Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Соколова Н.А. Технология крупномасштабных аэротопографических съемок

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

8.29 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 192 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Г л а в а I I

О Ш И Б КИ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИХ О П Р Е Д Е Л Е Н И Й


Выбор	масштаба		фотографирования,			типа аэрофотоаппарата,
определение необходимой				плотности	геодезической опорной				сети,
т. е. основных факторов, определяющих						эффективность аэротопо-
графнческой съемки, в основном зависит						от	достижимой	точно
сти определения координат и высот по						аэроснимкам .		Поэтому
вопрос об	изучении		источников ошибок фотограмметрических						оп
ределений	и возможностей их уменьшения имеет весьма							большое
значение	для	повышения		эффективности			аэротопографической
съемки вообще		и крупномасштабной			в особенности.

Ошибки фотограмметрических определений по их происхожде нию в основном можно разбить на четыре группы: а) ошибки ис ходного источника информации — аэроснимков; б) ошибки наблю дений; в) инструментальные и г) методические ошибки. Вообще

говоря, провести четкую границу между	источниками	тех или
иных ошибок не всегда возможно и в целом	ряде случаев	необходи

мо рассматривать комплексное взаимодействие всевозможных ис точников ошибок, однако для решения практических задач целесо образно такое деление производить и рассматривать источники ошибок раздельно . В настоящее время в практике нашего произ водства основными являются ошибки первой группы — ошибки аэроснимков . Остальные ошибки пока являются второстепенными. Однако это не значит, что их не следует иметь в виду, так как после некоторого уменьшения ошибок первой группы определяю

щими могут стать ошибки		третьей или второй группы.		Поэтому
повышение	точности фотограмметрических		определений	неизбеж
но д о л ж н о	быть связано с	соответственным	уменьшением	влияния

всех основных источников ошибок. Вместе с тем очевидно, что до пустимые величины ошибок второй и третьей групп обусловлены фактическими 'величинами ошибок снимков, так как, например, нет

необходимости снижать инструментальные ошибки	до 0,1 мкм, ес
ли неучитываемые ошибки снимков превышают 5	мкм.

А. Ошибки снимков

Обычно аэроснимки рассматривают как центральную проекцию на картинную плоскость сфотографированной территории и поэто-

му всякие отступления изображения от центральной проекции и поверхности, на которую оно спроектировано, от плоскости следует рассматривать как причины появления ошибок снимка. Источни ками таких ошибок являются дисторсия аэросъемочного объектива, клинообразность светофильтра, клинообразность или неплоскост ность защитного стекла фотолюка (если оно имеется), неплоскост ность выравнивающего стола АФА или стеклянной пластины, к


которой осуществляется прижим (во время				экспонирования), не-
вырав'нивание аэрофильма, рефракция, д е ф о р м а ц и я					аэропленки,
ошибки изготовления диапозитивов. Обычно				к ошибкам		снимков
•относят	т а к ж е	влияние	кривизны Земли .	Совокупное		влияние
всех этих источников ошибок вызывает деформацию					пространст
венной	модели	местности,	воссоздаваемой тем	или иным		способом,

в результате чего определенные фотограмметрическим путем коор динаты точек модели будут в той или иной степени отличаться от координат, определенных из наземных геодезических измерений.

Влияние многих из вышеперечисленных источников ошибок до статочно полно проанализировано в ряде опубликованных сравни тельно недавно работ. Сюда относятся вопросы влияния кривизны З е м л и , рефракции, клинообразное™ светофильтров. Поэтому в последующем изложении анализ влияния этих ошибок будет дан в очень с ж а т о м виде и максимальное внимание будет уделено тем

источникам ошибок,				которые		были недостаточно	изучены,	но	в то
ж е	время весьма существенно влияют на точности						фотограмметри
ческих		построений.
			§ 3. Влияние кривизны Земли
	Влияние кривизны З е м л и					на фотограмметрические определения
часто сопровождают термином «искажение». Н а							самом	ж е	деле
оно является следствием методичес
кой	ошибки, з а к л ю ч а ю щ е й с я					в том,
что	фотограмметрические				определе
ния	принято выполнять				в	прямо
угольной системе координат и затем
приводить их по опорным точкам в
геодезическую			систему		координат,
которая		не является		прямоугольной.
	На	горизонтальном			аэроснимке
величина смещения				точки	местности
из-за кривизны			(сферичности)			Зем
л и ,	согласно [38] и рис.				1,	может
быть в ы р а ж е н а			к а к
		_Нг3_				(ІІ.1)
			Щк	'		(ІІ.1)
			Щк	'

