Дифференцированный способ стереотопографического метода

Технологически схемы

Стереотопографический метод АФС

Основные технологические схемы фототопографических съемок

Прежде всего, заметим, что при топографическом обеспечении горных работ в основном имеют дело с планами (масштабы 1:500 – 1:5 000), поэтому о картографировании только в этих масштабах и пойдет далее речь. Существующие технологии составления планов по фотоснимкам можно представить в виде схемы (рис. 63).

Как ранее упоминалось, из представленных на рисунке технологий НФС применяется только в горной местности, когда объекты расположенные ближе к камере не перекрывают картографируемый участок местности. Ее имеет смысл применять при маркшейдерском обслуживании открытых горных работ, если экономически невыгодна или невозможна аэрофототопографическая съемка. Комбинированную АФС применяют, при возникновении проблем с отображением по фотоснимкам рельефа местности, например, в случаях, когда местность равнинная, или она закрыта (застроена, покрыта высокой и плотной растительностью), а также, если повышены требования к точности отображения рельефа. Комбинированную АФС по возможности пытаются избегать из-за большого объема полевых работ, а значит высокой их стоимости и низкой производительности.

Стереотопографический метод АФС является основным, и его не применяют только по причинам, которые были обозначены выше. Таким образом, есть веские основания начать изучение АФС с рассмотрения технологии стереофототопографической съемки.

Сущность метода заключается в том, что в камеральных условиях по фотоснимкам получают и контурную часть плана, и изображение рельефа. Полевые работа необходимы только для определения плановых координат (высот) опознаков и дешифрирования снимков.

Теоретической основой метода является решение двойной обратной пространственной фотограмметрической засечки. Но характер и последовательность выполнения основных процессов зависит в основном от двух факторов: применяемого для обработки снимков оборудования, и необходимости составления фотоплана (ортофотоплана).

Заметим, что в процессе развития стереофототопографического метода, было предложено 4 разных концепции использования пары снимков для составления по ним планов и карт. Первая связана с расчленением технологии на отдельные: процессы. Вторая предполагала физическое построение с помощью аэро или наземных снимков точных пространственных моделей (геометрически подобных уменьшенных копий того, что имело место в процессе фотографирования местности). Решение двойной обратной пространственной засечки обходилось в этом случае без значительных математических расчетов. В третьей было реализовано аналитическое решение основных процессов указанной выше засечки: восстановление связок проектирующих лучей (внутреннее ориентирование снимков), взаимное ориентирование (построение модели), внешнее ориентирование модели, определение координат точек местности. Четвертая основана на цифровой обработке информации современными средствами вычислительной техники.

На основе первых двух концепций появились в свое время (в рамках стереотопографической съемки местности) два метода картографирования по снимкам дифференцированный и универсальный.

В дифференцированном методе картографирования, каждый процесс выполнялся по своей технологии только для него предназначенными средствами. При этом элементы взаимного ориентирования снимков определялись по результатам измерений координат и параллаксов соответственных точек на стереокомпараторах. Изображение рельефа местности осуществлялось путем измерения пары плановых снимков на стереометре, который в 30 x годах сконструирован Ф.В. Дробышевым. Трансформирование снимков производилось на фототрансформаторах. Несмотря на то, что указанная технология имела выдающееся значение при картографировании территории СССР в масштабе 1:25 000 и 1:100 000, на ней не стоит останавливаться, так как она теперь имеет только историческое значение. Приборы, предназначенные для реализации универсального метода стереотопографической съемки, и назвали универсальными аналоговыми приборами. А поскольку оператор выполнял на них стереоизмерения, то полное их название – универсальные аналоговые стереофотограмметрические приборы. Следует отметить, что эра и этих приборов близка к закату. Их уже не производят и из производственного процесса постепенно исключают, так как возможности этих приборов значительно ограничены и по производительности и по параметрам обрабатываемых снимков, и по учету различных искажений снимков (кривизны Земли и рефракции, деформации эмульсионного слоя, дисторсии объектива и проч.).

На смену моделирующим приборам пришли аналитические стереоприборы, у которых таких ограничений нет. Их предшественники стереокомпаратор и вычислительная машина. И именно отсутствие соответствующих средств вычислений долгое время сдерживало развитие аналитической фотограмметрии. В настоящее время на производстве имеется парк универсальных аналитических стереофотограмметрических приборов. Но и их век весьма ограничен, так как выяснилось, что высокоточные измерения, причем с элементами автоматизации, можно выполнять и на экране монитора.

