книги из ГПНТБ / Болгов И.Ф. Геодезические измерения в сельскохозяйственном строительстве
.pdf4) вычисления горизонтальных проложений тахеометрического хода
по т а б л и ц а м ; 5) |
вычисления |
превышений м е ж д у вершинами тахео |
метрического хода по т а б л и ц а м . |
||
Вычисление |
превышений |
контролируется путем сопоставления |
соответствующих прямых и обратных превышений . Если|/г п р | — [ /г о б р не превышает 4 см на к а ж д ы е 100 м расстояния, то вычисляется среднее' значение превышения для данной стороны хода и ему при
писывается знак прямого превышения . Вычисление невязки |
в в ы |
|||||||||
сотах производится по формуле: fh — 2 hcp — (Н* —^н)> г Д е |
Нк> # н — |
|||||||||
отметки конечной и начальной точек хода; в замкнутых ходах |
|
fh = |
||||||||
= 2 /z c p . Оценка ее д о п у с т и м о с т и / л < ; / / , д о п . В |
благоприятных |
усло |
||||||||
виях развёрстывается невязка, полученная в |
вычислениях, |
пропор |
||||||||
ционально длинам сторон хода и вычисляются альтитуды |
вершин |
|||||||||
хода. Д о п у с т и м а я |
невязка вычисляется по формуле: |
|
|
|
|
|||||
где Р—периметр |
хода в сотнях |
метров; п—число |
сторон |
хода. |
||||||
В процессе тахеометрической съемки определяется плановое и |
||||||||||
высотное положение не только |
вершин тахеометрического |
хода, но |
||||||||
и наиболее характерных точек |
местности (контуры, |
р е л ь е ф ) . При |
||||||||
этом |
обязательно |
ведется |
полевой чертеж, |
называемый |
|
кроки |
||||
(рис. |
107). П о р я д о к наблюдений |
на тахеометрических |
станциях при |
|||||||
наборе пикетов таков: 1) выбирают точки установки |
реек |
(пикеты) |
||||||||
в наиболее характерных местах; 2) ориентируют лимб; 3) |
в р а щ е |
|||||||||
нием |
а л и д а д ы наводят трубу |
на рейку, стоящую |
в пикетной |
|
точке, |
и производят дальномерный отсчет; н а в о д я щ и м винтом трубы наво дят среднюю нить сетки на отмеченную на рейке высоту инструмен та и делают отсчет по вертикальному кругу, а затем по горизонталь
ному кругу (см. форму записи в тахеометрическом ж у р н а л е ) . |
||
При ведении полевого ж у р н а л а измерений |
надо следить за тем, |
|
чтобы пикеты имели одинаковую нумерацию |
в ж у р н а л е |
и в кроки. |
Примерно через 5—10 пикетов необходимо проверять |
ориентиров |
|
ку лимба . Д л я контроля съемки пикетов целесообразно |
определять |
положение одного какого-либо пикета с двух станций. По окончании полевьГх работ производятся вычисления по определению планового
и |
высотного положения вершин основного тахеометрического |
хода |
|
и |
вычисление отметок пикетов. З а т е м вершины тахеометрического |
||
хода н а к л а д ы в а ю т с я |
по координатам или по углам и расстояниям |
||
на |
план в заданном |
масштабе . С помощью транспортира по |
изме |
ренным горизонтальным углам и проложениям наносятся пикеты,
около к а ж д о г о |
из них выписываются отметки и, сообразуясь |
с кро |
||
ки, проводятся |
горизонтали с заданной |
высотой |
сечения, а |
т а к ж е |
наносятся контуры. План оформляется |
тушью в |
соответствующих, |
||
условных знаках . |
|
|
|
151
|
Форма записи в тахеометрическом ж у р н а л е |
|
|
|
|
|
||||
|
Точки |
|
Дально - |
|
|
|
Горизон |
|
|
|
с |
|
Горизон |
|
|
[Угол |
|
Таблич |
Высота |
||
6 к |
мерное |