где бг — величина смещения, Н — высота фотографирования, г — рас -

стояние на снимке от точки надира		до н з о о р а ж е н и я данной	точки-
местности, fit	— фокусное расстояние АФА, R — радиус Земли .
Несколько	сложнее получается соотношение в том случае, ког
да местность	имеет значительный	рельеф. Предположим,	что из-

точки 5 сфотографирована точка Мх местности (см. рис. 1), кото рая имеет превышение h относительно уровеиной поверхности, про

ходящей через точку надира . Н а снимке она изобразится в точке
гп\. В фотограмметрической ж е системе координат точке Mt	будет
соответствовать точка М2, изображение которой на снимке	д о л ж н о
было бы получиться в точке /?г2. Следовательно, величина	смеще

ния изображения на снимке из-за влияния кривизны Земли в дан

ном случае будет являться отрезком іп\гп2.

В соответствии

с рис. 1

можно написать

or = тгт2

= т-уп — т2п,

(II.2)-

nun

R sin 0

пип=

fkR sin 9

но

— — =

или

lк

H — h

"h'i

„,

fkCMi

- - — =

—

или

nun = -

— ;

СМг

H — MJ<

H — MJC

но CMi=

(R + h)s'mQ,

a MlK=M0L=kcosQ—M0M.

В свою

очередь

M0M=R(l

—cosO),

а потому

MiK=hcosQ—R(l—cos9).

Следовательно,

тгп

+ h) sin 0

fk (R -f- h)

sin 0

H — h cos

(1 — cosG)

„

2R s i n 2

H — h cos 0 +

—

Т а к ка к угол

G небольшой

(при фотографировании

масшта

бе 1 : 20 ООО максимум 1,Г), то

вполне возможно

заменить sin8 и

s i n — ч е р е з 8 н

~ >

/гсоэб считать равным

И. Подставив

'получен

ные значения

т2п и пі\п в в ы р а ж е н и е

( I I . 2)

и учитывая,

что m\d—

— г, получим

г (ніі —h°~ + — R*Q2

Г ~

( Я + А ) ( Я - Л )

учитывая,

что h

значительно

меньше R, можно написать, что

Г [НИ — / і 2 Н

— ^ 2 0 2 ^

б г = — і

(П.З)

или, считая, что

6 «

—

fkR

R(H-h)

Р е з у л ь т а ты подсчетов значений бг при максимальном /'=100 мм

•и дл я различных

значений Н, h и fk приведены

на графике (рис. 2) ,

где

кривая

1 — дл я /я = 70

мм и кривая 2 — д л я = 100 мм .

И з

графика видно, что если

Sr.m

поправки за

кривизну

З е м л и

вводить в измеренные на аэро

ЩО

снимках координаты точек ме

стности, то их надо

будет

вво

0,040-

дить почти при всех

м а с ш т а б а х

фотографирования .

Кроме

то

0.030-

го,

при этом

необходимо

учи

тывать и

рельеф

местности,

0,020

особенно при

фотографирова

нии

сверхширокоугольными

АФА

(при fh=70

мм и превы

шении

Л = 1 0 0

д а ж е

при

Н = 2 км из-за

рельефа

появля

0,20

0,30

ется дополнительное

смещение

0,003 м м ) .

Если

ж е

снимки

Р и с .

имеют углы наклона, то следу

ет учитывать

и'и х влияние, та к ка к смещение

из-за кривизны Зем

ли

происходит

в направлении от точки надира . Этот вопрос подроб

но освещен

в работе

Г. Б . Гонима '[17]. В результате получается, что

точное введение поправок за кривизну Земли

требует осуществле

ния целого

ряда

предварительных

определений.

При построении одиночной стереомодели или пространственной фотограмметрической сети тем или иным путем строится простран ственная модель местности, которая затем ориентируется по опор ным геодезическим точкам. В этом случае ось Z фотограмметриче ской системы координат будет являться перпендикуляром к уровенной поверхности в точке, находящейся посредине между опорны ми, а плоскость ХУ будет проходить через проекции на уровенную поверхность опорных точек. Тогда при съемке плоской местности кривизна Земли в основном скажется на фотограмметрических вы сотах, причем максимальные положительные ошибки будут в цент

ре пространственной модели. Величина э т и х ' о ш и б о к б/гк з		может
быть подсчитана по формуле
О^кз =	,	(II.5)
	8К
где 5 — диагональ, соединяющая	опорные точки, R —• радиус З е м
л и .

