- •Введение
- •§ 1. Аэросъемка, ее виды и методы работ
- •§ 4. Фотоматериалы и их обработка
- •§ 5. Оценка качества аэрофотосъемочных работ
- •§ 6. Инфракрасная, радиолокационная и многозональная аэросъемки
- •Глава 2. Аэрофотоснимки. Стереоскопическая модель местности
- •§ 7. Построение изображений на аэрофотоснимках
- •§ 8. Плановые смещения изображений на фотоснимках
- •§ 9. Фотосхемы
- •§ 10. Стереоскопическая и геометрическая модели местности
- •§ 11. Масштаб стереомодели местности
- •Глава 3. Дешифрирование аэрофотоснимков
- •§ 12. Основные дешифровочные признаки
- •§ 13. Виды дешифрирования аэрофотоснимков
- •§ 14. Дешифрирование топографических объектов местности
- •§ 16. Определение элементов залегания горных пород
- •§ 17. Поиски и разведка месторождений строительных материалов по аэрофотоснимкам
- •§ 18. Пути автоматизации дешифрирования
- •Глава 4. Планово-высотное обоснование аэрофотоснимков
- •§ 20. Элементы ориентирования аэрофотоснимков
- •§ 21. Привязка аэрофотоснимков
- •§ 22. Аэрорадионивелирование
- •§ 23. Радиовысотомер
- •§ 24. Определение колебаний высоты полета
- •§ 25. Воздушная привязка аэрофотоснимков
- •§ 26. Оценка качества привязки
- •§ 28. Преобразование системы координат планового аэрофотоснимка в систему координат горизонтального аэрофотоснимка
- •§ 31. Дифференциальное трансформирование
- •Глава 6. Определение координат точек аэрофотоснимков
- •§ 32. Определение элементов взаимного ориентирования
- •§ 33. Определение элементов внешнего ориентирования
- •§ 34. Стереокомпараторы
- •Глава 7. Аналитическая пространственная фототриангуляция
- •§ 35. Метод пространственной фототриангуляции
- •§ 36. Способы построения аналитической пространственной фототриангуляции
- •§ 37. Блочная фототриангуляция
- •Глава 8. Стереофотограмметрическое трассирование линейных сооружений
- •§ 38. Комплекс комбинированного трассирования дорог
- •§ 39. Трассирование на фотограмметрических приборах
- •§ 40. Дешифрирование сложных участков местности
- •§ 41. Способы трассирования
- •§ 42. Трассирование дорог по топографическим фотопланам
- •§ 43. Оценка укладки трассы по стереомодели местности
- •§ 44. Проектирование водоотвода по аэрофотоснимкам
- •Глава 9. Технология нивелирования трассы на фотограмметрических приборах
- •§ 45. Определение превышений по аэрофотоснимкам
- •§ 46. Топографический стереометр СТД-2
- •§ 48. Определение превышений и высот на стереометре
- •§ 49. Фотограмметрическое нивелирование трассы или оси сооружения
- •§ 50. Ортогональный след трассы и его построение на аэрофотоснимках
- •§ 51. Определение расстояний и разбивка пикетажа
- •§ 53. Применение при нивелировании материалов аэросъемок прошлых лет
- •Глава 10. Аэрофототопографическая съемка местности
- •§ 55. Виды фототопографических работ
- •§ 56. Универсальные фотограмметрические приборы
- •§ 57. Обработка аэрофотоснимков на универсальных стереоприборах
- •§ 58. Аналитическая съемка местности
- •Глава 11. Математические модели местности
