Таблиця розрахунку параметрів аерофотознімання

2. Проектування планово-висотного обгрунтування

Густота точок планової , планово- висотної , висотної підготовки , тобто відстань між парами опознаков уздовж маршруту в базисах фотографування , визначається нормативними документами , однак підвищення вимірюваних властивостей знімків , застосування високоточних фотограмметричних приладів і ряду інших чинників , створюють реальні можливості скорочення трудомістких робіт з планово- висотної підготовки аерофотознімків . Тому в кожному конкретному проекті доцільно розрахувати оптимальні схеми розміщення розпізнавальних знаків . Розрахунки густоти планово- висотного обгрунтування , рекомендується встановлювати за формулами очікуваної точності мереж фототріангуляції , які виглядають наступним чином: По висоті :

В плані:

де m_h , m_L – допустимі середньо квадратичні похибки визначення висот і планових координат із фотограмметричного згущення.

K_z, K_xy – коефіцієнти що залежать від способу виключення деформації в фотограмметричну блоці.

Таблиця значень коефіцієнтів

Характеристика фотограмметричного блока	Kz	Kxy
В блочній фото тріангуляції з Px=60%, Py=30%	0,08	0,25
В блочній фото тріангуляції з Px=60%, Py=60%	0,07	0,20
При застосуванні способу самокалібрування	0,06	0,17

Проект розміщення розпізнавальних знаків складається на топографічних картах і повинен відображати :

1. Межі ділянки зйомки ;

2. Осі маршрутів. ;

3. Зони розміщення планових , висотних і планово- висотних розпізнавальних знаків ;

4. Пункти головної геодезичної основи. ;

5. Рамки трапецій . ;

6. Контрольні опознаки (один контрольний розпізнавальний на чотири трапеції ) ;

Якщо проектом передбачається виконання двох злетів , то проект розміщення розпізнавальних знаків складається окремо для кожного зальоту .

За вільним кордонів об'єкта повинні бути запроектовані додаткові планово- висотні розпізнавальні знаки.

3. Опис польових процесів (маркування, планово-висотна підготовка, дешифрування) та вимоги до точності їх виконання

Маркування опознаков .

Питання про доцільність виконання маркування вирішується для кожного конкретного об'єкта.

Маркування , як правило , застосовується на об'єктах з незначною кількістю контурів . У цьому випадку маркуються опознаки в намічених зонах відповідно до схеми розміщення розпізнавальних знаків . В даний час застосовують різні форми маркувальних знаків (коло, квадрат , хрест). Розміри маркувальних знаків на місцевості будуть залежати від масштабу аерофотозйомки. Розміри маркувальних знаків на аерознімку повинні складати близько 0.35мм .

Слід мати на увазі , що за даними ряду досліджень маркування дозволяє підвищити точність визначення координат із фотограмметричного згущення на 40 - 50 %. Проте маркування досить складна в організаційному відношенні і вимагає значних витрат.

Планово- висотна підготовка .

Визначення координат і висот опознаков проектують з метою забезпечення необхідним планово- висотним обгрунтуванням аерофотознімальних маршрутів і фотограмметричних блоків в цілому. Залежно від прийнятої технології планово- висотна підготовка виконується за трьома варіантами . При комбінованому способі виконується тільки планова підготовка аерознімків , при стереотопографічному способі знімання, коли контурну частину передбачається створити на основі фотоплана і коли виконується два аерофотознімальних зальота , планова підготовка виконується по зальоту з фокусною відстанню 200 - 350мм , а висотна підготовка по зальоту з фокусною відстанню 70 - 100 , 140мм .

При стереотопографіческой зйомці на чистій основі виконується планово- висотна підготовка по одному зальоту , який повинен забезпечити точність складання контурів і малювання рельєфу .

Планова прив'язка аерознімків виконується методом прокладання світлодальномірних ходів , зарубками та іншими геодезичними побудовами . В даний час для прив'язки розпізнавальних знаків використовують приймачі GPS.

Середні похибки визначення координат розпізнавальних знаків відносно найближчих пунктів ГГС не повинні перевищувати 0,1 в масштабі створюваної карти . Висотна прив'язка розпізнавальних знаків виконується прокладання ходів нівелювання: технічного нівелювання , тригонометричного нівелювання (нівелювання похилим променем ) . Нев'язки в ходах не повинні перевищувати таких значень :

 = 5мм- для технічного нівелювання;

 = 20мм- для тригонометричного нівелювання.

L – длина нивелирного хода в км.

Допустимі довжини висотних ходів L повинні задаватися виходячи з того, що висоти розпізнавальних знаків повинні визначатися з точністю 0,1 висоти перерізу рельєфу. Відповідно до цього допустима довжина нівелірних ходу визначається як:L_доп = 16h_сеч

L_доп = 1h_сеч

4. Дешифрування аерофотознімків

Дешифрування фотограмметричного зображення полягає в розпізнаванні об'єктів місцевості на знімках , встановленні їх кількісних і якісних характеристик та креслить в умовних знаках.