Причем, что площадь стереопары составляет 140X70 мм, а дли ны фотограмметрических сетей составляют 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 и 6,0 км, т о г д а максимальные ошибки фотограмметрических высот из-за кри визны З е м л и будут равны величинам, приведенным в табл . 1.

Таким образом, м а к с и м а л ь н а я ошибка фотограмметрической ъысоты точки в одиночной стереомодели из-за кривизны Земли

Одиночная стереомодель				Сеть
Масштаб		Максимальная	Длина сети	Максимальная
фотографирования		ошибка б / ; к з , м	(диагональ), км	ошибка б/і,.о. м
				КЗ
			6	0,75
1:20 ООО		0,20	4	0,33
1:15	000	0,12	3	0,19
1:10	000	0,05	2	0,08
1:7000		0,02	1,5	0,05

при съемке	м а с ш т а б а	1:5000	(масштаб фотографирования 1:20 000)
будет равна	,
	1	: 10 000	от Н при /л =			100	мм
	1	: 7000	от	Н при	/л =	70	мм
	1	: 5000	от	Н при	/л =	50	мм

При обработке одиночных стереомоделей она может сущест венно повлиять на результат только при фотографировании мест ности таким ультраширокоугольным АФА, как аппарат с /л = 50 мм. При других fk влияние кривизны Земл и будет меньше, чем, напри

мер, случайных ошибок измерения или деформации						фотоматериа
лов, и практически им можно пренебрегать.
При построении пространственных фотограмметрических сетей
ошибки за кривизну	Земли приведут к прогибу				сети,	который целе
сообразно учитывать	по опорным		точкам, расположенным					в ее се
редине.
В случае съемки	местности	с	сильно	расчлененным			рельефом,
в ориентированной по опорным		точкам		модели	местности			кривиз
на Земл и приведет к ошибке в плановом положении точки								местно
сти М (рис. 3) — вместо точки		М0	она окажется в точке				М„ . Так
как угол ар невелик,	то фотограмметрическую				высоту точки М/?ф

можно считать равной ее геодезической высоте и поправке за кри

визну Земли,	определяемую		на основании формулы ( I I . 5), т. е.
/ 7 ф = /г г +б/г К з,	где 6 Л к з ~ М0М',		откуда
	й г		= й ф - б / г . к з .		(П.6)
Величина	ж е смещения	в плане М0М" будет		равна
	6s =		ftPsin4>=		(П.7)
Д л я одиночной модели		угол i\|) при крупномасштабных			съемках
будет иметь максимум 1,1' (масштаб фотографирования					1:20 000),
следовательно, м а к с и м а л ь н а я			величина смещения	в плане	<5S m a x —

=считая, что план составляется в масштабе 1 : 5000 и ошибка

3000

Ss не д о л ж н а превышать 0,010 мм в масштабе плаїна, получим, что- hr < 150 м.

Практически при графической			обработке результатов измерений
вполне	можно допустить,	чтобы	6\, т а х ==С0,050 мм. В	этом случае
Л г ^ 7 5 0	м. Иначе говоря,	при обработке одиночных		моделей при

составлении топографических планов этой ошибкой можно пренеб регать.

Р и с . 3

При фотограмметрическом сгущении опорной сети расстояния между плановыми опорными точками могут доходить до 240 см в масштабе составляемого плана

sKM = 240m - 10 - \

где пі — знаменатель м а с ш т а б а плана, тогда

.	s	ИЛИ	.	2 4 0 m - Ю - 4	.	П _ 6	.
• ф т а х ^ - Г -		ИЛИ	l\|)m a x =	77—	=4/71-10		.
	К			6000
Поэтому при 6 S m a x		=^0,010 мм в масштабе			плана
		,	0 , 0 1 / п - 1 0 ~ 5
		" к м ^		-
			4 т - Ю - 6
и л и		/г к м < — , т. е. h < 25 м.
			40
Следовательно, при построении				пространственных		фотограммет
рических сетей	почти	во всех случаях необходимо учитывать						влия
ние кривизны	З е м л и	как	на' фотограмметрические			высоты,		так и

на положение точек в плане, если поправки вводить после пост роения сети.

