Лекция 5. Фотографирование объекта

Перед началом фотосъемки должны быть произведены рабочие поверки фототеодолитного комплекта и опытное фотографирование. При наличии фотоэкспонометра, рассчитанного на определение выдержки при съемке на пластинки низкой чувствительности, опытного фотографирования можно не выполнять.

Рабочие поверки комплекта производят для того, чтобы убедиться в исправности инструментов после перевозки их на участок работ.

Для опытного фотографирования выбирают точку с хорошим обзором и с нее производят съемку на нескольких пластинках в различных условиях освещения и в разное время дня. Рекомендуется делать снимки при следующих условиях: утром при ясном небе; днем при ясном небе; днем при слабой облачности; днем при сплошной облачности; вечером при ясном небе. Вычисление базиса фотографирования производится в журнале фототеодолитной съемки, представленной в приложении А.

В каждом отдельном случае фотографирование выполняют с двумя-тремя различными выдержками, причем каждую последующую выдержку выбирают в два раза больше предыдущей (например, 2, 4 и 8 сек). При съемке обязательно записывают время дня, условия освещенности в длительность выдержки.

На основании просмотра полученных негативов определяют наиболее подходящие выдержки для различных условий. Полученные данные сводят в таблицу, которую помещают на одной из последних страниц журнала фототеодолитной съемки и используют для определения выдержки в начальной стадии работ. В дальнейшем по материалам съемки эту таблицу уточняют и детализируют.

После выполнения указанных подготовительных мероприятий приступают непосредственно к съемке. Работа на фотостанции включает:

- производство фототеодолитной съемки; измерение длины и угла наклона базиса;

- выполнение измерений, предусмотренных схемой геодезических определений.

Выполнение съемки

На левой и правой точках базиса устанавливают штативы. На левом штативе устанавливают фототеодолит, а на правом - визирную марку. Центрирование производят обычным для геодезических инструментов способом.

Для удобства работы с инструментом штатив целесообразно устанавливать так, чтобы одна ножка была направлена в сторону съемки, а линия, соединяющая концы двух других ног, была параллельна базису. Чтобы обеспечить устойчивость инструмента, ноги штативов должны быть надежно вдавлены в почву. На рыхлой или болотистой почве под ноги штатива рекомендуется забивать колья.

После установки фототеодолита и визирной марки измеряют высоту инструмента i. Эту высоту рекомендуется измерять до верхнего обреза втулки трегера. Тогда высота инструмента получается как сумма измеренного расстояния iи постоянной для каждого инструмента величины ∆i. Для фототеодолитаPhotheoпостоянная ∆iпри центральном положении объектива равна 11 см; для теодолитаTheo-020, входящего в фототеодолитный комплект - 14 см; для марки - 14 см и для дальномерной базисной рейки 4 см. Результаты измерений записывают в полевой журнал фототеодолитной съемки. Затем выясняют необходимость смещения объектива по высоте от нулевого положения. Для этого открывают крышку матового стекла, снимают крышку с объектива и, направив инструмент на объект съемки, рассматривают его изображение на матовом стекле. Если какая - либо (нижняя или верхняя) часть участка «срезается», то смещением объектива добиваются ее появления в поле зрения. Если одновременно весь подлежащий съемке участок не может быть получен на снимке, то следует произвести съемку при двух положениях объектива (одно для съемки верхней части участка, другое - для нижней). Выбранные положения объектива записывают в журнал фототеодолитной съемки.

Съемку с правой и левой точек следует выполнять с возможно меньшим разрывом во времени. Фотографирование лучше всего производить в солнечную погоду или при наличии легкой высокой облачности. При этом рекомендуется выбирать для съемки такое время, когда солнце находится сзади в несколько сбоку от инструмента. Если это по каким-либо причинам невозможно, то допускается производить съемку и тогда, когда солнце находится сбоку и даже несколько впереди, при условии, если на фотографируемом участке нет больших затененных пространств. В этом случае при экспонировании пластинки необходимо следить, чтобы на объектив не падали прямые солнечные лучи. Если фотографирование производится без зонта, то объектив рекомендуется прикрывать от солнца заслонкой кассеты. Следует избегать съемки «против солнца», так как это обычно приводит к неудовлетворительному качеству негативов.

Все данные, относящиеся к съемке, записывают в журнал фототеодолитной съемки.

