книги из ГПНТБ / Бугаец Е.А. Фотограмметрия в горном деле
.pdfОНЗй»пляр
-Л!!^э«ла
Е. А. БУГАЕЦ
ФОТОГРАММЕТРИЯ В ГОРНОМ ДЕЛЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ
МОСКВА • 1960
АННОТАЦИЯ
В книге изложены основы одного из наиболее про грессивных методов съемки земной поверхности — фо тограмметрии и рассматриваются возможности и пер спективы его применения в горном деле.
Описываются способы производства воздушной и наземной фотограмметрической съемки, камеральная обработка снимков, применяемые приборы для поле вых и камеральных работ.
Приводимые сведения излагаются в объеме, необхо димом для маркшейдера-производственника, с учетом специфики маркшейдерских работ.
Книга рассчитана на инженерно-технических работ ников предприятий, разрабатывающих месторождения полезных ископаемых. Так как построение книги соот ветствует программе курса «Фотограмметрия», прохо димого в горных вузах, она может быть использована в качестве пособия студентами и преподавателями маркшейдерской специальности горных вузов и технику мов.
*6£ ЛИЧНАЯ *7
ПРЕДИСЛОВИЕ
За последние 10 лет аэрофотосъемка все шире используется;
для картографирования обширных территорий многих угольных,
бассейнов (Донецкого, Подмосковного, Кузнецкого и др.), а так же территорий крупных рудных месторождений. Наземная стереофотограмметрическая съемка в крупных масштабах находит
широкое применение для картографирования открытых разрабо ток, а также при изысканиях, связанных с проведением геолого разведочных работ, проектированием и строительством горно рудных предприятий цветных металлов в горных и высокогорных
районах нашей страны.
Фотограмметрия в горном деле применяется в основном:
а) для съемок крупного масштаба земной поверхности тер риторий шахт и районов геологоразведочных работ;
б) для съемок открытых горных разработок.
Работы первой группы проводятся в широких масштабах Союзмаркштрестом с целью картографирования обширных тер риторий угольных и рудных месторождений.
В связи с этим в данном руководстве рассматриваются основ ные методы создания топографических карт: контурно-комбини рованная и воздушная стереофотограмметрическая съемки.
Работы второй группы в настоящее время все шире приме няются на карьерах, добывающих различные полезные ископае
мые.
Исследования последних лет по применению наземной стерео-
фотограмметрической съемки карьеров (Р. Р. Синаняна, Н. В. Сивохиной, С. А. Филатова, И. Я. Рейзенкинда и др.) по казали, что наземная стереосъемка имеет большую перспективу развития.
Поэтому в данном руководстве рассматривается теория на
земной стереофотограмметрической съемки, приборы для поле вых и камеральных работ, а также технологические схемы соз
дания крупномасштабных планов для горногеологических работ. При составлении работы автор учитывал не только запросы производственников, но и студентов горных институтов и техни
3
кумов, для которых до настоящего времени еще нет учебников по курсу «Фотограмметрия».
Поэтому автор старался по возможности придерживаться программы данного курса с тем, чтобы настоящая книга могла быть также использована в качестве пособия студентами и пре подавательским составом горных институтов и факультетов.
Автор приносит свою глубокую признательность доценту Московского горного института Б. Д. Федорову и сотрудникам Кафедры маркшейдерского дела ВЗПИ (Всесоюзный заочный политехнический институт), просмотревшим рукопись и давшим ценные замечания и советы по улучшению ее содержания.
ГЛАВА I
ВОЗДУШНАЯ СЪЕМКА И ЕЕ ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ
БАЗА
§ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЭРОФОТОСЪЕМКИ И ЕЕ ВИДЫ
Аэрофотосъемка есть комплекс летных, фотографических, гео дезических и фотограмметрических работ, в результате которых могут создаваться фотосхемы (без характеристики рельефа) »
фотопланы (с рельефом местности). На базе, последних создают ся топографические карты.
Втом случае, если рельеф местности наносится на фотоплат?
вполе обычными топографическими приемами, аэросъемка назы вается контурно-комбинированной. Если же рельеф местности
рисуется в камеральных условиях при помощи специальных стереофотограмметрических приборов, то аэросъемка называется.
стереофотограмметрической.
Фотографирование местности может быть произведено при различных положениях оптической оси аэрофотоаппарата (АФА) относительно вертикали. В соответствии с этим различают пла
новую, перспективную и планово-перспективную съемки.
Для характеристики каждого вида съемки воспользуемся следующей формулой:
|
а = а0 -j- Да, |
|
(1) |
где а—фактический |
угол отклонения |
оптической |
оси АФА |
от вертикали; |
|
|
|
а0 — заданный угол наклона оси; |
|
изменения |
|
Да — случайные |
отклонения оси АФА за счет |
||
режима горизонтального полета |
самолета. |
|
Если при съемке принимается отвесное положение оптической оси АФА, т. е. а0 = 0, а случайные отклонения оси не превосхо дят 2—3°, съемка называется плановой.