§ 4. Влияние

рефракции

Влияние

рефракции

детально

рассматривается

ряде

работ

И . Ф. Куштина, в которых он дает

следующую

формулу

фотограм

метрической

рефракции

Гт д л я стандартной

а т м о с ф е р ы * [36] :

г, _=

481,3" t g ер

(1 — 0,02257tfg )5 ,253

34,14 (Ha — Hg)-

288

— 6 , 5 # „

(1 — 0 , 0 2 2 5 7 # „ ) 5 ' 2 5 3 ),

(II.8)

где ф — угол

между направлением

из

центра

проекции на

точку

н а д и р а

и на данную точку местности; На

— абсолютная

высота фо

тографирования; Hg — высота фотографируемой местности.

И м

ж е предложена

оригинальная

н о м о г р а м м а

д л я определе

ния значений

г/

(в секундах) д л я

различных

На, Hg

и ср.

Величины

радиальных смещений

точек

горизонтального

сним

ка из-за рефракции, вычисленные по ф о р м у л а м Лейонхувуда, при ведены т а к ж е в [11] .

Из исследовании Лейонхувуда и И. Ф. Куштина следует, что лри высокоточных фотограмметрических построениях для учета

влияния рефракции	необходимо учитывать			состояние	атмосферы
в момент съемки. Д л я		этого нужно	регистрировать		давление п
температуру воздуха	на	аэродроме	и на	высоте фотографирова

ния местности.

Смещение точек снимка из-за рефракции происходит по направ лению к точке надира (со знаком, обратным смещению из-за кри визны З е м л и ) . При крупномасштабных съемках в большинстве слу чаев влияние рефракции очень невелико.

§ 5. Влияние клинообразности светофильтра

Зависимости изменения координат точек местности на аэро снимках из-за клинообразности светофильтра защитного стекла фотолюка были выведены М. Д . Коншиным [31]

			/	9	11		2	і	2"\|
Ах — — sin а			'	п	11	•X		+У	)		1 X
Ах — — sin а								fk			1 X
								fk
		f\	cos G +		x2	cos 0 — xy				sin 0	(II.9)
	X -										(II.9)
	X -					fk
						fk
	• sin а		] /	n 2	fl						X
					fl
							fk
							fk
	X	xy cos 0 -			:	sin 0 — f~k				sin 0
	X				Ik
					Ik
* С т а н д а р т н а я а т м о с ф е р а х а р а к т е р и з у е т с я с л е д у ю щ и м и д а н н ы м и : д а в л е н и е
на у р о в н е м о р я	Я = 7 6 0	мм	рт. ст.,		а б с о л ю т н а я				т е м п е р а т у р а		7"=288°К ( + 1 5 ° С ) ,
т е м п е р а т у р н ы й	г р а д и е н т	д л я	высот		д о	11 к м —			0,65° С на 100		м.

где Ах и Ay— смещения точек на аэроснимке; а — угол клина светофильтра; п — коэффициент преломления стекла; х и у — ко

ординаты точек снимка; fk —	фокусное расстояние -камеры АФА;
6 — угол м е ж д у направлением	оси х снимка и следом нормального
сечения клина.

В работе [31] рассмотрено в общем виде влияние клинообраз - ности светофильтра на элементы взаимного ориентирования и на

разности	продольных п а р а л л а к с о в .
Д л я	получения более ясной картины искажений координат и

высот одиночной модели из-за клинообразности светофильтра В . С. Мильнер был выполнен расчет искажений координат точек снимка

через	1 см		при условии а = Г , 0	= 0°; 0 = 90° и 0 = 4 5 ° , п—1,5;			fh=
= 70	мм,	а	затем по программе	одиночной модели [35] были			вы
числены искажения координат и высот. Результаты такого						матема
тического			моделирования представлены на рис. 4, 5		и 6.	И з	ри
сунков видно, что при 0 = 90° (на				рис. 4, а по высоте и	на	рис. 4, б
в плане)		масштаб модели изменяется в зависимости от координа
ты х и прямые, параллельные оси у снимка, получаются						криволи
нейными		с	максимальным изгибом по оси маршрута .		М а к с и м а л ь

ные искажения высот при этом наблюдаются вблизи центров сним ков, с одной стороны стереопары положительные, а с другой — отрицательные. Пр и построении пространственной фотограмметри ческой сети в этом случае будет иметь место систематическое на копление масштабных ошибок и расхождения в высотах цент ральных точек стереопар при совпадении высот на боковых точках.

