книги из ГПНТБ / Сысоев, К. А. Основы геодезии и картографии учебное пособие для техникумов

к листу фанеры кнопками. По накидному 'монтажу выявляют пропущенные участки съемки и соблюдение продольных и попе­ речных перекрытий. Каждый аэроснимок не является планом, а дает изображение местности в искаженном виде. Снимки по­ лучаются разномасштабными, так как заданная высота самоле­ та при фотографировании местности часто не выдерживается.

Для составления фотопланов каждый аэроснимок необходи­ мо т р а н с ф о р м и р о в а т ь , т. е. преобразовать в план. В ре­ зультате трансформирования на аэроснимках устраняются ис­ кажения, вызванные наклоном оптической оси при фотографи­ ровании, с одновременным приведением снимков к заданному масштабу. Искажения снимков, обусловленные неровностями местности, при трансформировании не устраняются.

Для трансформирования на каждом аэронегативе необходи­ мо иметь четыре отчетливо изобразившиеся точки местности, называемые опорными. Такими точками являются геодезические пункты (знаки) теодолитных ходов, точки пересечения дорог, углы контуров ситуации и другие заметные точки.

Опорные точки опознают на местности по снимкам, закреп­ ляют и производят геодезические измерения, в результате кото­ рых получают их плановое положение. Эти действия называют­ ся плановой привязкой аэроснимков. В натуре производят при­ вязку только нескольких снимков в маршруте. Положение опор­ ных точек на остальных снимках получают, пользуясь продоль­ ным и поперечным перекрытиями, графическим'методом — фо- т о т р и а н г у л я ц и и .

Трансформирование аэроснимков после работ по их привяз­ ке выполняют на фототрансформаторах. Фототрансформатор состоит из трех частей: кассеты для аэронегатива, объектива и экрана. Трансформирование выполняется в такой последова­ тельности: на экран кладут планшет (лист бумаги) с нанесен­ ными на нем четырьмя опорными точками в заданном масштабе.

В кассету помещают соответствующий аэронегатив с проко­ лами четырех опорных точек. Включив источник света над кас­ сетой, проектируют негатив на экран. На экране через объектив получится изображение проколов негатива в виде четырех яр­ ких точек, хорошо видимых в затемненном помещении. Переме­ щая и наклоняя экран и негатив в разные стороны, а также пере­ двигая планшет в плоскости экрана, добиваются совпадения четырех светящихся точек с соответствующими точками на планшете; на экран кладут вместо планшета светочувствитель­ ную бумагу и переснимают на нее аэронегатив, в результате

заснятой территории, который является оригиналом. С оригина­ ла фотоплана изготавливают фотокопии (репродукции).

В некоторых случаях по фотопланам изготавливают топогра­ фические планы. Для этого на фотоплане обводят тушью кон­

120

туры ситуации и заполняют условными знаками, после чего вытравливают фотоизображение.

Для составления топографических планов и карт, а также для других целей аэроснимки дешифрируют. Д е ш и ф р и р о ­ в а н и е м называют процесс опознавания по фотографическому изображению на аэроснимках и фотопланах различных объек­ тов и контуров местности. Топографическое дешифрирование со­ стоит в распознаваний всех объектов и контуров местности, необходимых для изображения на топографических планах и картах (реки, дороги, населенные пункты, сельскохозяйствен­ ные угодия, лес и пр.). Кроме топографического, часто прово­ дится специальное дешифрирование для решения различных вопросов: почвенных, ботанических, геологических и пр. Дешиф­

контуров и объектов местности на аэроснимке опознают путем сличения снимков с местностью. Опознанные на аэроснимке контуры и объекты изображают топографическими условными знаками. Полевое дешифрирование позволяет выявлять такие элементы ситуации, которые фотографически не изобразились на аэроснимке, например родники, трубы, мосты, колодцы, ли­ нии связи, изгороди и др. В этом случае на аэроснимки нано­ сят все эти предметы, а также названия населенных пунктов, рек, озер, дорог и др. Неизобразившиеся объекты наносят на снимки по линейным промерам в натуре от этих предметов до хорошо заметных предметов на аэроснимке. Для получения планов в масштабе 1 : 10 000 и крупнее производят сплошное полевое дешифрирование.

Во многих случаях содержание аэроснимков распознают пу­ тем изучения их по образцам без обследования в поле. Такой вид дешифрирования называется к а м е р а л ь н ы м .

При камеральном дешифрировании различные объекты мест­ ности опознают по демаскирующим признакам: по их форме, размеру, фототону, тени и другим признакам.