При отсутствии случайных колебаний (Аа = 0) аэрофото съемка была бы вертикальной. Но при современном состоянии
техники еще не удается полностью уничтожить колебания опти ческой оси АФА в процессе фотографирования местности.
В настоящее время в аэрофотосъемке нашла широкое приме нение гироскопическая аэрофотоустановка, разработанная проф.
М. Д. Коншиным. При фотографировании местности АФА уста
навливается в самолете при помощи такой установки. Устройство ■аэрофотоустановки позволяет с большой точностью сохранять
отвесное положение оптической оси АФА при значительных уг лах наклона самолета, которые появляются в полете. Примене ние гироскопических стабилизирующих установок позволило уменьшить случайные углы наклона оптической оси АФА до 10— 15' (предельное значение — 40').
'Если при съемке положение оптической оси АФА задается
наклонным в пределах от 0 до 90°, т. е. ао=И=0, а случайные коле
бания оси АФА также не будут превосходить 2—3°, то такая
съемка называется перспективной.
Плановая и перспективная съемки могут выполняться одно временно. Такая съемка будет называться планово-перспектив ной.
В настоящее время для картографических целей наибольшее распространение имеет плановая съемка. Два других вида съем ки применяют очень редко для решения специальных задач, а именно: для ледовой разведки с целью вывода каравана судов к месту назначения, для геологической разведки с целью уточне ния того или иного объекта и т. п.
Фотографирование местности с самолета производится с та ким расчетом, чтобы каждый последующий снимок перекрывал
на определенную величину |
изображение предыдущего .снимка |
;в маршруте (рис. 1). Это |
перекрытие называется продольным |
и обозначается через qx.
По взаимосвязи снимков друг с другом можно различать
/маршрутную и площадную съемки.
Фотографирование какой-либо полосы местности называется
.маршрутной съемкой. Полоса местности может быть прямоли
нейной или криволинейной.
Фотоснимки, полученные при маршрутной съемке, связаны
друг с другом продольным перекрытием. По современным ин
струкциям оно задается равным 60% с максимальными уклоне ниями в меньшую сторону на 4%.
Маршрутная съемка может быть использована для фотогра
фирования рек, береговых линий океанов, морей и других водо емов, будущих трасс железных и шоссейных дорог, высоковольт ных линий и т. п.
Наиболее широкое применение в настоящее время находит
площадная съемка, т. е. съемка крупных площадей земной по верхности. Для этой цели прокладывается ряд параллельных маршрутов, отстоящих друг от друга на определенном расстоя нии, и по этим маршрутам производится съемка местности.
/6
7
При площадной съемке снимки связаны не только продоль ным, но и поперечным перекрытием, т. е. перекрытием между
изображениями смежных снимков соседних маршрутов (рис. 2).
Поперечное перекрытие обозначается через qy и при плано вой съемке задается равным 30%.
Площадная съемка используется главным образом для кар тографических целей.
Аэрофотосъемка может выполняться в различных мас штабах.
Масштаб вертикальной съемки для плоской местности опре деляется формулой:
где /к — фокусное расстояние АФА;
Ну — высота полета самолета при фотосъемке;
Из формулы (2) видно, что чем больше высота полета са молета, тем меньше масштаб съемки и, наоборот, чем больше фокусное расстояние АФА, тем крупнее масштаб съемки.
Аэрофотосъемку принято подразделять на мелко-, средне- и крупномасштабную. К мелкомасштабной съемке относятся мас
штабы от 1:30 000 до |
1:80 000, к |
среднемасштабной — от |
||||
1:30 000 до |
1:10 000 и |
к |
крупномасштабной — от |
10000 и |
||
крупнее. |
|
фотографирования 1 |
следует отличать |
сдаточ |
||
От масштаба |
||||||
ный масштаб, |
т. |
е. такой, |
в |
котором |
предполагается получить |
конечную продукцию (например, фотоплан).
Каждому сдаточному масштабу соответствует определенный масштаб фотографирования.
В |
табл. |
1 |
показана зависимость |
сдаточного |
масштаба |
от |
||
масштаба |
фотографирования. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Сдаточный масштаб |
|
Масштаб фотографирования |
|
||||
|
|
1:5 000 |
|
|
1:10 000 и |
крупнее |
|
|
|
|
1:10 000 |
|
Около 1:15 000 |
|
|||
|
|
1:25 000 |
|
1 :20 000-1:30 000 |
|
|||
|
|
1:50 000 |
|
1: 30 000-1 :45 000 |
|
|||
|
|
1:100 000 |
|
1:55 ООО—1 :75 000 |
|
|||
В |
отличие |
от |
вертикальной |
съемки, масштабы плановой |
||||
и перспективной |
съемок зависят |
от |
величины |
фокусного |
рас |
стояния АФА, высоты полета самолета, угла а наклона оптиче-
Масштаб фотографирования называется также съемочным масштабом.
8