съемка.

Фототопография — раздел геодезии, изучающий методы создания планов и карт путем фотографирования терри­тории с воздуха (аэрофотосъемка) и с земли (фототеодолит­ная съемка). Если в камеральных условиях на специальных фотограмметрических приборах по снимкам составляется ситуа­ция и рельеф, то съемка называется стереофототопографической. Если по снимкам мензульным комплектом или тахеомет­ром изображается ситуационная часть, а рельеф снимается в поле, то съемка называется комбинированной.

Стереофототопографическая съемка — основной метод картографирования больших территорий. Она характеризуется быстротой, точностью и полнотой информации о местности. Комбинированная съемка эффективна в равнинных районах, где стереофототопографическая съемка не дает достаточной точно­сти определения высот точек.

Наземная съемка удобна для изображения крутых склонов, участков, которые плохо просматриваются с воздуха.

Фотографирование больших территорий и составление по снимкам карт и планов требуют меньшие затраты времени и средств, чем составление карт и планов при помощи изме­рений на земле. Поэтому методы фототопографии широко при­меняются при изысканиях линейных сооружений. Аэрофото­съемку для этих целей ведут отдельными прямолинейными маршрутами, пересекающимися под некоторыми углами. Иногда прокладывают несколько связанных между собой маршрутов. Для картографирования в государственных целях и для изысканий сооружений невытянутой формы делают пло­щадную аэрофотосъемку.

Смежные снимки одного маршрута имеют продольное пе­рекрытие р (рисунок 40), а снимки рядом расположенных марш­рутов — поперечное перекрытие q. Обычно устанавливают р = 6065 %,q=30 40 %. В отдельных случаях р=90 %, q = 66 %.

Рисунок 40 - Схема полетов маршрута

Фотографирование местности с самолета ведут аэрофотоап­паратами (АФА), работа которых полностью автоматизирована. Оптическая ось устанавливается вертикально гиростабилизатором с погрешностью не более 30 — 40', затвор автоматически) открывается с определенной частотой на время экспозиции, про­изводится выравнивание и перематывание пленки.

Наземная фотосъемка выполняется при помощи фототеодолитов, представляющих собой сочетание теодолита и фото­аппарата. Аэрофотосъемка выполняется при помощи аэро­фотоаппарата, установленного на борту самолета. На основе фотоснимков местности и предварительно созданного съемочного обоснования получают карты и планы. Процессом получения карт и планов занимается фотограмметрия.

Фотограмметрия (в широком смысле этого слова) определяет формы, размеры и положение предметов по их фотогра­фическим изображениям. При этом рассматривают формы и размеры сфотографированных объектов, предметов на плоскости (фотограмметрия), а также формы и размеры сфотографированных объектов в пространстве (стереофотограмметрия).

Стереофотограмметрический способ предполагает использование двух фотоснимков одной и той же местности (перекрывающихся снимков —стереопары), полученных из разных точек фотографирования. Расстояние между этими точками называется базисом фотографирования. Одновременное рассматривание снимков стереопары дает возмож­ность воспроизводить пространственную (стереоскопическую) мо­дель местности.

При фотограмметрических работах измерения по фотоснимкам выполняются в камеральных условиях. Эта особенность фотограмметрических работ позволяет применять для составления топографических карт и планов приборы стационарного типа.

После выполнения аэрофотосъемки заснятые фильмы обрабаты­ваются и с полученных после проявления и закрепления негативов путем контактной печати изготавливают аэроснимки. Для проверки качества летносъемочных работ выполняют накидной монтаж, представляющий собой приближенное соединение аэрофотоснимков по их одноименным контурам в одну сплошную-картину заснятой местности. Для фотограмметрической обработки снимков с целью получения плана местности производят их привязку. Целью привязки снимков является получение координат контурных точек на них в количестве, необходимом для получения плана. Точки для привязки снимков выбирают на наиболее четких контурах местности, изобразившихся на аэроснимках (пересечения дорог, углы тротуаров, заборов и т. д.).

Плановое положение контурных точек аэроснимков уста­навливают в камеральных условиях путем построения плановой фототриангуляции. При этом в ходе полевых наземных геоде­зических работ устанавливают координаты соответствующего числа точек, необходимого для обоснования фототриангуляции. Контурные точки аэроснимков, координаты которых опреде­лены в результате наземных геодезических работ привязкой к пунктам государственной геодезической сети, называют пла­новыми опознаками. Опознаки устанавливают в ме­стах четких контуров местности и закрепляют деревянными либо бетонными знаками.

Комбинированная съемка

Этот метод предусматривает съемку рельефа с помощью мензулы, на планшете которой укрепляют репродукцию фото­плана.