К цифровым методам обработки снимков привело бурное развитие вычислительной техники. За ними не только будущее, но, пожалуй, уже и настоящее. На первый взгляд цифровые и аналитические методы это одно и тоже. Но это не так. В аналитических методах основным источником информации является фотоснимок, который и измеряется оператором для определения координат и параллаксов. Значит аналитический прибор, как обрабатывающая система обязательно имеет той или иной конструкции стереокомпаратор. Цифровые методы имеют дело с цифровым снимком на магнитном носителе, который получают как результат сканирования фотоизображений или путем фотографирования цифровыми камерами. Часть информации может быть получена в процессе дигитализации существующих картографических материалов. Все это обрабатывается синтетически на компьютере. Результат обработки контролируется на экране дисплея, в том числе и в трехмерном виде.

Фотопланы (ортофотопланы) как основу топографического плана есть смысл составлять, если снимаемая территория (незастроенная, с рассредоточенной и малоэтажной застройкой) характеризуется большим количеством контуров. В соответствии с рекомендациями инструкции [9], при съемке в масштабе 1:5 000 фотопланы используют как основу при любом характере застройки. Но при съемке участков с многоэтажной застройкой земной поверхности в масштабах 1:2 000 и крупнее фотопланы не составляют.

С учетом всего сказанного, последовательность выполнения технологических процессов в стереотопографическом методе съемки можно представить так, как это сделано на рис. 64.

Источник

Стереотопографическая съемка

Стереотопографическая съемка —технологический процесс фототопографической съемки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают по стереопарам.

В основном этот вид съемки применяется для следующих целей:

· определения деформаций сооружений,

· изучения памятников архитектуры,

· разбора дорожных происшествий,

· изучения размыва берегов,

· изучения движения ледников и др.

За основу стереотопографической съемки принято стереоскопическое зрение, другими словами, способность человеческого глаза ощущать объемность окружающего пространства. При этом используется понятие объемной модели, которая представляет собой уменьшенную пространственную оптическую модель местности, возникающую при рассмотрении двух перекрывающихся аэроснимков, образующих стереоскопическую пару (стереопару).

Для проведения стереотопографических работ используется специализированное оборудование, такое как стереоскоп.

рис 2. Стереоскоп

Стереоскоппредставляет собой зеркально-линзовый прибор, имеющий два внешних и два внутренних зеркала, наклоненных к плоскости горизонта под углом 45˚. Между зеркалами расположены две сменные линзы для увеличения изображения на рассматриваемых снимках.

Для получения стереоскопической модели необходимо разместить снимки так, чтобы одноименные точки на снимках находились на линиях параллельных зрительному базису (линии соединяющей центры глаз) и передвигают их вдоль этого направления до получения объемной стереоскопической модели. При этом левый глаз должен находиться над левым снимком, а правый – над правым.

Обработка аэроснимков (съемка рельефа и проведение горизонталей) выполняется на стереофотограмметрических приборах, в основе которых лежит измерение продольных параллаксов.

Стереофотограмметрическая обработка снимков производится двумя основными методами:

· дифференцированным методом, отличительная особенность которого состоит в том, что отдельные этапы создания топографических карт

выполняются разными специалистами и на разных приборах. При этом следует упомянуть, что создание топографических карт включает в себя следующие основные этапы:

· сгущение опорной сети,

При использовании дифференциального метода дешифрование снимков осуществляют специалисты-дешивровщики так называемым комбинированным методом. Нарисованные на аэроснимках горизонтали и результаты дешифрирования переносятся на фотоплан, который впоследствии должен быть оформлен соответствующим образом.

· второй метод стереофотограмметрической обработки снимков – универсальный. В этом случае все этапы создания топокарт выполняются при помощи специализированного высокоточного оптико-механического прибора.

Сгущение опорной сети и трансформация аэрофотоизображения производятся также при помощи универсальных приборов. В результате стереофотогаммерической обработки появляется графический план, построенный автоматически с помощью графопостроителя. Дешифрирование же снимков производится комбинированным методом.