П р и 0 = 0° (на рис. 5, а по высоте и на рис. 5,(5 в плане) мас штабные искажения будут являться функцией ординат у, а иска жения высот будут положительными д л я одной половины стерео пары и отрицательными д л я второй с максимумами искажения при мерно посредине между ориентировочными точками и нулевыми по оси маршрута . В этом случае при построении пространственной фо тограмметрической сети будет иметь место накопление системати

ческих	азимутальных ошибок.
П р и	0 = 45° (на рис. 6, а	по высоте	и на рис. 6, б в плане) вели
чина искажения масштабов		зависит	от абсциссы х и ординаты у,

а линия неискаженных масштабов проходит примерно по диагона

ли	стереопары. Точно	т а к ж е искажения высот имеют разные зна
ки	в разных частях	стереопары, а нулевые и с к а ж е н и я	находятся
вблизи ее диагонали .		П р и построении пространственных	фотограм

метрических сетей будет иметь место накопление ка к масштабных, так и азимутальных ошибок, а т а к ж е и расхождения в высотах связующих точек. В случае нарушения стандартного положения то

чек связи с соседними стереопарами				появится еще и			«кручение»
сети.
В табл .	2	приведены и с к а ж е н и я		элементов		ориентирования
тофильтра	д л я	случая, когда	а = Г ;	п = 1 , 5 ;	# = 7 0 0	м;	f&=70	мм;
6 = 70 мм.	модели, координат		и высот из-за		Гее. публичная			17
2—74					Гее. публичная			17
одиночной					клинообразности			све
				неумно - т е х н и .в кая
					библиотека		С С с Р

ЭКЗЕМПЛЯР

Рис. 4

Оо

Рис. 5

Т а б л и ц а

Координаты

0°

«л

"л

О)

средине ква-

средние

квад-

средние квяд-

дратнческпе

ратическне

ратическпе

ошибки

б А ' т а х

ошибки

ошпГкп

6 / , т а х

т с

'ПУ

'"к

+ 1.2'

-1-1,2'

0,028 М

0,073 М

4 - 0 , 0 5 1

0,092

0,032 м

0,055

2,8 мк

— 7,3

мк

5,1

мк

9,2 мк

1:22 000

1:13 000

+ 0 , 7

- 0 , 3 '

+ 0 , 7 '

+ 0 , 3 '

0,084 м

0,127 м

0,044

0,082

0,033 м

0,054

8,4 мк

12,7

мк

4, 4

мк

8,2 мк

1:21' 000

1 :13 000

- 0 , 5

+ 0 , 5

0,117 м

0,179 м

0,033

0,092

0,035 м

0,059

+ 1 1 , 7 мк

17,9

мк

3,3

мк

9,2 мк

1:20 000

1:12 000

П р и м е ч а н и е . И с к а ж е н и я

координат х

ч у

числителе даны

на местности,

знаменателе

— в

микрометрах

в м а : ш т а б е

снимка,

и с к а ж е н и я

высот — в числителе

на местности,

в знаменателе

в долях

высоты

фотографирования .

<<< < Предыдущая 12 / 192 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
22.10.202311.87 Mб5Соколов, В. Л. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений учебник.pdf
#
21.10.20239.29 Mб6Соколов, В. С. Механизация складских работ.pdf
#
19.10.20233.27 Mб5Соколов, Н. И. Годы, люди, катера страницы истории Костромского судомеханического завода.pdf
#
20.10.20238.3 Mб21Соколов, О. А. Видимость под водой.pdf
#
19.10.20236.37 Mб6Соколов, Ф. Г. Расчистка полосы отвода железной дороги.pdf
#
23.10.20238.29 Mб1Соколова Н.А. Технология крупномасштабных аэротопографических съемок.pdf
#
25.10.202317.11 Mб6Соколовский Б.С. Деревянные конструкции в строительстве.pdf
#
29.10.20231.52 Mб3Соколовский Г.З. Гидросистемы тракторов и комбайна СК-3.pdf
#
19.10.20233.78 Mб7Соловейчик, Р. Э. Программирование на АЛГОЛ-60 учеб. пособие.pdf
#
24.10.20239.95 Mб13Соловьев А.И. Проектирование механизмов приборов и аппаратов.pdf
#
29.10.20238.64 Mб9Соловьев Б.В. Черная металлургия Англии (основные тенденции развития).pdf