- •§ 59. Виды цифровых и аналитических моделей местности
- •§ 60. Цифровые инженерные модели местности
- •§ 62. Методы построения цифровых моделей местности
- •§ 63. Построение цифровых моделей по топографическим планам и картам
- •Глава 12. Комплекс аналитических аэрогеодезических работ при проектировании сооружений
- •§ 64. Технология аналитического трассирования сооружений
- •§ 65. Виды аналитического трассирования автомобильных дорог и подходов к мостовым переходам
- •§ 66. Детальная аналитическая пространственная укладка трассы
- •Глава 13. Аэроизыскания мостовых переходов
- •§ 68. Оценка по аэрофотоснимкам мест мостовых переходов
- •§ 69. Определение основных элементов мостовых переходов по аэрофотоснимкам
- •§ 70. Особенности русловых съемок мостовых переходов
- •§ 71. Аэрофотогидрометрические работы
- •§ 72. Аэрогеодезические работы с построением аэрофотомакетов
- •Глава 14. Аэроизыскания аэродромов
- •§ 73. Предварительные аэроизыскания
- •§ 74. Основные топографические съемки
- •§ 75. Аэроизыскания при реконструкции аэродромов
- •Глава 15. Аэрогеодезия при проектировании реконструкции и строительстве сооружений
- •§ 77. Определение состояния дорог и мостовых переходов по фотоснимкам
- •§ 78. Аэрофотосъемка при изучении транспортных потоков
- •§ 80. Организация дорожного движения с помощью аэрофотоснимков
- •§ 82. Аэрофотосъемка при строительстве и приемке дорог
- •Глава 16. Разбивка инженерных сооружений и геодезическое управление механизацией строительства
- •§ 83. Методы перенесения проектов трассы дороги и инженерных сооружений в натуру
- •§ 84. Вынос в натуру трассы методом опознавания контуров и вешения створов
- •§ 85. Вынос в натуру трассы с точек магистрального хода
- •§ 86. Технология выноса трассы в натуру
- •§ 87. Геодезическое управление работой строительных машин
- •Заключение
- •Предметный указатель
- •Базис фотографирования
- •Статограмма
- •Оглавление
одно общее, то образуется фотоплан. Такой же монтаж из ортофотоснимков представляет собой ортофотоплан местности. Фотопланы и ортофопланы могут быть контурными, а также иметь изображение рельефа горизонталями (фотокарты).
Фотопланы и ортофотопланы монтируют на плановой основе, на которую наносят геодезические и ориентирующие точки.
На трансформированных снимках в местах расположения ориентирующих точек пуансоном пробивают отверстия, по которым при монтаже следят за совпадением точек снимков и основы и за размером и направлением поправок за рельеф с точностью 0,2 мм.
После установки на основу фотоснимки закрепляют грузиками, а затем, проконтролировав совпадение контуров, разрезают их по средней линии взаимного перекрытия и наклеивают на основу. В процессе монтажа смежных маршрутов порез в зоне поперечного перекрытия делают общий.
При трансформировании фотоснимков и при приведении их к заданному масштабу необходимо учитывать планово-высот- ное положение трассы проектируемого сооружения на стереомодели местности.
