Способы определения масштаба аэроснимка
В настоящее время наряду с топографическими картами для изучения местности и ориентирования на ней широко используются фотоснимки, получаемые путем фотографирования местности с самолета или какого — либо другого летательного аппарата. Такие изображения местности называются аэрофотоснимками или сокращенно аэрофотоснимками. Процесс фотографирования земной поверхности с самолёта называется аэрофотосъемкой или воздушным фотографированием.
Промежуток времени от начала фотографирования местности до получения аэрофотоснимков обычно сравнительно небольшой, поэтому по аэрофотоснимкам можно получить более свежие и достоверные данные о местности, чем по топографической карте. Преимущество аэрофотоснимка по сравнению с картой заключается еще и в том, что на нем получается подробное изображение всего, что имелось на местности в момент фотографирования, включая и временно находящиеся на ней различные предметы (объекты). Если сфотографировать местность, на которой происходят боевые действия войск, то по полученному аэрофотоснимку можно обнаружить места расположения и сосредоточения войск и боевой техники, начертание траншей и противотанковых рвов, огневые позиции артиллерии и многие другие данные о противнике, необходимые для принятия решения при организации и ведении боя. Таким образом, аэрофотоснимки являются одним из средств разведки.
Виды аэрофотоснимков. В момент фотографирования земной поверхности фотоаппарат может занимать отвесное или наклонное положение, в зависимости от этого различают два вида аэрофотосъемки — плановую и перспективную. Фотографирование местности при отвесном (вертикальном) положении аэрофотоаппарата называется плановой съемкой (рис.1), а аэрофотоснимки, полученные при такой съемке -плановыми. Если же в момент фотографирования аппарат находится в наклонном положении, то такая съемка называется перспективной (рис.2), а полученные аэрофотоснимки — перспективными. На перспективных аэрофотоснимках изображается местность, расположенная в момент фотографирования впереди самолета или в стороне от него. Поэтому местные предметы на них изображаются так, как видны в натуре. При этом изображения местных предметов на переднем плане аэрофотоснимка будет более крупным, чем на дальнем плане.
Рис.1 Плановая аэросъёмка.
Рис.2 Переспективная аэросъёмка.
Достоинством перспективных аэрофотоснимков является то, что по ним легко опознать изображенные местные предметы, особенно расположенные на переднем плане, и получить общее представление о сфотографированной местности. Однако детально изучить местность по перспективным аэрофотоснимкам нельзя, так как часть сфотографированной местности на них не просматривается — она закрыта предметами, расположенными на переднем плане. Например, на рис.3 видна только часть реки, а дальше, за поворотом, она закрыта населенным пунктом. Не видны, будут также предметы, расположенные за возвышенностями, дороги в лесу и т. д. Кроме того, масштаб перспективного аэрофотоснимка в различных его частях разный: на переднем плане масштаб крупнее, чем на дальнем, поэтому производить измерения по такому аэрофотоснимку сложно.
Рис.3 Переспективный аэрофотоснимок.
Практически в войсках, особенно при решении задач командирами подразделений, чаще используются плановые аэрофотоснимки (рис.4), на которых все местные предметы изображаются так, как они видны сверху. При этом если на аэрофотоснимке сфотографирована относительно ровная местность, то размеры местных предметов, независимо от того, в какой части аэрофотоснимка они расположены, уменьшаются при изображении на аэрофотоснимке примерно в одинаковое число раз, т. е. масштаб такого снимка практически одинаков на всей его площади. На плановых аэрофотоснимках в отличие от перспективных можно рассмотреть весь участок сфотографированной местности. Они позволяют изучить местность с большой подробностью и производить необходимые измерения практически так же, как на карте. Однако опознавание местных предметов на плановом аэрофотоснимке затруднено тем, что изображение предметов получается в непривычном виде. Поэтому, чтобы изучать местность по плановым аэрофотоснимкам, надо знать отличительные признаки предметов, а также уметь определять масштаб аэрофотоснимка и производить по нему измерения.