По ф о р м е и р а з м е р у и з о б р а ж е н и я легко распоз­ нать многие объекты местности, контуры которых получаются на аэроснимках подобными их действительным очертаниям в натуре, а размеры — изменяющимися в зависимости от масшта­ ба снимка. Например, извилистыми линиями изображаются ручьи, малые реки; прямыми с плавными закруглениями — же­ лезные и автомобильные дороги; кварталы населенных пунктов изображаются параллельными прямоугольниками разных разме­ ров, обусловленных величиной численного масштаба аэро­ снимка.

Многие контуры и объекты местности определяют по тону изображения их на аэроснимках и фотопланах. Например, до­ роги изображаются светлыми тонами, сухой луг тоном светло­ серого цвета, а сырой — более темным тоном. Серыми тонами

121

разной интенсивности изображаются участки шашни, огорода, выгона. Склоны, обращенные к солнцу во время съемки, имеют более светлый тон, чем противоположные склоны.

По ф о р м е и д л и н е тени, отбрасываемой от различ­ ных предметов, можно судить о характере и высоте этих пред­ метов, например, по тени опор и столбов опознают электроли­ нии высокого напряжения, линии связи и др.

прерванная рекой и продолжающаяся по другую сторону, опре­ деляет брод. По кустарнику, расположенному извивающейся лентой, можно установить наличие реки, русло которой закрыто ветвями и на аэроснимке не отразилось.

Дешифрировать рекомендуется по аэроснимкам и фотопланам более крупного масштаба, так как при этом значительно облег­ чается опознавание по ним объектов изображения.

Пособием для камерального дешифрирования аэроснимков служит а л ь б о м э т а л о н о в , который составляют из харак­ терных отдешифрированных аэроснимков с отчетливым изобра­ жением на них различных объектов местности. В альбоме соби­ рают аэроснимки в двух экземплярах каждый. На одном из них объекты местности оконтурены, вычерчены тушью в условных знаках с надлежащими надписями и описаниями. Другой аэро­ снимок дает фотографическое изображение этих объектов. Сним­ ки, собранные в альбом в качестве эталонов, служат для срав­ нения с ними аэроснимков, подлежащих камеральному дешиф­

рированию.

При выполнении камерального дешифрирования пользуются специальным стереоскопом или лупой 5х, облегчающими процесс

дешифрирования.

Для получения фотопланов и карт с изображением на них рельефа местности в настоящее время применяют комбинирован­ ный и стереоскопический методы съемки.

К о м б и н и р о в а н н ы й м е т о д аэрофотосъемки состоит в том, что контурный фотоплан получают в результате аэросъем­ ки, а изображение на нем рельефа дополняют полевыми измере­

фотопланах и снимках выполняют в камеральных условиях при помощи различных приборов, которые воспроизводят формы и объем объектов на снимках по их фотографическим изображе­ ниям, полученным с двух точек.

Указанные приборы основаны на свойстве стереоскопическо­ го зрения, сущность которого состоит в том, что по двум смеж­ ным аэроснимкам одного маршрута, в пределах их продольного

122

ки, при помощи .которых получается объемное изображение предмета, называются с т е р е о п а р а м и .

Если на участке съемки имеется необходимое количество опорных точек, высоты которых получены из геодезических из­ мерений при высотной привязке снимков, то по полученной сте­ реомодели можно проводить горизонтали непосредственно на аэроснимках, которые затем переносят на фотопланы.

Внастоящее время во многих отраслях геодезической науки

итехники применяются различная радиотехническая аппаратура (радиодальномеры, радиовысотомеры и др.) и методы радиоло­

кации.

Р а д и о л о к а ц и я — это отрасль науки, разрабатывающая способы обнаружения и определения местоположения различ­ ных объектов. При помощи радиодальномеров измеряются рас­ стояния между точками земной поверхности на любой местно­

тей, используемых при картографических съемках. Радиогеодези­ ческие средства и 'методы заметно повышают точность проклад­ ки аэросъемочных маршрутов, способствуют значительному со­ кращению затрат труда на плановую привязку аэрофотосним­ ков и повышению качества работ.

Радиогеодезические измерения, выполняемые с помощью радиовысотомеров, дали возможность перейти к новому методу определения отметок точек земной поверхности — а э р о р а ­ д и о н и в е л и р о в а н и ю , которое способствует упрощению тех­ нологии аэросъемочных работ и повышению производительности труда.

В настоящее время предложен ряд схем создания топографи­ ческих карт без использования фотографического изображения. На самолете вместо аэрофотоаппаратуры устанавливают телеви­ зионную камеру и изображение местности с к а н и р у е т с я (рассматривается). Результаты сканирования передают по радио на наземную станцию, на которой ведется составление фотопла­

Глазомерная съемка является такой съемкой, при которой план в виде приближенного чертежа местности получается не­ посредственно в поле при помощи простейших измерений.