Таким образом, для проектирования автомобильных дорог, мостовых переходов и участков аэродромов могут быть изготовлены фотоснимки и фотосхемы в масштабе залета, фотоснимки, приведенные к определенному масштабу, трансформированные фотоснимки, ортофотоснимки и фотопланы, а также ортофотопланы и ортофотокарты (фотокарты), на которых фотоизображение местности в зоне трассирования сооруже-
ния соответствует |
плану местности заданного масштаба. |
Г л а в а |
6 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ТОЧЕК АЭРОФОТОСНИМКОВ
§ 32. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ВЗАИМНОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ
Для определения элементов взаимного ориентирования в базисной системе используем ранее установленные зависимости между координатами горизонтального и планового аэроснимков:
+ |
'2 + <7 = 0. |
(56) |
|
Jк |
|
82
|
Уравнение |
элементов |
вза- |
|
|
|
n |
ь |
|
|||
имного ориентирования аэро- |
|
z r |
|
|
1 3 |
|||||||
фотоснимков |
(56) решается по |
|
|
|
||||||||
координатам пяти точек. Обыч- |
|
|
|
|
|
|
||||||
но же берут шесть стандартно |
|
|
|
|
|
|
||||||
размещенных |
точек |
(рис. 48). |
|
|
|
|
|
|
||||
Координаты |
их |
измеряют на |
|
|
|
|
|
|
||||
стереокомпараторе, а вычисле- |
|
|
|
|
|
|
||||||
ния |
ведут |
на |
ЭВМ. |
выполня- |
|
|
|
|
|
|
||
Обычно |
расчеты |
|
|
|
|
|
|
|||||
ют методом последовательных |
|
|
|
|
|
|
||||||
приближений. Проверяют |
точ- |
Рис. |
48. |
Стандартные связующие точ- |
||||||||
ность наведения марки на коор- |
||||||||||||
динатные метки, предвычисляют |
ки |
стереопары |
|
|||||||||
|
|
|
|
= хк—рк; y'K=yK — qK' |
||||||||
отсчет на них на правом аэрофотоснимке: х'к |
||||||||||||
Расхождения |
не |
должны |
превышать |
0,02 мм. |
Устанавлива- |
|||||||
ют |
места |
нулей |
шкал |
прибора |
с |
введением |
их в отсче- |
ты. Определяют по расстояниям между координатными метками коэффициенты деформации и углы разворота координатных систем аэрофотоснимков и их средние значения. Устанавливают измеренные координаты точек аэрофотоснимков с учетом разворота координатных систем и величин координат главных точек аэрофотоснимков. Полученные координаты всех точек исправляют за деформацию фотоматериалов, за рефракцию и за дисторсию объектива аэрофотоаппарата.
Решение уравнения взаимного ориентирования выполняется под условием минимума суммы квадратов поправок [pv2 ] = = min, где р — веса измерений поперечных параллаксов (устанавливают в зависимости от расположения точек на стереопаре). Так как элементы взаимного ориентирования можно выразить через их приближенные значения а' ь а'2, со'2, х'1? х'2 и поправки к ним 5а 'ь 5а '2, 5ш2, 5х'ь 5х2, то используем уравнение поправок:
а1 |
5а \ +Ь1 5а 2 + сх 5(0 2 + dx 5х 1 +ех |
Ьу!2 |
+ 1\ = vi'-> |
|
а2 |
5а 1 + Ъ2 5а 2 + с2 5со 2 + d2 5х \ -I- е2 |
5х2 |
+ /2 2» |
(57) |
|
|
|
|
ак 5а 1 + Ьк 5а 2 + ск 5ш 2 + dk 5х \ +ек 5х2 + lk = vk;