Вертикаль |
тальное |
|
||||||
стоян |
тальный |
наклона |
|
ное пре |
точки на |
|||||
= Ч |
круг |
расстоя |
ный |
круг |
V |
проло- |
|
вышение h' |
ведения / |
|
|
vd s |
ние Д |
|
|
женне d |
|
||||
|
га си |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Станция |
I. Высота инструмента i = 1,34 м |
Отметка |
|
станции 38,16 |
м. |
||
I. |
I I |
0°00' |
149,8 |
К П |
Г37' |
+ Г 3 5 ' |
149,7 |
N |
+4,14 |
3,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К Л |
358°27' |
МО = 2' |
|
|
|
|
|
1 |
26° 15' |
56,3 |
КП |
2°09' |
- - 2 ° 0 7 ' |
56,2 |
|
+ 2,08 |
1,34 |
|
2 ," |
96°22' |
75,8 |
356°35' |
- —3°27' |
75,5 |
|
—4,56 |
1,34 |
Полное превыше ние h
+2,48
+2,08
—4,56
. Отметки точек Н
40,64
40,24
33,60
3.Мензульная съемка
Мензульной называется съемка по названию главного инстру мента — мензулы (по латыни м е н з у л а — с т о л и к ) . Эту съемку еще называют углоначертательной. Мензульный комплект состоит из мензулы, кипрегеля и ориентир-буссоли. Систем мензул существует, много. Мензула вместе с кипрегелем представляют своеобразный
тахеометр, позволяющий не только производить съемку местности, но и вычерчивать план к а р а н д а ш о м непосредственно в поле. В этом большое достоинство съемки. С н и м а е м а я на мензуле местность все время находится перед г л а з а м и вычерчивающего план исполнителя, а это дает возможность сопоставлять получаемое на плане изобра жение с натурой, т. е. со снимаемой местностью. Горизонтальные утлы при этом не измеряются, а получаются графически (рис. 108).
Рнс. 108. • |
Рис. 109. |
Составной частью мензулы является квадратная доска, называе мая планшетом, на которую наклеивается плотная' бумага (или прибивается фанера с бумагой) . Д л я построения угла планшет не обходимо установить над вершиной угла с помощью центрировочной вилки (рис. 109). Это называется центрированием мензулы. После этого планшет приводится в горизонтальное положение с по мощью уровня на линейке кипрегеля. Кипрегель (рис. 110) позво ляет проводить на планшете линии — следы пересечения горизон тальной верхней плоскости планшета с вертикальными плоскостя ми, проходящими через стороны данного угла местности, т. е. следы пересечения вертикальных визирных плоскостей с плоскостью план шета.
Мензульная съемка выполняется на основе опорной сети (ана-' литической или геометрической). При создании геометрической сети часто пользуются прямой мензульной засечкой для определения третьей точки по двум данным (рис. 111). Порядок работы на стан ции при мензульной съемке таков: . 1) надо установить мензулу, из мерить высоту инструмента и отметить ее на рейке; 2) обойти сов местно с реечниками о к р у ж а ю щ у ю местность с тем, чтобы позна154
(г)-€о~ъек/пца°ное |
колена |
mpyiit; |
|
|
|
|
(З)-Кремалбсра } (4)-3ej>niyKibtiHtn}ууг, |
|
акгегс с |
||||
(()-0ci |
бращмия |
mpyfai; |
|
|
|
|
ауЦилтуричеекя}уровень |
aw/ayu |
|
оде/я'тчвг*мег0друге; |
|||
СIJ-ffcnfiaoBmansMK St/Mmtt |
ypohwatzyeyu |
/фттжмке |
*УУ*Я; |
|||
(9)-&Л{Ша; |
(юуМикромет/гснный |
gt/нт aaoyayiz tfqom лугуга-у |
||||
0/)-/7/>yMV/Va |
Atc/tyW*tevnpe/iHai0 |
|
/ д а о т г asri/yapH |
ifqajrsa- |
||
{/г)-Лел¥гека |
со скошеммг** |
краем; |
|
|||
(П)—ися/fotv/n. |
ёг/umn |
уре&к? |
|
/faляуадгу |
|
|
(/5) ctuMewaJT |
Ягекрег,- |
|
|
Об}-Лр&ш£{<?оеихаф. |
|
Рис. ПО.
