17. Фототопографические съемки (продолжение) кратко

17.1. Летносъемочные работы

Как правило аэрофотосъемку выполняют в более мелком масштабе по сравнению с заданным масштабом изготовляемой карты или плана.

Аэрофотосъемку выполняют так, чтобы продольное перекрытие было не менее 60%, а поперечное не менее 40%.

Для обеспечения заданной величины перекрытий необходимо соблюдать базис фотографирования. Базисом фотографирования называется расстояние, которое пролетает самолет между двумя соседними точками фотографирования. Базис фотографирования вычисляется по формулам:

,

,  

где

 – продольный базис фотографирования по маршруту;

 – расстояние между осями двух смежных маршрутов;

 – размеры продольной и поперечной стороны аэрофотоснимка;

 – знаменатель масштаба аэрофотосъемки.

Для облегчения вождения самолета и захода его с маршрута на маршрут заранее намечают на карте хорошо видимые с воздуха ориентиры.

После выполнения аэрофотосъемки, заснятые кассеты обрабатывают, и с полученных после проявления и закрепления негативов путем контактной печати изготавливают аэрофотоснимки.

Для проверки летносъемочных работ выполняют накидной монтаж, представляющий собой приближенное соединение аэрофотоснимков по их одноименным контурам в одну сплошную картину заснятой местности.

Оценка качества летносъемочных работ выполняется по следующим критериям:

1) по качеству фотографического изображения;

2) величине продольного и поперечного перекрытия;

3) уклонению оси фотоаппарата от вертикали;

4) прямолинейности маршрута;

5) уклонению от заданной высоты полета самолета.

Выявленные недостатки аэрофотосъемки устраняются. Накидной монтаж фотографируют в мелком масштабе – получают репродукцию накидного монтажа. Её используют для предварительного изучения местности.  

17.2. Масштаб аэрофотоснимка

Аэрофотоснимок горизонтального участка плоской местности, полученный при отвесном положении оптической оси АФА, представляет собой контурный план этой местности пригодный для различных измерений.

Рис. 100. Масштаб горизонтального аэрофотоснимка

Масштаб такого аэрофотоснимка (рис. 100) называется горизонтальным, выражается отношением

,

где m – знаменатель численного масштаба аэрофотоснимка; oа – отрезок на снимке; ОА – отрезок на местности; fk – фокусное расстояние АФА; H – высота полета самолета.

Если же оптическая ось отклонится от отвесного положения, то полученный аэрофотоснимок будет иметь в каждой своей точке разный масштаб. В этом случае можно говорить только о среднем масштабе снимка.

17.3. Смещение точки на снимке за счет рельефа.

Рис. 101. Смещение изображения точки на аэрофотоснимке обусловленное рельефом местности

Проекция вертикали, проходящая через ось объектива называется точкой надира и обозначается n (рис. 101). Это самая неискаженная точка на снимке. Точка А изобразится на снимке на расстоянии r от точки n, т.е. аn = r.

Если бы точка А была в плоскости средней уровенной поверхности, то она изобразилась бы в точке a0. Следовательно, отрезок a0a представляет собой смещение точки a, вызванное влиянием рельефа местности. Такое смещение называется смещением точки за рельеф и обозначается .

Непосредственно из рис. 101 получается

,

где

h – превышение точки местности над средней плоскостью;

r – расстояние от главной точки снимка до точки, в которую должна быть введена поправка за рельеф;

Н – высота полета самолета.

17.4. Трансформирование аэрофотоснимков

Из-за влияния углов наклона при аэрофотосъемке и влияния рельефа местности изображение на аэрофотоснимке не соответствует плану и поэтому возникает задача трансформирования аэрофотоснимка.

Трансформированием называется преобразование центральной проекции, которую представляет собой аэрофотоснимок, полученный при наклонной проекции главного луча, в другую центральную проекцию, соответствующую отвесному его положению, с одновременным приведением изображения к заданному масштабу.

Наиболее распространен способ трансформирования при помощи особых оптических приборов - фототрансформаторов. Он состоит из проекционного фонаря с источником света, объектива, кассеты и экрана, на который проектируется трансформируемый снимок. Фототрансформатор позволяет устранить искажения аэрофотоснимков перемещением и наклоном кассеты и экрана до совпадения четырех ориентирующих точек аэронегатива с одноименными точками опорного планшета. Если после этого вместо планшета на экран положить фотобумагу и переснять негатив, то получают трансформированный снимок.

После трансформирования из рабочих площадей составляют план местности, который называется фотопланом.

На фотопланах вся контурная часть представляет собой фотографически уменьшенное изображение предметов и контуров местности. Фотоплан точнее воспроизводит ситуацию местности, чем топографическая карта.

17.5. Сгущение планово – высотного обоснования аэросъемки

Для трансформирования снимков надо иметь на них четыре точки с известными координатами. Эти точки могут быть получены при полевой привязке снимков, но тогда существенно увеличиваются объемы и стоимость работ. Поэтому в полевых условиях производится разряженная привязка, при которой определяются координаты двух – трех точек на маршрут, а плановое положение четырех трансформационных точек каждого снимка получают в камеральных условиях.