Рис.4 Плановый аэрофотоснимок.
Масштаб планового аэрофотоснимка. Масштабом аэрофотоснимка, как и карты, называется отношение, показывающее, во сколько раз изображение линейных отрезков местности на аэроснимке меньше этих же отрезков на местности. Он может быть определен одним из следующих способов.
Непосредственным измерением длин отрезков на местности и аэроснимке. Для этого необходимо измерить на местности по прямой линии расстояние между двумя местными предметами, которые четко опознаются на аэроснимке (перекрестки дорог, мосты на дороге, перекрестки улиц в населенном пункте, просеки в лесу и т. п.).
Измерив расстояние между этими же предметами на аэроснимке и разделив его на измеренную длину линии на местности, получим масштаб аэрофотоснимка. Например, расстояние, измеренное на местности, равно 600 м, на аэроснимке этот отрезок равен 12 см. Разделив 12 см на 60000 см, получим масштаб аэрофотоснимка 1:5000, т. е. 1 см на аэроснимке соответствует 50 м на местности.
По карте масштаб аэрофотоснимка определяется в такой последовательности (рис.5):
Рис.5 Определение масштаба аэрофотоснимка по карте.
— находят на аэроснимке и на карте две общие точки: перекресток дорог и угол огорода 2 на северо-восточной окраине Демидове;
— измеряют расстояние между указанными точками на аэроснимке (6 см);
— измеряют расстояние между этими же точками на карте и, пользуясь масштабом карты, определяют, чему оно равно на местности (расстояние на карте масштаба 1:25 000 равно 5,6 см, следовательно, расстояние на местности будет равно 1300 м);
— делят расстояние на аэроснимке (6 см) на расстояние, полученное по карте (1300 м или 130000 см), и получают масштаб аэрофотоснимка 1:21 666.
По известному размеру предмета. Допустим, что на аэроснимке четко опознано изображение моста. Длина моста на снимке равна 2 мм, а указанная на карте—14 м. Следовательно, масштаб аэрофотоснимка будет равен 2:14000= 1:7 000.
Измерение расстоянийний по плановому аэроснимку практически не отличается от измерения расстояний по карте. Трудности заключаются лишь в том, что аэроснимок может иметь необычный по сравнению с картой масштаб (например, 1:7540, 1:20600 и т. п.), что вызывает необходимость каждый раз вычислять расстояния. Для удобства измерения расстояний строят линейный масштаб для данного аэрофотоснимка по тем же правилам, что и для линейного масштаба шагов.
Источник
Определение масштаба аэрофотоснимков
Содержание
| Введение |
| Содержание учебной практики по видам работ |
| Получение задания и материалов |
| Определение масштаба аэрофотоснимков |
| Дешифрирование аэроснимка |
| Оформление планового опознака |
| Нанесение на аэрофотоснимок опорных точек |
| Оформление и сдача работ |
| Список использованной литературы |
| Заключение |
Введение
Фотограмметрия — наука, изучающая способы определения форм, размеров, пространственного положения и степени изменения во времени различных объектов, по результатам измерений их фотографических изображений.
Достоинства фотограмметрии: высокая точность измерений; высокая степень автоматизации процесса измерений и связанная с этим объективность их результатов; большая производительность (поскольку измеряются не сами объекты как таковые, а лишь их изображения); возможность дистанционных измерений в условиях, когда пребывание на объекте небезопасно для человека.
Учебная практика по «Фотограмметрии и дистанционному зондированию территории» предусмотрена в соответствии с учебным планом специальности 120302 – Земельный кадастр.
В учебном плане дисциплина относится к циклу обще-профессиональных дисциплин и является федеральным компонентом, изучается студентами в 6 и 7 семестрах. Трудоёмкость – 150 часов. Учебная полевая практика проводится после 6 семестра в объёме 14 часов.
Целью учебной практики является закрепление теоретических знаний по отдельным элементам создания топографического и кадастрового планов местности, по использованию материалов аэрофотосъемки при проведении землеустроительных и кадастровых работ. В таблице приведён график выполнения работ.