Рис. |
111. |
комиться с ней и наметить "точки |
постановки реек; 3) визируя на |
рейку, сделать дальномерный отсчет и отложить по масштабу рас стояние до реечной точки, навести среднюю нить сетки на высоту ин струмента, сделать отсчет по вертикальному кругу и вычислить от
метку реечной точки. Рабочим |
положением кипрегеля является, ка к |
||
правило, положение |
при круге |
лево. При съемке необходимо усло |
|
виться с реечниками |
о сигнализации зрительной, но не звуковой. |
||
П о нанесенным на планшете реечным точкам |
надо нарисовать |
||
непосредственно в поле контуры, а по отметкам — |
интерполирова- |
155'
нием горизонталей на г л а з — р е л ь е ф . Рисовка рельефа |
в к а м е р а л ь |
||||
ных условиях ни в коем случае не допускается, производится |
только |
||||
оформление планшета в туши. |
|
|
|
|
|
Достоинство мензульной съемки в том, что работа |
контролиру |
||||
ется непосредственно в поле, рельеф и контуры |
снимаются одновре |
||||
менно; рисуют то, что видят; мало камеральных |
работ. Недостатки: |
||||
громоздкость инструментария, требуется |
хорошая |
погода, |
мало |
||
разделения труда, оригинал создается |
в |
одном экземпляре . |
Мен |
||
з у л ь н а я съемка находит применение |
в местности с |
холмистым и |
пересеченным рельефом, при исследованиях рек, при строительстве мостов и других инженерных сооружений в местности со сложными условиями.
4.Понятие об аэрофототопографической съемке
Внастоящее время очень широко производится фотографиро
вание местности с с а м о л е т а — а э р о ф о т о с ъ е м к а , которая является теперь ведущим способом съемки для создания новых карт и обнов ления старых. П о аэроснимкам может быть составлен фотоплан (фотографический план) местности. Аэроснимки д а ю т очень'много подробностей, что ни на одной карте не получишь; причем без по мощи условных знаков . О д н а к о аэроснимки имеют искажение и по
этому непосредственно аэроснимками пользоваться |
затруднитель |
но. Р а з л и ч а ю т аэроснимки горизонтальные, плановые |
и наклонные |
(или перспективные) . Горизонтальные снимки—это когда ось фо тографирования вертикальна, плановые — наклоны оси не более 3°,
перспективные — наклон |
до 90°—60° (или п а н о р а м н ы е ) . Аэроснимки |
|
получают в центральной |
проекции. М а с ш т а б |
горизонтального аэро |
снимка плоской местности равен отношению |
фокусного расстояния |
фотокамеры к высоте фотографирования . М а с ш т а б по всей плоскос ти снимка не одинаков из-за наклона снимков или из-за разной вы
соты |
съемки. |
|
|
|
В основе метода аэрофотосъёмки л е ж и т процесс измерения фо |
||
тографического и з о б р а ж е н и я |
снятого объекта . Область знаний, изу |
||
ч а ю щ а я способы |
определения |
размеров, формы и пространствен |
|
ного |
положения |
предмета по |
фотоснимкам, называется фотограм |
метрией. С помощью фотограмметрического метода по одиночным аэрофотоснимкам определяют вид и действительные размеры уча стка земной поверхности или другого объекта.
Стереофотограмметрический метод основан на измерении двух взаимно перекрывающихся фотоснимков, полученных с концов ба
зиса |
съемки; т а к а я |
пара снимков |
называется стереоскопической па |
рой; |
она позволяет |
восстановить |
пространственную (стереоскопи |
ческую) модель местности, существовавшую в момент фотографи рования . Эта стереоскопическая модель местности используется для измерений соответствующего участка местности в к а м е р а л ь н ы х ус-
156
' л о в и я х взамен натурных измерений, исключая элемент сезонности в работе и существенно уменьшая объем полевых работ.
Инженер - строитель д о л ж е н знать теоретические основы и прин ципы практического применения современного прогрессивного мето да аэрофотосъемки и отчетливо представлять все особенности аэро фотоснимка, как центральной проекции; д о л ж е н уметь читать аэрофотоснимок, получать стереоскопический эффект и производить несложные измерения одиночного снимка и стереопары.