Измерение базиса фотографирования

Базис фотографирования измеряют после фотосъемки. Относительная ошибка измерения базиса не должна превышать 1:1000. Для условий топографической съемки, когда f_к= 190 мм иm_p= 0,01 мм, расчет по этим формулам дает величину 1:700. С некоторым запасом точности принята относительная ошибка 1:1000.

Измерение коротких (до 50 м) базисов, если позволяют условия, рекомендуется выполнять компарированной рулеткой; для определения более длинных базисов целесообразно пользоваться параллактическим методом измерения расстояний при помощи теодолита и дальномерной базисной рейки.

Рисунок 15 - Схема измерения базиса с установкой дальномерной рейки на его конце

Рекомендуются три схемы измерения базиса дальномерной рейкой:

1. рейка расположена на конце базиса, показано на рисунке 15.

Горизонтальное проложение базиса вычисляют по формуле

(9)

где b - длина рейки;γ- измеренный теодолитом параллактический угол

Допустимая при этой схеме длина базиса определяется условием

B ≤ 200b/m_γ , (10)

где m_γ - средняя квадратическая ошибка измерения параллактического угла в секундах.

Рисунок 16 - Схема измерения базиса установкой дальномерной рейки на его середине

2. дальномерная рейка расположена в середине базиса, показано на рисунке 16. Горизонтальное проложение базиса вычисляют по формуле

(11)

Допустимая при этой схеме длина базиса определяется условием

(12)

3) для определения длины базиса используют вспомогательный базис dпоказанный на рисунке 17, длину которого измеряют дальномерной рейкой. Уголαмежду вспомогательнымdи основнымВбазисами рекомендуется выбирать близким к прямому.

Рисунок 17 - Схема измерения базиса съемки с использованием вспомогательного базиса

Наиболее благоприятную длину вспомогательного базиса определяют соотношением . При этом средняя квадратическая ошибка измерения параллактических углов ‚γ₁иγ₂должна удовлетворять условию

m≤ 140” (13)

Горизонтальное проложение базиса вычисляют по формуле

(14)

При соблюдении условий (12), (13) и (14) обеспечивается определение базиса В относительной ошибкой не более 1: 1000.

В первой и второй схемах параллактические углы следует измерять таким образом, чтобы их средние квадратические ошибки не превышали 2˝. Угол α в третьей схеме, показанный на рисунке 17, достаточно измерить одним приемом любым из применяемых теодолитов. При выполнении указанных рекомендаций первая схема может быть использована для базисов длиной до 200 м, а вторая - до 600 м. Третьей схемой следует пользоваться при длине базиса более 600 м, а также при длине базиса больше 200 м, если между его конечным и точками нельзя установить дальномерную рейку.

В некоторых случаях базис может не измеряться, но при этом геодезические координаты левой точки базиса должны быть определены, а стереопары обеспечены четырьмя корректурными точками. Для сокращения объема вычислений рекомендуется выбирать те пункты, с которых определялись координаты данной базисной точки.

Одновременно с горизонтальными углами измеряют вертикальный угол на вторую точку базиса при двух положениях трубы.

Средняя квадратическая ошибка измерения горизонтальных углов не должна превышать 30˝. Теодолит Тhео-010, входящий в фототеодолитный комплект Рhоthео-19/1318, обеспечивает такую точность при измерении углов одним приемом.

Каждый снимок, который будет использован для фотограмметрического определения геодезических координат корректурных точек методом засечек, должен быть обеспечен одной-двумя маркированными точками с известными геодезическими координатами, а при их отсутствии не менее чем двумя ориентирными направлениями. Под ориентирным направлением понимается дирекционный угол направления с точки фотографирования на какую-либо точку в пределах участка местности, изображенного на снимке. Указанные точки или направления необходимы для контроля в уточнения положения оптической оси камеры в момент фотографирования.

В качестве ориентирных выбирают характерные точки четких контуров или выделяющихся местных предметов, например: пересечения троп, концы промоин, хорошо заметные камни и выступы, столбы, отдельные кусты.

Для уверенного опознавания на снимках выбранные предметы или контуры должны быть такой величины, чтобы они были отчетливо видны в бинокль шестикратного увеличения.

Рекомендуется, по возможности, выбирать ориентирные точки вблизи главного луча снимка. Все точки нумеруют порядковыми номерами с индексом «от» (например, от 37). На каждую точку в специальном журнале составляют абрис и описание для того, чтобы в дальнейшем можно было безошибочно опознать ее на снимке.