Затраты времени на выполнение отдельных видов работ
| Вид работы | Трудоёмкость, час |
| Получение задания и материалов | 0,5 |
| Определение масштабов увеличенного и контактного аэрофотоснимков | 1,5 |
| Выполнение дешифрирования аэрофотоснимка | |
| Оформление планового опознака | |
| Нанесение на аэрофотоснимок опорных точек | 1,5 |
| Оформление материалов | |
| Сдача материалов и собеседование | 0,5 |
| Итого |
Содержание учебной практики по видам работ
Получение задания и материалов
Преподаватель проводит общее собрание группы, на котором даётся инструктаж по технике безопасности при выполнении полевых аэрофотогеодезических работ.
Учебная группа бригада № 3 состоит из 5 человек:
Бригадир бригады – Зенченко Мария,
Бригадир бригады выполняет следующие обязанности:
а) Распределяет работу среди членов бригады таким образом, чтобы каждый студент освоил все процессы, предусмотренные планом практики.
б) Отвечает за соблюдение учебной дисциплины и технику безопасности при выполнении работ.
Бригадиру был выдан увеличенный и контактный снимки на учебный полигон. В геокамере необходимо получить измерительную ленту или рулетку. Следует обратить внимание на целостность ленты и оцифровки. Если лента имеет заклёпки, то необходимо сравнить её длину с эталоном в аудитории 105 7 учебного корпуса.
Определение масштаба аэрофотоснимков
В пределах площади, выделенной преподавателем, определить частный масштаб снимка. Масштаб определить по двум линиям, расположенным в разных частях и направлениях площади полигона. Линии на местности выбираются как можно длиннее (60-100 м). Концами линий должны быть контурные точки, опознаваемые на снимке с точностью 0,1 мм. На местности линии измерить лентой или рулеткой в прямом и обратном направлениях. Расхождения в измерениях не должны превышать 1/1000. Обозначить измеренные линии как L1 и L2.
Определение масштаба аэрофотоснимка
Масштаб горизонтального аэроснимка плоской горизонтальной местности есть величина постоянная для всех частей аэроснимка и равна отношению фокусного расстояния аэрокамеры 
к высоте фотографирования 
(рисунок 4), т. е.:
.
а) Параметры и известны, пусть = 70 мм и = 1200 м, тогда:
.
б) Параметры и неизвестны. В этом случае масштаб аэроснимка может быть определен путем измерения расстояний между соответствующими точками аэроснимка 
и местности 
(рисунок 4). Значение должно быть заранее известно или определено по топографической карте, тогда:
Внимательно изучив карту и аэроснимок, намечают две точки, являющиеся концами неискаженного отрезка длиной 8-10 см. Выбор неискаженного отрезка основывается на свойствах центральной проекции. Возьмем на плановом аэроснимке (α ≤ 3º) отрезок, проходящий через главную точку О и разделенный ею пополам (рисунок 5). Смещение точек «а» и «b», находящихся на одинаковом расстоянии от точки О, будут иметь разные знаки, следовательно, компенсироваться. Точки на карте и аэроснимке должны быть идентичны.
Пользуясь измерителем и масштабной линейкой, измеряют 
длины отрезков на аэроснимке 
и карте 
.
Пусть расстояние между точками « 
»и « 
» аэроснимка 
, а соответствующее ему расстояние на карте 
. Отрезок на карте необходимо выразить в масштабе карты, т. е. получить его длину на местности, если масштаб карты 1:10000, то на карте будет равным на местности 840м, тогда значение численного масштаба определим:
.
Чтобы определить точное значение масштаба аэроснимка, нужно взять несколько отрезков и выполнить аналогичные действия.