Дата добавления: 2015-08-05 ; просмотров: 16 ; Нарушение авторских прав

Источник

§ 81. Стереотопографический метод

Стереотопографический метод в отличие от комбинированного позволяет получить в камеральных условиях по снимкам не только контурную часть карты, но и изображение рельефа. По­левые работы в этом случае значительно сокращаются и вклю­чают лишь определение опорных точек для внешнего ориентиро­вания фототриангуляции и дешифрирование.

Для составления карты по снимкам используют обычно уни­версальные стереоприборы, в отдельных случаях — дифференци­рованные. В соответствии с этим в стереотопографическом методе различают два способа составления карты—универсальный и дифференцированный.

Основными процессами стереотопографического метода явля­ются: аэрофотосъемка, определение опорных точек и дешифриро­вание снимков в поле, фототриангуляция, съемка контуров и рельефа по снимкам.

Фокусное расстояние съемочной камеры, масштаб снимков и их качество должны обеспечивать возможность создания достаточно подробной и точной карты при наименьшем объеме поле­вых и камеральных работ.

Масштаб снимков выбирается в зависимости от масштаба соз­даваемой карты и физико-географических условий района карто­графирования.

Из равенства (110) следует

где δh— средняя ошибка, допустимая при определении высот то­чек, подписываемых на карте; H₁— высота фотографирования; δΔр— средняя ошибка измерения разности продольных параллак­сов; р— продольный параллакс; f — фокусное расстояние фотока­меры; т — знаменатель масштаба снимка.

Итак, точность определения высот точек местности по сним­кам тем выше, чем меньше фокусное расстояние съемочной ка­меры. Поэтому для стереотопографического метода создания карт применяют короткофокусные аэрофотоаппараты. Однако не во всех случаях можно использовать короткофокусную оптику. При съемке горных и высокогорных районов нельзя применять фото­камеры с очень коротким фокусным расстоянием, так как обра­зуются слишком большие разности продольных параллаксов, что затрудняет, а в некоторых случаях и вовсе исключает стереоско­пическое наблюдение снимков. Опытным путем установлено, что разности продольных параллаксов не должны превышать 15 мм.

Для определения зависимости между фокусным расстоянием фотокамеры и разностью продольных параллаксов представим вы­ражение (110) в таком виде:

Пусть h=1000 м; m = 40 000; р = 60 мм и Δр=15 мм, тогда f=100 мм. Таким образом, в данном случае не следует применять аэрофотоаппарат с фокусным расстоянием меньше 100 мм.

Оптимальную высоту фотографирования позволяет найти вы­ражение (294), из которого следует:

Ошибка δΔр = 20 мкм, если карта составляется на аналитиче­ском стереоприборе; δΔр = 0,04 мм, если снимки обрабатываются на стереографе или стереопроекторе; δΔр = 0,07 мм, если приме­няется стереометр. Подставим эти значения δΔр в формулу (296), полагая р = 70 мм. Получим для аналитического стереоприбора

для стереографа и стереопроектора

Пусть требуется составить на стереографе карту масштаба 1:25 000 горного района. Согласно Инструкции по топографиче­ским съемкам [6] в данном случае средняя ошибка высот, под­писываемых на карте, не должна превышать 2,5 м. Таким обра­зом, высота фотографирования, как следует из выражения (298), может быть 4500 м, а масштаб снимков при f = 100 мм будет ра­вен 1 :45000.

Для фотографирования местности применяют аэрофотоаппа­раты с фокусными расстояниями от 50 до 200 мм. Равнинные и холмистые районы фотографируют короткофокусными аэрофото­аппаратами с большим полем зрения, чтобы обеспечить необходи­мую точность определения высот. Горные и высокогорные районы фотографируют аэрофотоаппаратами с фокусным расстоянием 100—200 мм.

Перекрытия снимков в равнинных и холмистых районах 60×ЗО %, а в горных и высокогорных увеличиваются в соответствии с рельефом местности. Продольное перекрытие снимков в равнин­ных и холмистых районах часто увеличивают до 80%, чтобы обеспечить возможность двукратного независимого построения фотограмметрических сетей (по четным и нечетным снимкам).

При аэрофотосъемке применяется гиростабилизированная ус­тановка и фиксируются показания статоскопа и радиовысотомера. Кроме того, при картографировании труднодоступной и недоступ­ной местности в полете регистрируются показания радиогеодези­ческой системы, позволяющие определить плановые координаты точек фотографирования.