Фотографирование земной поверхности с самолета специаль ной фотокамерой называется воздушной съемкой (аэрофотосъем кой), а фотографирование с земли фотоаппаратом, совмещенным с теодолитом, наземной фототеодолитной съемкой. В результате фо тографирования получают ряд перекрывающихся снимков в направ лении полета, о б р а з у ю щ и х маршрут аэрофотосъемки . Фотоснимок точно передает мельчайшие подробности и оттенки снимаемого объ екта, благодаря чему представляется широкая возможность исполь зования фотоснимков при решении многих задач в различных от раслях народного хозяйства, науки и обороны страны. Одиночный снимок используют для производства измерений в плоскости, а сте реоскопическая пара снимков позволяет производить измерения в пространстве.
Аэрофотоаппарат |
(АФА) устанавливают над отверстием (лю |
||
ком) в полу кабины |
самолета |
на специальной |
аэрофотоустановке . |
В момент фотографирования оптическая ось |
аэрофотосъемочной |
||
камеры, д о л ж н а располагаться |
строго отвесно |
или уклоняться от |
|
отвесной линии не больше 3°; такую аэрофотосъемку н а з ы в а ю т пла |
новой, а отличие от перспективной съемки, при которой оптическая ось съемочной камеры з а р а н е е наклонена на угол, значительно больше 3°. Аэрофотоснимки плановой съемки без предварительной обработки не могут быть приняты за план участка местности, так как они имеют искажения за перспективу, и за рельеф местности, а, значит, масштаб аэрофотоснимка в различных частях будет разный .
Современные аэрофотоаппараты (АФА) являются полными ав томатами, в которых перемотка пленки и экспонирование пленки выполняются автоматически. Основными элементами комплекта АФА являются: корпус аэрофотокамеры с прикладной рамкой, рас положенной в фокальной плоскости объектива, объектив с затвором,
кассета |
с двумя катушками для аэропленки, |
перематывающий |
ме |
|||
ханизм, |
фотоустановка и командный прибор. Аэрофотосъемка |
про |
||||
изводится при моментальных экспозициях , 1/100—1/300 |
секунды. |
|||||
Д л я облегчения и повышения качества камерального |
дешифриро |
|||||
вания в |
последнее время |
стали применять |
высокочувствительную |
|||
цветную |
аэрофотопленку. |
|
|
|
|
|
На |
рис. 112 показана |
принципиальная схема воздушного фото |
||||
графирования . Световые лучи от точек ABC местности, пройдя через |
||||||
узловую точку объектива |
аэрофотоаппарата, |
встречают |
эмульсион |
|||
ный светочувствительный |
слой аэрофотопленки соответственно в |
|||||
точках abc. Такой способ проектирования называется |
центральным |
157
проек т и р о в анием, а изображение, получаемое при этом на аэрофо топленке, называется центральной проекцией. Узловая точка объ ектива, через которую проходят все проектирующие лучи, называет
|
ся |
центром проекции. |
|
Проекция |
узловой |
||||||
|
точки объектива на плоскость прикладной |
||||||||||
|
рамки |
называется |
главной точкой |
сним |
|||||||
|
ка. Главная точка снимка |
д о л ж н а |
|
совпа |
|||||||
|
дать |
с |
началом |
плоской |
прямоугольной |
||||||
|
системы координат |
снимка, оси |
хх |
и уу |
|||||||
|
которой обозначены координатными мет |
||||||||||
|
ками, прикрепленными жестко к плоско |
||||||||||
|
сти |
прикладной |
|
рамки . |
Координатные |
||||||
|
метки фотографируются на к а ж д о м аэро |
||||||||||
|
фотоснимке и по ним определяют |
|
поло |
||||||||
|
жение |
главной точки на снимке. |
|
|
|||||||
|
|
|
Аэрофотоснимок, как и любое фото |
||||||||
|
графическое изображение, |
геометрически |
|||||||||
|
рассматривается |
как |
центральная |
проек- |
|||||||
р и с 112. |
Пия, |
при которой |
центр |
проектирования |
|||||||
|
находится на конечном |
расстоянии |
в отли |
||||||||
чие от ортогональной проекции |
(топографический |
п л а н ) , |
которая |
||||||||
является частным |
случаем |
центральной |
проекции, когда |
|
центр |
||||||
проектирования находится в |
бесконечности, |
а |
пучок проекти |
||||||||
рующих лучей располагается |
отвесно. |
|
|
|
|
|
|
|
Если аэрофотосъемка произведена при строго отвесном поло жении оптической оси аэросъемочной камеры плоского и горизон тального участка местности, то центральная проекция будет ана
логична ортогональной проекции, т. е. |
аэрофотоснимок |
можно |
р а с |
||||
сматривать как план данного участка |
местности, |
так |
как |
и с к а ж е |
|||
ния за перспективу |
(наклон |
снимка) и за рельеф |
местности |
в |
этом |
||
случае отсутствуют: |
отрезки |
и площади и з о б р а ж а ю т с я |
на снимке в |
подобном виде, масштаб изображения будет всюду постоянным и равным отношению фокусного расстояния съемочной к а м е р ы f к высоте фотографирования Н (1 : m = f: Н).