Построение клинового масштаба
Для измерения и откладывания измеренных расстояний лучше пользоваться так называемым клиновым масштабом, рассчитанным на определенный диапазон измерения масштаба аэроснимков. Клиновый масштаб (рисунок 6) строят при помощи двух катетов прямоугольного треугольника. По горизонтальной линии АВ (основанию) откладывают отрезки по 100м в одном масштабе; по вертикальной линии ВС (справа) откладывают отрезки, равные линии АВ в нужных масштабах, например, 1:12000, 1:15000, 1:17000, 1:24000. Концы соответствующих отрезков по линии ВС затем соединяют с точкой А, лежащей с левой стороны основания масштаба. Клиновый масштаб строится на целлулоиде, алюминии или другом малодеформирующемся материале.
На клиновидном масштабе (рисунок 6) отложены расстояния:
в масштабе 1:12000 линия 1-1′ длиной 340м,
в масштабе 1:15000 линия 2-2′ длиной 570м,
в масштабе 1:17000 линия 3-3′ длиной 625м,
в масштабе 1:24000 линия 4-4′ длиной 890м.
Измерение длины отрезка:
Для решения задачи надо определить при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки расстояние между соответствующими точками « » и « » на аэроснимке (рисунок 5) и умножить его на знаменатель численного масштаба аэрофотоснимка.
Если измеренное расстояние по аэрофотоснимку 
, а масштаб аэроснимка равен 1:12000, то:
.
Для измерения длинных извилистых линий, например, больших автомобильных маршрутов, применяют специальный прибор – курвиметр.
Рисунок 7.
Прибор (рисунок 7) состоит из калиброванного колесика, соединенного системой шестеренок со стрелкой. При движении колесика по какой-либо линии на снимке стрелка передвигается по циферблату и указывает пройденный колесиком путь в сантиметрах и соответствующее ему расстояние на местности. Перед измерением длин рекомендуется установить стрелку на начало шкалы вращением обводного колеса в направлении измерения, в приборе имеется указатель для установки прибора на начальную точку измеряемого отрезка.
Если, например, масштаб снимка 1:10000, а число пройденных сантиметров, отсчитанное по шкале курвиметра 10,5 , то длина соответствующей линии на местности будет 100*10,5см = 1050 м.
Для повышения точности и исключения грубых промахов каждое измерение производится не менее двух раз. Из полученных результатов берется среднее.
Построение координатной сетки на снимке
Чтобы перенести координатную сетку с карты на снимок, сначала переносят главную точку снимка Ос на карту Ок. Для этого на снимке и карте намечают по четыре опознанных точки. Наложив на снимок кальку, перекалывают на нее главную точку снимка и опознанные точки. Затем на кальке прочерчивают направления из главной точки на опознанные. Накладывают кальку на карту и ориентируют ее так, чтобы прочерченные на кальке направления проходили через соответствующие опознанные точки карты. Затем перекалывают на карту главную точку снимка, наносят направления на пересекаемые точки.
После того, как на карте получим главную точку снимка, необходимо найти общую контурную точку на карте и снимке и провести через них окружности с центром в главных точках. При этом окружность на карте пересечет линии координатной сетки в ряде точек (рисунок 8).
Наложив на карту кальку, отмечают на ней направления от центра окружности до точек пересечения координатной сетки. Затем, ориентировав кальку на снимке по направлению «главная точка снимка – общая контурная точка Ос», отмечают точки пересечения окружности на снимке с прочерченными на кальке направлениями на упомянутые точки координатной сетки карты. Соединив соответствующие точки, получают координатные сетки на снимке. Имея координатную сетку на снимке, нетрудно перенести любую точку снимка на карту и обратно, например, используя способ прямоугольных координат.
Измерить на снимках соответствующие линии с точностью 0,1 мм. Обозначить их для увеличенного снимка как lyl и 1у2, для контактного – 1к1 и 1к2.
Рассчитать масштабы для увеличенного и контактного снимков по двум линиям по формулам:
; 
Если расхождения в значениях масштабов не будут превышать 100-200 единиц, то определить средние значения масштабов. Для увеличенного снимка построить клиновой масштаб. Размер основания задать 10 см, на местности данное расстояние принять как 200 м.
Источник
