Вопросы для самопроверки

1. Что называется продольным параллаксом, причины его возникновения, использование?

2. Что называется поперечным параллаксом, причины его возникновения, для чего его измеряют на аэрофотоснимках?

3. Объяснить зависимость между поперечным параллаксом и элементами взаимного ориентирования.

4. Что называется монокулярным и бинокулярным зрением?

5. Перечислить условия получения искусственного стереоэффекта?

6. Какие существуют виды стереоэффекта?

7. Нарисовать ход лучей в простом линзово-зеркальном стереоскопе.

8. В чем заключается принцип стереоскопических измерений?

9. Объяснить назначение и устройство стереокомпаратораСК1818.

10. Объяснить последовательность работы на СК1818 при измерении координат и параллаксов точек аэроснимков.

Раздел 6. Универсальный метод создания топографических и кадастровых карт и планов

Темы данного раздела следует изучить в [1] §§ 80-82, § 86-94, в [2]

§§ 27-29, 31, 32.

Универсальный метод стереотопографической съемки в настоящее время является основным методом создания топографических карт и планов.

Универсальный метод основан на восстановлении в камеральных условиях пространственных засечек, существовавших в момент фотографирования. Если аэрофотоснимки (диапозитивы), составляющие стереопару, заложить в проектирующие камеры универсального прибора, осветить их сверху и взаимно ориентировать, то одноименные проектирующие лучи пересекутся в пространстве и образуют геометрическую модель местности.

Построенную геометрическую модель местности можно ориентировать относительно геодезической системы координат. После этого геометрическую модель измеряют с высокой степенью точности при стереоскопическом наблюдении снимков.

Таким образом, основными этапами работ при создании оригинала карты на универсальном приборе являются:

1. Внутреннее ориентирование – построение связок проектирующих лучей.

2. Взаимное ориентирование аэрофотоснимков, в результате которого строят

геометрическую модель местности.

3. Геодезическое ориентирование модели по опорным геодезическим

точкам, которое состоит из масштабирования модели ( приведение

масштаба модели к масштабу создаваемой карты) и горизонтирование

модели (в результате которого фотограмметрические высоты точек будут

равны геодезическим высотам).

4. Измерение модели – стереоскопическая съемка рельефа и контуров.

Изучая геометрическую модель местности, необходимо знать следующее. Если элементы внутреннего ориентирования проектирующих камер универсального прибора равны элементам внутреннего ориентирования съемочной камеры, т.е. АФА, то восстанавливаются связки проектирующих лучей, подобные существовавшим в момент фотографирования, и строится геометрическая модель, подобная местности. Масштаб модели, подобной местности, равен отношению базиса проектирования к базису фотографирования, т. е.

Если фокусное расстояние проектирующей камеры прибора не равно фокусному расстоянию АФА, то связки проектирующих лучей, полученные на универсальном приборе; окажутся преобразованными и построенная по ним геометрическая модель местности окажется преобразованной. Преобразованная модель местности имеет два масштаба:

М ежду горизонтальным и вертикальным масштабами существует связь

Отношение К называется коэффициентом преобразования связок или коэффициентом аффиности. В вертикальном масштабе измеряют высоты и превышения точек на преобразованной модели, а в горизонтальном масштабе выражают плановые координаты точек.

В настоящее время применяются универсальные приборы, работающие по принципу преобразования связок проектирующих лучей.

По способам построения связок проектирующих лучей и модели местности универсальные стереоприборы делятся на:

1. Оптические

2. Механические

3. Оптико-механические

4. Аналитические.

Длительное время на производстве использовались универсальные приборы механического типа: стереограф ЦНИИГАиК (СЦ) и стереопроектор Романовского (СПР). В них для измерения модели применяются способ мнимой марки, а для решения фотограмметрической засечки используют проектирующие рычаги – высокоточные стальные цилиндрические стержни.

Наивысшую точность измерения снимков обеспечивают аналитические универсальные стереоприборы, которые являются воплощением современных достижений науки и техники: стереоанаграф АФП, стереопроектор аналитический СПА, фотограмметрическая станция.