Необходимость производства глазомерной съемки диктуется иногда тем, что имеющиеся карты или планы устарели, неполны и руководствоваться ими трудно. Если требуется при этом быст­ ро произвести их корректирование (исправление и дополнение), то это может быть выполнено приемами глазомерной съемки.

Многие специалисты, например, геологи, почвоведы, геогра­ фы и другие, наносят на имеющиеся планы и топографические

123

/2?

Рис. 71. Папка-планшет и визирная линейка

карты свои исследования в виде результатов глазомерной съем­ ки и таким образом получают специальные карты и планы.

Глазомерную съемку выполняют на чертежной бумаге, приклееной к нанке (фанере), которую называют планшетом. На­ правление линий определяют по компасу, который крепится на планшете, так, чтобы линия СЮ на коробке компаса была па­ раллельна прочерченному на папке направлению магнитного меридиана (рис. 71). Направления на планшете прочерчивают при помощи трехгранной визирной линейки. Длины линий при глазомерной съемке измеряют преимущественно шагами. Счет шагов обычно ведется парами, т. е. под одну и ту же ногу. Иногда для этого пользуются шагомерами. Для работы шагомер прикрепляют к ноге, и число пройденных шагов находят как разность отсчетов по шагомеру в конце и начале линии.

Расстояния на планшете откладывают по масштабу шагов, для построения которого предварительно определяют число пар­ ных шагов, содержащихся в известном расстоянии на местно­ сти, например в 100 м. Допустим, в 100 м длины измерено 58 пар шагов и требуется построить масштаб шагов в зависи­ мости от масштаба плана, например 1: : 10 000. Находим основа­ ние масштаба шагов, если за основание масштаба плана приня­ то 2 см. В 2-х см при масштабе 1: 10 000 содержится 200 м, или 116 пар шагов. Для удобства пользования масштабом (вы­ числяем основание для 100 пар шагов из пропорции:

2 см — 116 пар шагов, х см — 100 пар шагов, откуда х = \7 ,2 мм.

Приняв отрезок 17,2 мм за основание для 100 пар шагов, строят линейный масштаб на узкой полоске чертежной бумаги, так, чтобы деления его приходились у края этой полоски. Тогда им можно пользоваться без циркуля при откладывании изме­ ренных линий на планшете.

124

производят кругами, т. е. отдельными небольшими полигонами (участками), примыкающими друг к другу.

Съемку участка ведут в следующем порядке. Выбирают на­ чальную станцию, например 1 (рис. 72), где-нибудь на дороге и наносят ее на планшет-папку с таким расчетом, чтобы весь участок разместился на планшете. Затем планшет ориентируют, прикладывают скошенный край линейки к точке 1 и, подняв планшет на уровень глаза, по верхнему ребру линейки визируют на следующую станцию 2 и прочерчивают направление. С той же станции визируют на все предметы (например дерево Л), которое имеют в виду заснять способом засечек. Далее измеря­ ют расстояние в шагах по дороге от станции 1 до станции 2, это расстояние откладывают в масштабе на планшете и полу­ чают точку 2. Измеряя расстояние 1—2, попутно снимают все контуры по обе стороны дороги. Например, дойдя до тропы в- точке В и отложив на направлении 1—2 от точки 1 расстояние 1В, получают на планшете точку В. В этой точке планшет ориентируют и проводят направление по визирке на продолже­ ние тропы. Далее снимают контур кустарника С способом пер­ пендикуляров и отмечают начало приусадебных участков селения.

На станции 2 планшет снова ориентируют по компасу, про­ веряют съемку пройденной линии обратным визированием

125

Г л а в а VI

ОСНОВЫ КАРТОГРАФИИ

§43. ПОНЯТИЕ О КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОЕКЦИЯХ

ИИХ ИСКАЖЕНИЯХ

Для изображения земной поверхности на плане или карте сначала физическую поверхность Земли проектируют на матема-* тическую поверхность, которую во многих случаях в целях уп­ рощения принимают за поверхность шара. Затем математичес­ кую поверхность всего земного шара или его отдельной части изображают на плоскости. С этой целью на плоскости строят по тому или иному математическому закону линии параллелей и меридианов, представляющих собой к а р т о г р а ф и ч е с к у ю сетку, на которую переносят отдельные объекты и контуры земной поверхности.

Условное изображение на поверхности сетки меридианов и параллелей называют к а р т о г р а ф и ч е с к о й п р о е к ц и е й .