Вычисление коэффициентов уравнений поправок связано с определением направляющих косинусов аэрофотоснимков, которые составляют
d1=-{alxi |
+ a2yi-a3fK)(b1x'i |
+ |
b2y'i-b3fK); |
|
bi = (a1xi |
+ a2yi-a3fK)(b1x'i |
+ |
b2yi-b3fK); |
|
ci=-(b1xi |
+ b2yi-b3fK)(blx'i |
+ |
b2y'i-b3fK)x |
|
х cos a i — (сг х{ + c2 yt — c3fK )(63 x \ sin x \ + |
|
|||
|
+ b3y\ cos x 2 +/K cos со 2); |
(58) |
83
^f = |
— |
* i + |
^ i — ^зЛ)— |
— |
+ -V/ — |
|
|
ei = |
|
{c1^i-cxy,i)(b1xi^b2yi-bJK)- |
|||
|
-{Ь2х\-Ь1У |
^ |
xt + |
с2yt-с3/к); |
||
|
Ti = {blxi |
+ b2yi-bJxXc1x'i |
|
+ c 2 y ' i - c J y ) - |
||
|
-(b1x'i |
+ b2y'i-b3fK)(c1xi |
|
+ |
c2yi-c3fK). |
Затем решают нормальные уравнения поправок к элементам
взаимного |
ориентирования аэрофотоснимков: |
[раа |
] 5а 1 + [ p a b ] 5а 2 + [рас ] 5со 2 + [раЗ ] 5х i + |
|
|
+ [раё]Ък'2 |
+ [раТ] |
= 0; |
||
[раБ ] 5а 1 + [pb Ь~\ 5а'2 + [рЪс ] 5со2 + [pb3 ] 8хi + |
||||||
|
|
+ [/?^]5x'2 + |>W] = 0; |
||||
[рас |
] 5а i + [pbc ] 5а 2 + [рсс |
] 5ш '2 + [рсЗ ] 5х i + |
||||
|
|
+ {рсё |
] 5 х ,2 + [/7с/г] = 0; |
|||
[pad |
] 5а ; + [рЬЗ] |
5а 2 + [pcd |
] 5ю 2 + [ р З З ] 5х i + |
|||
|
|
+ [рЗё ] 5х 2 +[рЗГ] = 0; |
||||
[раё |
] 5а 1 + [рБё ] 5а 2 + [рсё |
] 5со 2 + [рЗё ] 5х \ + |
||||
где |
|
-I- [рёё |
] 5х 2 + [рёТ] |
= 0, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
раа =р1а1а1+р2а2а2 |
|
+ |
...+ряанаА; |
||
|
pab )=p1a1bl+p2a2b2 |
|
+ |
...+pnanbn; |
||
|
рас =p1a1c_1+p2a2c2 |
|
+ |
...+pnancJ}\ |
||
|
pad =p1a1di+p2a232 |
|
+ |
...+p„andn; |
||
|
раё |
=Рх a i f |
1 +р2 |
а2ё2 |
+ ... ~\~рп а пёп\ |
|
|
pal |
]=p1a1li+p2a2l2 |
|
+ |
...+pnanln. |
(59)
(60)
Далее определяют исправленные значения элементов взаим-
ного ориентирования |
|
аэрофотоснимков: |
|
|
а |
1 |
(п+ i)= oi 1и + 8а 1 („+1); |
|
|
а 2 |
(и +1)1) = а2И + 8<Х2(п+1), |
(61) |
||
© 2 (п + 1) = © 2л + S(0 2 (и + D; |
||||
и 1 |
(п +1)= к in + 5х 1 (П 1 |
|
||
И 2 (л+ 1) = И 2л + ^Х 2 |
j), |
|
||
где и — номер приближения (обычно |
их бывает |
не больше |
||
3 - 5 ) . |
|
|
|
|
Используя вычисленные элементы взаимного ориентирования предыдущего приближения, определяют их в следующем приближении. Из решения нормальных уравнений находят поправки, вводят их в элементы взаимного ориентирования предыдущего приближения и получают новые значения. Затем вычисляют направляющие косинусы по формулам (39), (41) и
84
исправленные ординаты точек по формуле (56). Найденные ординаты используют для оценки остаточных поперечных параллаксов.
Оценка точности элементов взаимного ориентирования аэрофотоснимков и отбраковка ошибочных точек ведется по остаточным параллаксам очередного (последнего) приближения bq{ и средней квадратической ошибке остаточных параллаксов
m = |
(62) |
|
п — 5 |
Если bqt>3mqy то точка с таким остаточным поперечным параллаксом исключается, а все оставшиеся продолжают участвовать в последующем определении элементов взаимного ориентирования аэрофотоснимков. Расчеты ведут раздельно для каждой стереопары. Число точек на каждой стереопаре должно быть более пяти.