Все эти приборы состоят из стереокомпаратора, ЭВМ с набором постоянных программ и координатографа, а также других дополнительных устройств.

Назначение, характеристика, устройство универсальных стереоприборов, а также порядок работы на них достаточно подробно изложены в [1] §§ 86-94 и в [2] §§27-29,31,32 .

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. В чем заключается сущность универсального метода стереотопографической съемки?

2. На чем основан принцип построения геометрической модели местности ?

3. Рассказать свойства геометрической модели местности – подобной и преобразованной.

4. Рассказать назначение, технические характеристики и устройство СПР.

5. Рассказать назначение, технические характеристики и устройство СЦ.

6. Рассказать назначение, устройство и работу коррекционных механизмов СПР и СЦ.

7. В чем состоят подготовительные работы при создании карты на универсальных приборах СПР и СЦ?

8. Как выполняется взаимное ориентирование аэрофотоснимков на СПР и СЦ?

9. Как выполняется геодезическое ( внешнее ) ориентирование модели на универсальных приборах?

10. Как выполняют съемку рельефа и контуров при составлении карты на универсальных приборах?

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Вариант 1

1. Перечислите виды фототопографических съемок. Рассмотрите их технологические схемы (порядок работы).

2. Построение изображения объективом. Характеристики и виды объективов. Особенности объективов АФА.

3. Геометрические условия трансформирования в фототрансформаторах I и II рода. Что они обеспечивают и как осуществляется их выполнение в приборах. Почему фототрансформаторы I рода не используются в производстве?

4. Элементы взаимного орииентирования стереопары в базисной системы.

.Сделать чертёж.

5. Решить задачи № 1,2,3,4,5 (см.приложение).

Вариант 2

1. Начертите схему аэрофотоаппарата, объясните его устройство и назначение всех его частей. Какие существуют способы выравнивания пленки в плоскость в момент фотографирования? Кратко изложите цикл работы АФА.

2. Основные элементы центральной проекции (назвать плоскости, линии и точки, показать их на чертеже).

3. Назначение и использование фотосхем. Виды. Способы монтажа и корректура фотосхем. Их точность.

4. Элементы взаимного ориентирования стереопары в прямоугольной системы.

Сделать чертёж.

5. Решить задачи № 1,2,3,4,5 ( см.приложение).

Вариант 3

1. Ортогональная и центральная проекции. Основные свойства центральной проекции

( три теоремы и следствия).

2. Перечислите процессы, выполняемые при полевых фотолабораторных работах. Рассмотрите их содержание и используемые приборы.

3. Линейные смещения точек, возникающие на аэрофотоснимке под влиянием его угла наклона. Проанализируйте формулу линейного смещения

Ответ поясните чертежом.

4. Продольный параллакс точки, его геометрическая сущность, причина возникновения. Использования продольного параллакса при фотограмметрических измерениях.

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см. приложение ).

Вариант 4

1. Точки схода и двойные точки. Основные правила построения перспектив в изометрии. Ответ иллюстрировать чертежами.

2. Как искажаются углы и направления на аэрофотоснимке под влиянием угла наклона? Углы с вершиной в какой точке аэрофотоснимка не подвержены искажению?

3. Оптические условия трансформирования в фототрансформаторах. Что они обеспечивают и как осуществляется их выполнение в фототрансформаторах?

4. Поперечный параллакс точки, причина его возникновения и использование при фотограмметрических измерений. Уравнение поперечного параллакса.

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см. приложение ).

Вариант 5

1. Составление накидного монтажа, его назначение. Где используют репродукцию накидного монтажа?

2. Система элементов внешнего ориентирования, используемая при комбинированной съемке ( Хs, Уs, Zs=Н, o, , А). Сделать чертеж.

3. Перечислить и доказать свойства точки нулевых искажений (ответ иллюстрировать чертежами).

4. Назначение, технические характеристики и устройство стереоанаграфа АФП.

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см. приложение).

Вариант 6

1. Система элементов внешнего ориентирования, используемая при стереотопографической съемке ( Хs,Уs, Zs = H, х ,у() и  ).Сделать чертеж.