Съемка подразделяется на следующие процессы:

создание плановой основы путем выполнения измерений на местности и ее сгущение по измерениям на снимках;

создание фотопланов;

съемка рельефа, дешифрирование и оформление оригинала карты в поле.

По сравнению с мензульной съемкой комбинированный ме­тод имеет большую производительность труда, так как значи­тельная часть наземных измерений исключается по следующим причинам: ситуация изображена на фотоплане, для ориентире-вания мензулы можно использовать не только пункты плановой основы, но и четкие характерные точки местности; если сни­маемая точка хорошо изобразилась на снимке, то нет необходи­мости устанавливать на ней рейку, визируют трубой кипрегеля на землю и отсчитывают по вертикальному кругу, расстояния измеряют по фотоплану.

При вычислении высот точек учитывают высоту кипрегеля. Горизонтали проводят в поле При необходимости съемку ведут не на фотосхемах, а на отдельных снимках, но тогда процесс составления карт усложняется, так как следует исключить влияние разномасштабности снимков.

При производстве камеральных стереофотограмметрических работ осуществляют рисовку горизонталей и подготовку циф­ровых моделей местности. Для обеспечения этого вида каме­ральных топографо-геодезических работ в поле выполняют комплекс наземных геодезических измерений по созданию вы­сотного обоснования аэросъемки. Для этой цели получают вы­соты ряда контурных, хорошо опознаваемых на аэроснимках, точек, называемых высотными опознаками. Следует отметить, что при создании планового обоснования аэросъемок как правило определяют не только координаты опознаков в плане, но и их высоты. Таким образом, плановые опознаки одновременно являются и высотными.

Привязку высотных опознаков производят к пунктам госу­дарственной геодезической сети (или к трассе линейного соору­жения), обычно методами геометрического или тригонометри­ческого нивелирования.

В последние годы стали при­менять при дешифрировании материалов аэросъемок новые технические средства автоматизации и вычислительной техники.

Универсальные стереоприборы служат для составления в ре­зультате фотограмметрической обработки материалов аэросъе­мок топографических карт, планов и цифровых моделей мест­ности.

Универсальные стереоприборы обеспечивают последователь­ное решение всех задач процесса подготовки топографических карт, планов и цифровых моделей местности:

- внутреннее ориентирование аэроснимков, т. е. построение связок проектирующих лучей;

- взаимное ориентирование снимков, т. е. построенине стерео­скопической модели местности;

- внешнее ориентирование стереоскопической модели;

- определение координат точек местности, съемку контуров и рельефа.

Когда известны элементы внешнего ориентирования, то на универсальном стереоприборе решают прямую фотограмметри­ческую задачу, т. е. снимки в стереоприборе устанавливают по известным элементам внешнего ориентирования. В результате последовательного проектирования снимков стереопары на пе­ресечении связок соответствующих лучей получают стереоско­пическую модель, фотограмметрическая обработка которой дает возможность составлять топографические карты, планы и цифровых моделей местности.

Для построения цифровых моделей местности универсальные 'приборы комплектуются специальными автоматическими уст­ройствами, предназначенными для регистрации координат то­чек местности на перфоленту или магнитные носители информа­ции (магнитные ленты, диски, гибкие диски).

Универсальные стереоприборы позволяют производить ра­боты по сгущению опорной геодезической сети, т. е. строить фототриангуляционные сети. В последнее время получила рас­пространение более точная аналитическая фототриангуляция, выполняемая с 'помощью стереокомпаратора и ЭВМ.

В зависимости от конструкции в универсальных стереоприборах используют разные принципы построения связей проекти­рующих лучей. Поэтому универсальные стереоприборы разде­ляют на две группы: приборы со связками проектирующих лучей, подобными существующим в момент фотографирова­ния; приборы с преобразованными связками проек­тирующих лучей.

В связи со специфическими конструктивными особенностями универсальные приборы разделяют на оптические, механиче­ские, оптико-механические и аналитические.

Оптические универсальные стереоприборы (двойные проекторы, мультиплексы, стереопланиграфы) имеют по мень­шей мере две проектирующие камеры, с помощью которых на аэроснимках создаются стереоскопические модели мест­ности.

Механические универсальные стереоприборы (стереоавтографы, стереопроекторы, стереокартографы, стереометрографы) обеспечивают построение связок лучей и стереоскопических моделей посредством прецизионных рычагов и линеек.

Рекомендуемая литература:

1. [1] стр. 128-130

2. [4] стр. 397 - 400

3. [4] стр. 401-408,

4. [5 ]стр. 178-192

Раздаточный материал: [22]

Контрольные задания для СРС (темы 12) [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

1. Аэрофототопографическая съемка.

2. Стереофототопографическая съемка.

3. Наземная стереотопографическая съемка.