После составления абрисов измеряют горизонтальные углы с точки фотографирования между направлениями на два геодезических пункта и все ориентирные точки, а также вертикальные углы на ориентирные точки. Эти измерения целесообразно выполнять одновременно с определением дирекционного угла и угла наклона базиса. Результаты измерений записывают в журнал фототеодолитной съемки.

Осн.:3 [51-63]

Контрольные вопросы:

1. Как определяют наиболее подходящие выдержки для различных условий?

2. Что устанавливают на обоих концах базиса?

3. По какой формуле вычисляют проложение базиса?

4. Чему равна средняя квадратическая ошибка измерения горизонтальных углов?

5. Куда записывают результаты измерений?

Лекция 6. Геодезическая привязка базисов фотографирования и контрольных точек

По окончании выбора базисов фотографирования и корректурных точек решаются вопросы привязки их к геодезической опорной сети. Рекомендуется предусматривать геодезическую привязку всех базисов фотографирования. Исключение могут составлять базисы, предназначенные для съемки «мертвых» пространств, не примыкающих к границе участка, и базисы, геодезическая привязка которых затруднена и требует значительного объема полевых работ.

После нанесения на план базисов и границ участка съемки с каждого базиса приступают к размещению контрольных точек для каждой стереопары. При этом необходимо учитывать способ определения координат контрольных точек.

Схему геодезической привязки проектируют с обеспечением точности определения координат контрольных и базисных точек, регламентируемой инструкциями по топографическим съемкам в соответствующем масштабе для точек съемочного обоснования или специальными техническими условиями. Геодезическую при­вязку базисов и контрольных пунктов осуществляют засечками с точек магистрального хода, прокладываемого в районе проекти­руемой трассы (рис. 18).

Рисунок 18 – Схема геодезической привязки контрольных и базисных точек с точек магистрального хода

Если этот участок труднодоступен и магистральный ход про­кладывать нецелесообразно или невозможно, то для геодезического обоснования съемки строят аналитическую сеть, опирающуюся на крайние точки магистрального хода на концах участка (рис. 19).

Рисунок 19 – Аналитическая сеть

В этом случае аналитическую есть проектируют та­ким образом, чтобы по возможности пункты сети совпадали с базисными или контрольными точками. Схему геодезической при­вязки составляют с расчетом определения координат и отметок одной из точек каждого базиса (предпочтительно левой).

Привязку контрольных точек осуществляют прямыми засечками с нескольких базисных точек, координаты которых определены точно.

При разреженной геодезической привязке участка съемки опре­деляют координаты контрольных точек на крайних стереопарах и, кроме того, дирекционные углы всех базисов фотографирования.

При определении точек прямыми фотограмметрическими за­сечками зона намеченного расположения каждой точки должна быть сфотографирована не менее чем с двух базисов, привязанных геодезическим способом. Рекомендуемые схемы фотограмметрических определений на рисунке 20. Базисы, используемые для определения точек, должны быть расположены так, чтобы углы засечки (b₁ и b₂ на рис. 12) при определяемой точке были не менее 30 и не более 120°.

Рисунок 20 – Углы засечки

С целью умень­шения объема работ для опреде­ления контрольных точек следует по возможности использовать ранее запроектированные съемочные станции и только в случае необходимости выбирать дополнительные базисы. Эти базисы также следует нанести на проектную схему. На схеме рекомендуется под­писывать их порядковыми номерами (аналогично съемочным ба­зисам) с добавлением к номеру индекса «с», т. е. «специальный» (например, 35Ас).

При определении контрольных точек «пикетным» способом ис­пользуют только одну стереопару, обеспеченную необходимым ко­личеством контрольных точек, определенных геодезическим путем или фотограмметрическими засечками. По этой стереопаре, назы­ваемой основной, в процессе камеральной обработки определяют контрольные точки для дополнительных стереопар, покрывающих небольшие участки («мертвые» пространства), или для смежных стереопар, перекрывающихся с основной, но не обеспеченных кон­трольными точками. «Пикетным» способом контрольные точки оп­ределяют также для вспомогательной стереопары в случае съемки с какого-либо базиса при двух положениях объектива фототеодо­лита (вспомогательной в этом случае считается стереопара, предназ­наченная для обработки ближнего плана).