Если ж е фотографировался участок местности с рельефом при отклоненном положении оптической оси аэрофотосъемочной каме ры, хотя бы в п р е д е л а х до 3°, как при плановой съемке, то все точ ки местности на таком аэрофотоснимке получат некоторое смещение
( и с к а ж е н и е ) , вызванное наклоном снимка (за перспективу) |
и рель |
ефом местности (за р е л ь е ф ) , а, значит, нарушится подобие |
м е ж д у |
элементами местности и их изображением на снимке, поэтому мас штаб снимка в различных частях будет разный; в этом случае аэро фотоснимок будет представлять собою общий вид центральной про екции с присущими ей искажениями за перспективу и за рельеф.
Наиболее" распространенным размером аэрофотоснимка явля ется 18x18 см. Расстояние от узловой точки объектива до плоскос ти прикладной рамки называется фокусным расстоянием к а м е р ы f (обычно от 5 д о 1000 м м ) . Расстояние от узловой точки объектива
158
до поверхности земли называется высотой |
фотографирования Н |
||
(обычно от 400 до 4000 м и более) . Плоскость |
аэрофотоснимка |
всег |
|
да перпендикулярна к оптической оси камеры . Р е л ь е ф |
участка |
ме |
|
стности, заснятого на одном аэрофотоснимке, |
зависит |
от размера |
снимка, фокусного расстояния камеры и высоты фотографирования . Фотографирование участка местности (экспонирование) произво дится через определенный, заранее рассчитанный промежуток вре мени (интервал), величина которого устанавливается на командном приборе и затем воспроизводится автоматически. Найденный ин
тервал д о л ж е н обеспечить получение 60% взаимного |
продольного |
||
перекрытия, необходимого для последующей камеральной обработ |
|||
ки |
аэрофотоснимков. Д л я проектирования и |
строительства объек |
|
тов |
линейного вида — железных и шоссейных |
дорог, |
высоковольт |
ных линий электропередач; каналов, трубопроводов и других — про
изводят маршрутную |
аэрофотосъемку, а при |
проектировании и |
строительстве объектов, |
з а н и м а ю щ и х большие |
площади, аэрофото |
съемку выполняют системой перекрывающихся маршрутов с попе речным перекрытием 30—40% м е ж д у соседними м а р ш р у т а м и . Аэрофотосъемочные м а р ш р у т ы обычно п р о к л а д ы в а ю т перпендикулярно меридианам в направлении запад — восток и обратно.
Чтобы аэрофотоснимок превратить в план данного участка местности, надо исправить его от искажений за перспективу и за рельеф, т. е. надо центральную проекцию преобразовать в ортого нальную, которая и представляет собой план местности. Преобра зование одной проекции в другую с учетом искажений за рельеф местности является одной из основных з а д а ч фотограмметрии . Аэрофотоснимок, преобразованный в строго плановый, называется трансформированным снимком, а соответствующие приборы — транс ф о р м а т о р а м и ; в производстве широко применяются фототрансфор маторы различных конструкций. Монтируя трансформированные
.снимки в маршруте, а затем маршруты м е ж д у собой, получают еди ное непрерывное фотографическое изображение местности в преде лах рамки трапеции принятого м а с ш т а б а , называемое фотопланом . Остаточные искажения на фотоплане за рельеф не п р е в ы ш а ю т ус тановленных допусков, поэтому м а с ш т а б фотоплана всюду одина ков.