Істотним чинником, що визначає економічну ефективність робіт з дешифрування є питома вага камерального дешифрування . Тому при розробці технології зйомки на конкретному об'єкті необхідно забезпечити всі можливі умови, що визначають збільшення питомої ваги камерального дешифрування , основні з них такі:

• вибір оптимального масштабу аерофотознімання і фотоматеріалу (кольорова, спектрозональна, чорно- біла);

• забезпечення необхідними технічними засобами для камерального виробництва;

• збір усіх матеріалів, використання яких забезпечить отримання необхідних характеристик без польового обстеження ;

• вибір технологічної послідовності процесів , що забезпечує достовірність результатів камерального дешифрування .

Залежно від топографічної вивченості району знімання та прийнятої технологічної схеми робіт , польове дешифрування виконується до камерального або після нього.

Дешифрування при створенні карт фото топографічним методом може виконуватись на фото планах, фото схемах або збільшених аерофотознімках. Матеріал, що використовується для дешифрування повинен бути близький до масштабу створюваного плану (карти). Для районів з незначним контурним навантаженням може виконуватися дешифрування в масштабі зальоту , якщо масштаб аерофотознімання не більше ніж у 2-2,5 раза дрібніший від масштабу створюваного плану. Після вивчення району робіт за аерофотознімками і всіма наявним картографічним матеріалами, довідниками, описами і т.і. повинні бути складені грунтовні редакційні вказівки.

5. Проектування фотограмметричного згущення

Фотограмметричні роботи є основною складовою частиною сучасних технологій створення та оновлення топографічних карт, виготовлення фотокарт, створення та оновлення топографічних і спеціальних планів. Технічні вимоги та допуски на фотограмметричні роботи визначаються на основі вимог діючих нормативних документів до точності карт і планів.

При створенні цифрових топографічних карт і планів методами стереотопографічної зйомки виконується комплекс камеральних робіт, що включає: підготовчі роботи, фотограмметричне згущення опорної геодезичної мережі, виготовлення фотопланів, дешифрування, стереоскопічну зйомку рельєфу, збір інформації про контури по фотопланам, одиночним знімкам або стереопарі, редагування оригіналів карт (планів), представлення оригіналів карт і планів в цифровій і графічній формах.

Точність отримання просторових координат X, Y, H об'єктів місцевості залежить від масштабу і параметрів оброблюваних знімків, а також методів їх фотограмметричної обробки.

Інструментальна точність аналітичних фотограмметричних приладів, отримана за вимірюваннями контрольних сіток, повинна задовольняти вимогам, зазначеним в таблиці:

Таблиця 1 Основні вимоги до фотограмметричних приладів

№ п/п	Основні вимоги	Значення похибок приладів
		звичайної точності	високої точності
1	Середні квадратичні похибки вимірювання координат (мкм)	6	3
2	Середні квадратичні похибки вимірювання параллаксів (мкм)	4	3

До приладів звичайної точності відносяться: стереокомпаратор фірми Карл Цейсс (Єна, Стеко 18х18). До приладів високої точності відносяться: стереокомпаратор вітчизняні СКА-30, виробництва фірми Карл Цейсс - Стекометр, Дікометр; аналітичні фотограмметричні прилади - Стереоанаграф вітчизняного виробництва, SD-20 спільного виробництва ЕОМЗ і фірми Leica (Швейцарія); SD 2000, SD 3000 фірми Leica (Швейцарія).

При картографуванні (особливо у великих масштабах) для фотограмметричної обробки використовують кадрові аерознімки, отримані камерами з компенсацією поздовжнього зсуву зображення. Перевагу віддають камерам з форматом кадру 23х23 см зважаючи на їх більшу ефективність.

У відношенні кута поля зору камер при створенні топографічних карт і планів, коли потрібно визначати висоти точок місцевості, для плоско-рівнинних територій слід використовувати камери з надширокими () і широкими() кутами зображення,. Для передгірних і гірських територій, забудованої, залісненій місцевості більше підходять камери з нормальними () і вузькими кутами зображення (). При картографуванні міст, особливо з багатоповерховою забудовою, при виборі камери слід враховувати величину зміщення зображення даху будівлі на знімку щодо підстави будівлі внаслідок його висоти. З цієї точки зору, а також з урахуванням підвищених вимог до точності визначення планових координат об'єктів місцевості найбільш придатними є камери з вузькими кутами зображення.

Фотограмметричної обробці знімків передують підготовчі роботи, які включають:

а) збір, вивчення і оцінку вихідних знімальних і картографічних матеріалів, матеріалів польових топографо-геодезичних робіт;

б) робоче технічне проектування процесів обробки знімків;

в) підготовку необхідних матеріалів і вихідних даних;

г) підготовку технічних засобів;

д) підготовку редакційних вказівок;

е) підготовку інженерно-технічного персоналу і виконавців.