Имеется большое количество различных видов картографи­ ческих проекций, различаемых по способу геометрического по­ строения, а также по характеру их искажений. При этом чем большая часть поверхности Земли изображается на карте, тем большие получаются искажения на ней.

Подобное изображение земной поверхности без искажений можно получить только на глобусе, но при небольших размерах

^его изображение получается схематическим без 'подробностей. Глобусами же больших размеров практически пользоваться не­ возможно.

Основными видами искажений картографических проекций

на карте меняется с переменой их положения, а также с пе­ ременой их направления. Например,, длины параллелей на не­ которых картах между одними и теми же меридианами не уменьшаются, как на земной поверхности, по мере удаления от экватора к полюсам, а остаются постоянными, равными дли­ не на экваторе. Или меридианы одинаковой длины на земной поверхности изображаются на картах в виде дуг различной ве-

127

личины. Масштаб карты выражает собой отношение весьма ма­ лого отрезка на карте к соответствующему весьма малому от­ резку на поверхности Земли. Он сохраняется в определенных

равны соответствующим углам на земной поверхности. Иска­ жение углов вызывает искажение форм контуров. Фигуры на карте не подобны соответствующим фигурам на поверхности Земли, поэтому невозможно судить по карте о действительной форме того или иного географического объекта.

И с к а ж е н и е п л о щ а д е й заключается в том, что мас­ штаб площадей на карте меняется с переменой места. Напри­ мер, площади трапеций сетки на некоторых картах при удале­ нии от экватора к полюсам не только не уменьшаются, как в* действительности, но даже увеличиваются. Это затрудняет изме­ рение площадей различных фигур земной поверхности, располо­ женных в различных местах карты, а также сравнение их друг с другом по площади.

Нет таких картографических проекций, в которых сохрани­ лись бы одновременно и равенство площадей, и подобие фигур, и масштаб линий.

Если невозможно вовсе избавиться от искажений на картах, то возможно получить проекции с заранее предусмотренными свойствами в отношении характера искажений. Такими проек­

3. П р о и з в о л ь н ы е .

Проекции, в которых изображения бесконечно малых фигур на картах подобны соответствующим фигурам на поверхности

ниям, выходящим из данной точки, равны между собой и из­ меняются лишь при переходе от одной точки к другой.

Проекции, в которых изображения фигур на картах сохраня­ ют величину площадей, называются р а в н о в е л и к и м и или э к в и в а л е н т н ы м и .

Проекции, которые не обладают ни одним из указанных

плоскость.

Вспомогательными поверхностями являются:

а) касательные к шару или секущие его плоскости;

1128

б) боковая поверхность касательного или секущего цилинд­ ра в ци л и н д р и чес к их п р о е к ц и я х ;

в) боковая поверхность касательного или секущего конуса — в к о н и ч е с к и х п р о е к ц и я х и д р.

Главный масштаб в этих проекциях сохраняется в точках касания, а также на линиях касания и сечения.

От способа построения зависит вид картографических сеток, т. е. форма параллелей и меридианов, величина промежутков между параллелями и между меридианами.

§ 44. П О П Е Р Е Ч Н О - Ц И Л И Н Д Р И Ч Е С К А Я К О Н Ф О Р М Н А Я П Р О Е К Ц И Я Г А У С С А И С О О Т В Е Т С Т В У Ю Щ А Я Е й С И С Т Е М А К О О Р Д И Н А Т

Топографические карты СССР составляют в настоящее вре­ мя в конформной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса. Сущность этой проекции состоит в следующем:

трехградусные зоны.

2. Каждую зону в определенной закономерности проектиру­ ют на свой цилиндр, касающийся математической поверхности Земли по осевому меридиану зоны (рис. 73). Развернув затем бо­ ковую поверхность цилиндра на плоскость, получают на ней изо­ бражение зоны. Осевой меридиан и экватор в проекции изобра­ жаются взаимно-перпендикулярными прямыми линиями, а ос­ тальные меридианы—кривыми линиями, сходящимися в полюсах.

Параллели изображаются кривыми линиями, выпуклостями обращенными к экватору.

Проекция Гаусса является конформной, на которой сохра­ няются подобие фигур и главный масштаб на осевом меридиа­ не. Частные масштабы постепенно возрастают от осевого мери­ диана к краям зоны. Наибольшее искажение линий на краях шестиградусной зоны достигает У1200 их длины* что практически допустимо при съемках в масштабах 1 : 10 000 и мельче.

Искажения длин, углов и площадей на топографических планах и картах крупного масштаба, происходящие от кривиз­ ны Земли, столь малы, что не имеют практического значения,