Вместо черно-белой аэропленки часто используют спектрозональную или цветную, значительно расширяющие возможности дешифрирования снимков.

Отдельные районы, например обжитые горные, фотографируют дважды: для дешифрирования—в масштабе, приблизительно рав­ном масштабу создаваемой карты, или в более крупном масштабе и для составления карты — в масштабе в 2—4 раза мельче мас­штаба карты.

В качестве опорных точек выбирают резко очерченные кон­турные точки, уверенно опознаваемые на снимках. Для каждой опорной точки составляют абрис, показывающий ее положение относительно ближайших контуров. Если на местности нет естест­венных контуров, хорошо опознаваемых на снимках, то опорные точки маркируют (до аэрофотосъемки). Например, в сплошном лесу или кустарнике вырубают площадки в виде квадрата.

Для определения координат опорных точек применяют анали­тические геодезические способы и метод фототеодолитной съемки (в горных районах).

Количество опорных точек и их расположение зависят от при­меняемого способа фототриангуляции и масштаба карты.

Обозначим через т_L среднюю квадратическую ошибку опре­деления планового положения точки фототриангуляционной сети. Тогда

Пусть опорная сеть сгущается способом маршрутной простран­ственной фототриангуляции. Тогда составляющие ошибки т_ь можно найти по формулам (229). В результате получим

где т — знаменатель масштаба снимка; т_q— средняя квадратическая ошибка измерения поперечного параллакса; п — число стереопар между плановыми опорными точками.

Ошибка m_L = Mm_l;, где m_l — допустимая средняя квадратическая ошибка определения точки сети на карте; М — знаменатель масштаба карты. Подставив значение m_L в равенство (300), по­лучим

Наставления по топографическим работам требуют, чтобы средняя ошибка δl определения на карте планового положения точки фотограмметрической сети не превышала 0,35 мм. Отсюда находим m_l= 1,25δl = 0,44 мм.

Пусть для аналитической пространственной фототриангуляции m_q = 20 мкм. Тогда по формуле (301) найдем

Аналогично получим допустимое число стереопар между вы­сотными опорными точками, применив формулу (229),

где m_Zc— средняя квадратическая ошибка определения высоты, подписываемой на карте; f — фокусное расстояние фотокамеры; b — базис фотографирования в масштабе снимка; m_q — средняя квадратическая ошибка измерения поперечного параллакса; m — знаменатель масштаба снимка.

Допустимые расстояния между плановыми и высотными опор­ными точками

где В — базис фотографирования.

Блочная фототриангуляция позволяет в 1,5—2 раза сократить количество опорных точек по сравнению с маршрутной.

Дешифрирование выполняется на снимках, фотосхемах или фотопланах. Сплошное полевое дешифрирование производят на местности с большим количеством объектов, имеющих особо важ­ное хозяйственное значение. К таким объектам относятся насе­ленные пункты, промышленные и гидротехнические сооружения, крупные узлы дорог и др. В остальных районах выполняют мар­шрутное полевое дешифрирование, а затем камеральное.

Опорную сеть сгущают обычно аналитическим способом прост­ранственной фототриангуляции, в отдельных случаях — на универ­сальных стереоприборах. В результате фототриангулирования каждую стереопару обеспечивают 4—6 опорными точками, кото­рые используют для ориентирования снимков при составлении то­пографической карты.

Карту составляют, как правило, на универсальных стереоприборах. По стереопарам на этих приборах производят съемку контуров и рельефа и камеральное дешифрирование с использо­ванием материалов полевого дешифрирования. Если на местности много контуров, то в качестве основы для составления карты слу­жит не чистый планшет, а фотоплан или ортофотоплан. Это ос­вобождает оператора от трудоемкой работы по съемке контурной части карты.

Иногда для составления карты применяют дифференцирован­ные приборы — стереометр проф. Ф. В. Дробышева и фототранс­форматор или проектор.

Источник

Вам также может понравиться

Ясень семена способ распространения

Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической

Ярлыки способы создания ярлыков ос windows

Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки

Японское удобрение фуджима способ применения

Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка

Японский чай способ заварки

Технология заваривания японского чая Известно, что