§ 33. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ВНЕШНЕГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ
Для определения угловых элементов внешнего ориентирования аэроснимков задают значения угловых элементов внешнего ориентирования первого аэроснимка:
= а 1 +vx ; |
v = bH2-5H1/Bl. |
(63) |
|
Если показаний статоскопа нет, |
то |
|
|
ах = аг; |
со^О; |
ус1=Х\. |
(64) |
Согласно формуле (39) устанавливают направляющие косинусы координатной системы первого аэроснимка. Им соответст-
вует матрица |
|
|
|
|
|
A |
Xj— |
|
«21 |
«31 |
(65) |
bn |
b21 |
b3l |
|||
|
|
Cll |
С21 |
|
|
С учетом поворота осей координат на а 2 |
и а \ при со \ = 0 по |
той же формуле (39) находят направляющие косинусы промежуточной системы координат. Таким поворотам соответствует матрица
|
а2 |
аг |
|
|
Ь, |
bi |
|
Ь, |
(66) |
где я J = cos си \ cos х ^ \ fe1 = sinx1; |
|
сх =sina \ cosx^ |
|
|
а 2 = — cosoti sinxx; 62 = cosx и c i |
= |
|
— sina'i sinxt; |
|
аъ= — sinai; b3 = 0; c,3 = cosa'1. |
|
|
|
|
85
Из зависимостей (54) и (65) определяют взаимное положение систем координат Sx у. z> и Sxyz, соответствующее матрице Arv, являющейся произведением матрицы (65) и матрицы (66):
А... — А. |
|
|
4 |
|
Ы |
Ы |
Ы |
(67) |
ч |
x |
*i |
( М |
( М |
( Ы |
|||
|
|
i Ч |
L Ы |
{с2) |
(с3) |
J |
||
|
|
|
|
|
По найденным величинам устанавливают тангенс дирекционного угла базиса фотографирования т и синус угла наклона базиса фотографирования первой стереопары
tgт = (Л1)/(д1); sinv = (c1).- |
(68) |
Перенесем систему координат Slxyz параллельно из левого конца базиса Sx в правый S2 и повернем ее на углы а2 , со2, х'2. Она совпадет с системой S2xyz правого фотоснимка, при этом z будет совмещена с главным лучом S2 О' правой связки. Далее по формуле (39) находят направляющие косинусы элементов взаимного ориентирования правого аэроснимка. Они выражаются матрицей
|
|
|
|
|
|
|
|
а! |
а2 |
аъ |
|
(69) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ь\ |
b2 |
b3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
1 |
с 2 с |
з |
|
|
|
По значениям (39) и (41) получают направляющие косинусы |
||||||||||||||
координатной |
системы |
правого |
аэроснимка первой стереопары |
|||||||||||
А |
|
|
|
— А |
А , |
, |
, — |
^12 |
а22 |
<*32 |
(70) |
|||
й) |
|
х |
612 |
Ъ22 |
ЪЪ2 |
|||||||||
а |
2 |
|
Tv |
a W) X |
|
|
||||||||
|
2 |
2 |
|
|
|
2 |
2 2 |
|
|
С12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С22 |
СЪ2 |
|
|
Угловые элементы внешнего ориентирования правого аэро- |
||||||||||||||
снимка определяют |
|
в |
соответствии с |
формулой (70) |
|
|||||||||
a2 = arctg( — — |
); |
|
co2 = arcsin( — ЬЪ2)\ |
x2 = a r c t g ( ^ |
(71) |
|||||||||
|
|
|
- 3 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученные угловые элементы внешнего ориентирования |
||||||||||||||
правого аэроснимка а2 |
, |
со2 |
и |
х2 |
для следующей стереопары |
|||||||||
являются угловыми |
|
элементами |
внешнего |
ориентирования ее |
левого аэроснимка взамен указанных в формуле (64). Это же относится и к направляющим косинусам.
Так, последовательно действуя вдоль каждого аэросъемочного маршрута, устанавливают угловые элементы внешнего ориентирования всех аэроснимков.
Затем по формулам (39) определяют приближенно трансформированные координаты всех точек каждой стереопары.
Полученные в процессе таких определений элементы внешнего ориентирования аэроснимков могут использоваться самостоятельно для вычисления установочных элементов коррекцион-
86