2. Назначение и использование фотопланов. Монтаж и корректура фотопланов. Какие существуют требования к точности фотопланов.

3. Сделать цветными карандашами чертеж, на котором показать все элементы центральной проекции. Выделить плоскость главного вертикала и объяснить элементы, лежащие в этой плоскости.

4. Назначение, технические характеристики и устройство современных стереокомпараторов. Виды и точность отечественных и зарубежных стереокомпараторов. Нарисовать принципиальную схему устройства прибора.

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см.приложение).

Вариант 7

1. Элементы внутреннего ориентирования аэрофотоснимка. Объяснить, для чего их надо знать и в каком документе они записаны. Сделать чертеж.

2. Полевые фотограмметрические работы, выполняемые на базе лётносъемочного отряда. Перечислить и изложить их содержание. Какие основные требования, предъявляют к материалам аэрофотосъемки?

3. Трансформирование аэрофотоснимков по опорным точкам. Порядок работы и используемые приборы.

о + 215.

4. Подготовительные работы при создании оригинала карты на универсальных приборах. Сбор исходных данных, расчёты, подготовка прибора.

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см. приложение)

Вариант 8

1. Назначение, устройство и принцип работы статоскопа. Расшифровка показаний. Использование их при фотограмметрических работах.

2. Перечислить и доказать свойства точки надира (ответ иллюстрировать чертежами).

3. Цель и задачи трансформирования аэрофотоснимков. Способы трансформирования.

4. Зависимость превышений от разности продольных параллаксов точек.

Чертёж, вывод и анализ формулы..

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см.приложение).

Вариант 9

1. Назначение, устройство и принцип работы радиовысотомера. Расшифровка показаний. Использование их при фотограмметрических работах.

2. Назначение и сущность плановой графической фототриангуляции.

3. Выполнение топографической аэрофотосъемки.

4. Цель и сущность взаимного ориентирования аэрофотоснимков на универсальных приборах. Необходимое количество точек и их расположение на стереопаре. Допуск.

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см.приложение).

Вариант 10

1. Оборудование аэрофотосъемочного самолета: навигационное и аэрофотосъемочное.

2. Назначение, технические характеристики и устройство фототрансфоорматоров ФТБ и ФТМ. Особенности устройства SЕG-V и Ректимат.

3. Линейные смещения точек, возникающие на аэроснимке под влиянием рельефа местности. Проанализируйте формулу линейного смещения точек

О твет поясните чертежом.

4. Цель и сущность внешнего (геодезического) ориентирования геометрической модели местности на универсальных приборах. Допуски

5. Решите задачи № 1,2,3,4,5 (см. приложение)

Приложение

Задача № 1

Для расчета плановой аэрофотосъемки необходимо вычислить количество аэрофотоснимков на весь участок, количество аэропленки, необходимое для выполнения залета, абсолютную высоту фотографирования, интервал между экспозициями. Для вычисления даны следующие данные:

Табл.1

№ вар.	Длина уч-ка по параллели в км	Длина уч-ка по меридиану в км	Заданные перекрытия		к мм	Формат аэроснимков х х у мм	Масштаб Аэрофотосъемки 1 : :m	Отметка средней плоскости местности Аср	Путевая скорость самолета W км/час
			Р%	q%
1	30	22	61	30	70	180х180	1:14 000	115	280
2	34	24	60	31	100	- “ -	1:13500	183	245
3	36	38	62	32	100	- “ -	1:15300	148	290
4	40	29	61	31	70	- “ -	16:2200	215	240
5	45	30	62	30	200	- “ -	1:18100	130	305
6	52	34	60	32	100	- “ -	1:17000	172	295
7	58	32	61	31	70	- “ -	1:14600	123	286
8	60	28	63	30	200	- “ -	1:18300	131	315
9	37	22	62	31	100	- “ -	1:15700	110	293
10	41	25	60	33	70	- “ -	1:11800	101	215