Процесс сгущения планового положения точек может выполняться путем построения специальных сетей фототриангуляции или фотополигонометрии, пункты которых определяют аналитически на электронно-вычислительных машинах, а также путем графического построения.

Фототриангуляция основана на присущем снимкам с малыми углами наклона свойстве, заключающемся в том, что центральные углы с вершиной в главной точке снимка или вблизи этой точки практически равны соответствующим горизонтальным углам на местности. Фототриангуляцию можно развить аналитическим способом, измерив на снимках центральные углы или координаты точек, или графическим способом при помощи восковок направлений, на которые переносятся углы со снимков.

 

17.6. Дешифрирование аэрофотоснимков  

Распознавание по фотоизображению объектов местности и выявление их содержания с изображением условными знаками качественных и количественных характеристик называется дешифрированием.

Дешифрирование – наиболее важный, ответственный и весьма трудоемкий процесс при изучении местности и явлений по аэрофотоснимкам.

От точности определения положения на фотоизображении дешифрируемых элементов местности, достоверности и полноты их характеристик в значительной степени зависит качество получаемой по фотоснимкам информации.

В зависимости от содержания дешифрирование делится на топографическое и специальное.

При топографическом дешифрировании с аэрофотоснимков получают информацию о земной поверхности и элементах местности для составления топографических карт и планов.

При специальном дешифрировании отбирают тематическую информацию (геологическую, геоботаническую, об элементах железнодорожного пути и т.п.).

Дешифрирование также разделяют на полевое, камеральное и комбинированное.

Полевое дешифрирование заключается в сличении аэрофотоснимка с местностью. Этот способ обеспечивает наивысшую полноту качества и достоверности результатов дешифрирования. Однако полевое дешифрирование требует значительных затрат времени и средств.

Камеральный способ дешифрирования заключается в анализе фотоизображения объектов местности с использованием всего комплекса признаков дешифрирования. При этом используются альбомы эталонов дешифрирования.

Комбинированный способ сочетает в себе процесс камерального и полевого дешифрирования. Бесспорно распознаваемые объекты местности дешифрируются в камеральных условиях, затем осуществляют полевую доработку сложных участков.

17.7. Создание топографических карт по аэрофотоснимкам

Топографические карты по аэрофотоснимкам создаются комбинированным и стереоскопическими методами.

При комбинированном методе контурная часть плана создается с использованием аэрофотоснимков в камеральных условиях, а рельеф снимается в поле при помощи мензулы.

Съемка рельефа выполняется на фотопланах, фотосхемах и на отдельных снимках. Предварительно создается высотное съемочное обоснование, для чего определяются высоты плановых опорных знаков или четких контуров. Параллельно со съемкой рельефа может выполняться дешифрирование.

Фотоплан (фотосхему или отдельный снимок) прикрепляют к планшету и определяют высоты характерных точек рельефа тригонометрическим нивелированием. При равнинном рельефе нивелирование выполняют горизонтальным лучом.

Фотоизображение помогает выбрать характерные точки. Кроме того, на хорошо видимые точки местности рейки не устанавливают, а углы наклона измеряют наведением центра непосредственно на точки.

Расстояние между станцией и характерной точкой определяют по масштабу фотоплана. После определения отметок характерных точек проводят горизонтали.

Съемка рельефа на фотопланах требует в два раза меньше времени, чем при обычной мензульной съемке.

При стереофотограмметрических методах рисовка рельефа выполняется в камеральных условиях. Стереоскопическую модель местности получают на специальных стереоприборах: измерительных стереоскопах, стереокомпараторах, универсальных стереофотограмметрических приборах, монокомпараторах и т.д., а также на экране монитора компьютера.

Различают два способа стереоскопической рисовки рельефа: универсальный и дифференцированный.

При универсальном способе при помощи перекрывающихся снимков на стереофотограмметрических приборах создается пространственная модель местности, по которой определяют координаты X, Y, Z любой точки местности. В результате измерений на стереомодели при универсальном способе горизонтали автоматически вычерчиваются на бумаге. Для этого используют приборы стереографы или стереометрографы топокарт.

Стереограф

При дифференцированном методе единый процесс создания плана или карты местности разделяется на ряд этапов. Высоты точек рельефа получают камерально, путем измерений на стереомодели, после этого на снимках рисуют горизонтали, используя полученные высоты, как и при полевой съемке.

В последнее время широко стали использовать дигитайзеры – преобразователи графической информации в цифровую.

17.8. Вопросы для самоконтроля

1. Какие существуют виды фототопографических съемок?

2. Что такое аэрофотосъемка?

3. Чем аэрофотоснимок отличается от карты?

4. Как определяют масштаб аэрофотоснимка?

5. Что такое трансформирование аэрофотоснимков?

6. Что такое дешифрирование аэрофотоснимков?

7. Какие существуют методы создания топографических карт по аэрофотоснимкам?

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.