Конечным результатом аэрофотосъемки, как и наземных видов съемок, является топографический план. При аэрофотосъемке топо графический план создается двумя различными методами: методом комбинированной и методом стереофотограмметрической съемок. •При комбинированном методе съемки контурная часть плана или карты получается путем изготовления фотоплана, на котором с
помощью мензулы производится съемка |
рельефа |
непосредственно |
||
в поле. При стереотопографическом |
методе съемки |
как контурная |
||
часть плана или карты, так и рельеф |
рисуют в к а м е р а л ь н ы х |
усло |
||
виях на специальных стереоскопических |
приборах. Если весь |
про |
цесс по созданию топографического плана или карты выполняется только на одном сложном и высокоточном приборе (универсальном
159
п р и б о р е ), то такой способ называется универсальным способом соз дания плана или карты . Если ж е единый процесс создания плана или карты расчленяется на ряд самостоятельных процессов, выпол
няемых |
к а ж д ы й |
на |
своем |
конструктивно |
новом, |
сравнительно |
|
простом |
приборе, |
то |
такой |
способ называется дифференцирован |
|||
ным способом. |
|
|
|
|
|
|
|
Метод стереофотограмметрической |
съемки выгоднее метода ком |
||||||
бинированной съемки, т. е. при этом |
методе |
объем |
дорогостоящих |
полевых работ значительно меньше, кроме этого, метод стереофото грамметрической съемки устраняет сезонность в работе, позволяет организовать поточную схему работ, имеет и другие преимущества.
Таким образом, чтобы создать план местности по наклонным п разномасштабным аэроснимкам, необходимо к а ж д ы й снимок транс
формировать, т. |
е. |
преобразовать в горизонтальный снимок задан |
||
ного масштаба . |
Из |
трансформированных |
аэроснимков |
монтируют |
фотопланы . При |
фототопографических |
методах съемки |
карты и |
планы составляют на основе фотограмметрических измерений сним
ков. Если по аэроснимкам |
составляют и контурную |
часть |
карты п |
|||
рельеф, то такой |
метод называется стереотопографическим. Если ж е |
|||||
по аэроснимкам |
получают |
только |
контурную |
часть |
карты (фото |
|
п л а н ) , а рельеф |
снимают |
в поле |
на мензуле, |
то метод |
называют |
комбинированным . Он применяется главным образом при составле нии крупномасштабных карт равнинной слабоконтурной местности, пойм рек, сложных территорий, когда требуется подробное изобра жение рельефа сечением 1 м и меньше.
5. Фототеодолитная съемка
Наиболее доступной для применения в строительстве является наземная стереофотограммстрнческая съемка, выполняемая фото
теодолитом. Она |
является |
т а к ж е |
более |
точной и |
вполне |
отвечает |
|||
требованиям инженерного дела . На крупных стройках |
использу |
||||||||
ются т а к ж е и материалы |
аэрофотосъемки . В |
результате |
наземной |
||||||
стереофотосъе^мки |
получают стереопару |
снимков, |
произведенных |
||||||
с двух точек, расстояние |
между |
которыми |
называется |
базисом |
|||||
съемки. Н а и л у ч ш а я длина |
базиса |
находится |
в пределах |
от |
1/4 |
до |
|||
1/20 расстояния от инструмента до снимаемого предмета. |
|
|
|
||||||
По негативам |
такой стереопары в оптическом |
приборе |
— |
сте |
реокомпараторе — воспроизводится стереоскопическая модель мест ности, по которой и выполняются необходимые наблюдения и изме рения. Д а н н ы е измерений могут быть использованы непосредствен
но или для составления планов и профилей. Трудоемкие |
измерения |
на местности заменяются, следовательно, измерениями |
стереомоде- |
ли в лабораторных условиях. |
|
Математическая зависимость между фотограмметрическими |
|
координатами на местности и размерами на снимке д л я |
нормально |
го случая съемки, когда оптическая ось фототеодолита |
была уста- |
160 |
|