Вычисления выполнить по формулам. Результаты записать в таблицу 2, где

bсн - базис фотографирования на аэрофотоснимке,

В - базис фотографирования на местности,

dy - расстояние между осями маршрутов в масштабе аэроснимка,

Ду - расстояние между осями маршрутов на местности,

L - число аэрофотоснимков в маршруте,

К - число аэрофотосъемочных маршрутов,

N - общее число аэрофотоснимков на весь участок,

• - интервал между экспозициями

Табл. 2

№ вар	Всн (мм)	В (км)	Lсн в марш.	К марш.	Dу (мм)	Ду (км)	N	Hабс	 (сек.)	Потребное кол-во пленки в (м)

Задача № 2

Вычислить средний масштаб наклонного аэрофотоснимка, если известны расстояния 1 и 2 между точками а и в , d и е на аэроснимке, а также расстояния L1 и L2

м ежду теми же точками на карте данного масштаба. Концы отрезков ав и dе расположены симметрично относительно главной точки, превышения точек над средней плоскостью местности незначительны.

Снимок

Табл. 3

№ вар.	Расстояния На снимке		Расстояния на карте		Масштаб Карты	№ вар.	Расстояния на снимке		Расстояния на карте		Масштаб карты
	1 (мм)	2 (мм)	L1 (мм)	L2 (мм)			1 (мм)	2 (мм)	L1 (мм)	L2 (мм)
1	181,6	204,8	45,1	51,2	1:50 000	6	144,2	146,1	129,3	132,8	1:25 000
2	150,6	168,2	151,2	169,7	1:25 000	7	166,8	155,1	201,3	186,1	1:50 000
3	212,9	187,6	96,3	89,3	1:25 000	8	181,7	167,0	164,8	151,9	1:25 000
4	175,2	153,0	139,5	122,4	1:50 000	9	153,6	147,2	106,4	102,9	1:25 000
5	163,7	156,6	114,9	111,1	1:50 000	10	157,6	149,0	127,5	120,2	1:50 000

Задача № 3

Аэрофотоснимок, формата 180х180 мм, получен с известной высоты фотографирования над средней плоскостью местности Нср с помощью АФА, фокусное расстояние которого записано в паспорте залета. Аэроснимок имеет продольный угол наклона х, а поперечный угол наклона у = 0. На аэрофотоснимке измерены координаты двух точек а и b с известными превышениями относительно средней плоскости. Требуется определить плановое положение этих точек, т.е. а0 и b0.

Для решения задачи следует знать, что линейное смещение точек на плановых аэрофотоснимках под влиянием рельефа местности проходит по направлению к точке надира или от нее в зависимости от знака превышения.

S

a  p

a b

На рисунке

ААо - превышение h точки А местности относительно средней плоскости, аналогично и

для точки В ,

а – изображение точки А местности на аэрофотоснимке,

а0 - плановое положение точки А,

а а0 - линейное смещение

+ h – превышение точки А местности над средней плоскостью,

r – расстояние na от точки надира.

Табл. 4.

№ вар.	Нср. (м)	к (мм)		Координаты и превышения точки А			Координаты и превышения точки В
				ха мм	уа мм	ha (м)	хв (мм)	ув (мм)	h в (м)
1	2100	200,10	215	+70	+60	-120	-65	-80	+92
2	1950	200,05	230	-80	+65	+80	+70	-70	-40
3	1820	140,15	200	+65	-70	-100	-60	+80	+30
4	2000	100,02	300	+60	+82	-100	-90	+60	+35
5	1890	140,08	245	-85	-76	+95	+75	-80	-55
6	1500	200,06	140	-70	+60	-80	+64	+84	+88
7	1760	140,00	210	-66	-75	+73	-60	+70	+95
8	1830	70,14	156	+84	-68	+118	-73	-65	-100
9	2300	200,00	220	+75	+75	-134	+60	-70	+112
10	1720	100,10	300	-60	+60	-75	-65	+80	-130

Для решения задачи следует:

1. Вычертить на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1 «снимок», провести оси координат и, считая х0 =у0 =0, взять главную точку за начало координат.