Робоче технічне проектування фотограмметричного згущення включає вибір і позначення точок фотограмметричної мережі, а також складання схеми мережі. Опорними даними для фотограмметричного згущення є розпізнані на знімках пункти державної геодезичної мережі та геодезичних мереж згущення, і точки знімальної геодезичної мережі, а також додаткову інформацію, що отримана бортовими приладами безпосередньо при аерофотозніманні.

Схему робіт з фотограмметричного згущення опорної мережі складають по групах трапецій в межах комплектування матеріалів польових топографо-геодезичних робіт. На схему наносять:

а) межі ділянок аерофотознімання, осі маршрутів аерозйомки, вказують номери кінцевих аерознімків, дати аерозйомки, номери використаних на кожній дільниці знімальних камер. На схему вписують характеристики фотокамери (фокусну відстань, координати координатних міток або відстані між ними, координати головної точки);

б) гідрографічну мережу із зазначенням місць польових відміток урізів води і проектованих місць для фотограмметричних визначень (намічаються в 2-2,5 рази частіше, ніж це потрібно для підпису на карті, для того, щоб підвищити точність побудови поздовжніх профілів водотоків);

в) пункти геодезичних мереж і точки знімального обгрунтування з виділенням замаркованих точок і зазначенням якості зображення маркувальних знаків;

г) межі маршрутних мереж і блоків;

д) черговість обробки мереж на ділянці.

При виборі опорних точок необхідно враховувати наступні рекомендації:

• в якості опорних точок для фотограмметричного згущення слід вибирати точки що добре розпізнаються на знімку, значення планових координат і висот яких отримані в процесі польової підготовки знімків або по карті (плану) крупнішого масштабу;

• при суцільний підготовці знімків кількість обраних опорних точок для побудови моделі місцевості в межах площі знімка (стереопари) повинно бути не менше 5. При цьому 4 опорні точки повинні розміщуватися в кутових стандартних зонах, що дозволить найбільш точно визначити елементи зовнішнього орієнтування знімка (стереопари).

Розташування та номери планово-висотних опорних точок оформлюються на контактних відбитках або збільшених фотознімках за результатами польових геодезичних робіт. Для точок, що використовуються в якості опори, виписуються також їх позначки, віднесені до поверхні землі. На ці ж контактні відбитки або збільшені фотознімки наносять межі планшетів (номенклатурних аркушів), на яких потрібно виконати роботи відповідно до редакційно-технічних вказівок.

Вихідними для фотограмметричної обробки є наступні матеріали:

- вихідні негативи і діапозитиви на склі чи фотоплівці що не деформується (якщо це передбачається технологією робіт);

- контактні відбитки на фотопапері або збільшені відбитки в масштабі, близькому до масштабу створюваної карти (плану);

- каталоги координат і висот пунктів державної геодезичної мережі, геодезичних мереж згущення і точок знімальної мережі, отриманих геодезичними методами. На кожну опорну точку у вихідних матеріалах повинні бути присутніми абрис й опис. Координати всіх опорних точок повинні бути задані в тій системі координат (СК-42, СК-95 або в місцевій системі), в якої складається або оновлюється карта (план). В іншому випадку виконується перетворення координат в потрібну систему;

- копія паспорта знімальної камери зі значеннями елементів внутрішнього орієнтування, еталонних координат або відстаней між координатними мітками, відомостями про дисторсію;

- середнє значення висоти фотографування на ділянці або середнього масштабу аерознімків;

- редакційні вказівки і відомчі матеріали картографічного призначення, підібрані за трапеціям; матеріали польового і камерального дешифрування; уточнені фотосхеми або знімки, збільшені до масштабу створюваної карти з підписаними географічними назвами, характеристиками топографічних об'єктів.

В реальних програмах фототріангуляційні мережі створюються двома способами:

- за допомогою спільного зрівнювання повної сукупності геодезичних, фотограмметричних та інших вимірів на всю мережу;

- шляхом попереднього формування окремих частин мережі (одиночних моделей, триплетів, маршрутних мереж) і подальшого об'єднання таких частин в більш велику побудову.

Якість мереж, зрівняних по опорних даних, оцінюється за наступними критеріями:

а) за залишковими розбіжностями фотограмметричних і геодезичних координат на опорних точках;

б) за розбіжностями фотограмметричних і геодезичних координат контрольних геодезичних точок, не використаних при зрівнянні мереж.

Після завершення процесу фототріангуляції складають каталоги координат точок фотограмметричного згущення, елементів зовнішнього (а для цифрових систем - і внутрішнього) орієнтування знімків і проводять оцінку їх точності.