2. Вычислить координаты точки надира по формулам

3. Нанести точку надира по координатам.

4. Нанести по координатам точки а и в.

5. Измерить расстояние от точки надира до точек а и в с помощью линейки с точностью до 0,1 мм.

6. Вычислить линейные смещения точек а и в , вызванные рельефом местности.

Найти их плановое положение а0 и в0, т.е. отложить поправки по направлениям, проведенным из точки надира, учитывая знак превышения.

Все вычисления и построения подробно объяснить.

Задача № 4

Вычислить элементы взаимного ориентирования стереопары аэрофотоснимков tл, tп, e, если известны отсчеты, снятие со шкалы поперечных параллаксов стереокомпаратора при измерении на шести стандартнорасположенных точках, r¢= 3438¢.

вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Отсчеты по шкале поперечных параллаксов ( мм )
Т.2	20.34	17.25	16.12	14.74	15.25	18.59	21.30	19.85	19.78	19.15
Т.4	20.40	16.98	15.91	14.72	15.29	18.33	21.02	19.83	19.54	19.34
Т.6	20.12	17.16	15.98	14.90	15.04	18.43	21.21	2000	19.65	19.80
Т.1	20.35	17.26	16.11	14.74	15.27	18.60	21.31	19.85	19.79	19.17
Т.3	20.30	17.07	16.00	14.59	15.20	18.42	21.13	19.70	19.62	19.22
Т.5	20.10	17.05	15.94	15.11	15.00	18.38	21.18	20.23	19.58	19.96
у,мм	70.0	70.0	60.0	65.0	60.0	70.0	65.0	65.0	70.0	60.0
в,мм	65.5	60.2	70.4	66.0	72.4	69.3	70.8	68.2	71.0	62.4
¦к,мм	100.04	100.00	140.00	200.03	100.15	70.10	140.20	200.10	100.08	140.02

Указание к решению задачи:

1. Начертите стандартную схему расположения точек для измерения поперечных параллаксов с помощью стереокомпаратора.

2. Укажите, что является контролем ориентирования по начальным направлениям и контролем измерения поперечных параллаксов на точках стандартной схемы.

3. Вычисление сделайте в журнале, форма которого приводится ниже:

№ точек	Отсчеты по винту поперечных параллаксов	Поперечные параллаксы	Обозначения	Q	Формулы	tл,tп, e
2
4			q4 – q6 = Q1	Q1
6			q3 – q5 = Q2	Q2
1			q4+q6–2q2=Q¢3
3			q 3+q5–2q1=Q²3
5			Q¢3+Q²3 2	Q3

Задача № 5

Выполнить предварительные расчеты для работы на стереопроекторе СПР при создании карты универсальным методом масштаба 1:Мк= 1:10 000 по аэроснимкам масштаба 1:m, полученным АФА с фокусным расстоянием ¦к. Вычислить фокусное расстояние прибора Fпр, базис проектирования вх, знаменатель вертикального масштаба Мв, определить шкалу и шестерни для счетчика высот.

№ варианта	1 : m	¦к , мм	всн, мм
1	1 : 13 900	70	67.00
2	1 : 15 000	100	69.50
3	1 : 13 700	70	73.00
4	1 : 14 200	70	68.40
5	1 : 15 700	100	71.20
6	1 : 16 200	100	69.10
7	1 : 12 500	70	70.15
8	1 : 13 200	100	68.30
9	1 : 14 700	70	62.00
10	1 : 15 100	70	66.30

Указания к решению задачи:

1 .. Вычислить базис проектирования:

2 . Определить приближенное значение фокусного расстояния прибора:

3.Вычислить приближенное значение знаменателя вертикального масштаба:

4. Используя таблицу ( приложение 1) на стр. 287 в [2], найти окончательное значение знаменателя вертикального масштаба МВ, близкое к М¢В, а также шкалу и шестерни к счетчику высот.

5. Вычислить окончательное значение фокусного расстояния прибора:

При решении задачи используйте § 31 в [2].

Преподаватель фотограмметрии факультета СПО –

техникум геодезии и картографии Лосева Н.А.