книги из ГПНТБ / Бугаец Е.А. Фотограмметрия в горном деле

Несколько выше станины прибора на вертикальных стойках

находится неподвижная горизонтальная ось, на которой смон­ тирован экран 5, размером 100 X 100 или 60 X Ю0 см.

По стойкам 3 перемещаются две пары кареток. Каретки 6 несут штангу, на которой размещается объектив 7.

В ФТБ используется объектив с фокусным расстоянием 180 мм, светосилой 1 : 6,3 и ирисовой диафрагмой, действующе©

отверстие которой может изменяться до 1 : 12,5. Перед объекти­

прибора имеются два ножных диска, Левый диск 16 взаимодействует с каретками 6 и 8 и служит для изменения масштаба

трансформируемого изображения на экране, правый — 17 используется для придания наклона экрану.

Диск 16 связан с червячными винтами, при вращении кото­

рых производится перемещение объектива вдоль вертикальных стоек. Одновременно он связан с рычажно-угловыми приспособ­ лениями — инверсорами 18 ,* которые в свою очередь передви­ гают вдоль вертикальных стоек аэронегатив. Совместное пере­ движение объектива и негатива обеспечивает выполнение основной формулы оптики.

Расстояние от объектива до горизонтальной оси вращения экрана и от объектива до горизонтальной оси вращения нега­

89

Второе оптическое условие выполняется в трансформаторе при помощи перспективного инверсора 19.

Перспективный инверсор связан с экраном и негативом. Поэтому, когда диском 17 придается наклон экрану, автомати­

чески на соответствующий угол наклоняется и аэронегатив, чем и достигается выполнение второго оптического условия транс­

формирования. ,

Для проектирования изображения негатива на экран в ФТБ используется рефлектор эллипсоидальной формы. В одном из

фокусов этого рефлектора размещается мощная ртутная лампа, лучи которой после отражения от внутренней зеркальной по­

верхности рефлектора собираются во втором его фокусе, совпа­ дающем с задней узловой точкой объектива. Этим самым обес­

печивается наибольшая яркость изображения на экране.

занимает относительно объектива всегда неизменное положе­ ние.

Для равномерности освещения негатива последний покры­

вается или матовым стеклом, или целлофановой шторкой.

На левой направляющей стойке укреплена вилка для вклю­ чения ртутной лампы в электросеть и зуммер, сигнализирующей о предельных положениях частей фототрансформатора.

Трансформирование аэрофотоснимков по точкам на фототрансформаторах

Техника трансформирования снимков слабо всхолмленной (равнинной) местности отличается от трансформирования снимков горной местности.

Рассмотрим трансформирование снимков равнинной местно­ сти.

Подготовка к трансформированию сводится к изготовлению трансформационных восковок (или опорных планшетиков), подготовке аэронегативов и определению толщины подложки ’ с целью исключения влияния деформации фотобумаги.

Как известно, в результате редуцирования фототриангуляционной сети получается так называемый планшет подготовки с нанесенными на нем трансформационными точками и верши­ нами направлений фототриангуляционной сети. Обычно размеры

этого планшета настолько велики, что он не помещается на

экране трансформатора. Поэтому приходится для каждого аэро­ негатива изготовлять трансформационные восковки.

Для этой цели на планшете подготовки намечают каранда­

90

Вершинами этих фигур являются крайние трансформационные точки данного негатива.

После определения фигур трансформирования они перека­ лываются с планшета на листы восковок. Наколы заливаются

тушью и обводятся кружком диаметром 2 мм.

Иногда эти восковки являются промежуточным материалом и используются для переноса наколотых точек на плотную чер­ тежную бумагу (опорные планшетики). Точки на плашпетиках оформляются так же, как и на трансформационных восковках.

Подготовка аэронегативов для трансформирования сводится к расширению диаметра точек, вошедших в трансформацион­

ные восковки или в опорные планшетики.

Это позволит в процессе трансформирования аэронегативов спроектировать на экран трансформационные точки в виде рез­ ких, хорошо видимых точек.

Подготовка аэронегативов выполняется на монтажных сто­ лах на просвет. Чтобы наколы были тонкими и круглыми, под аэронегатив подкладывается лист прозрачного целлулоида.

Для непосредственного трансформирования снимают кассету трансформатора и закладывают в нее аэронегатив эмульсией к объективу. При этом совмещают главную точку аэронегатива

с точкой, нанесенной в центре плоско-параллельного стекла кас­ сеты. Для выравнивания негатива его накрывают стеклом.

После установки негатива кассета закладывается в транс­ форматор.

Чтобы учесть деформацию фотобумаги, которая произойдет после проявления и промывки отпечатка, на экран трансформа­ тора помещается специально подготовленная картонная под­ ложка. Толщина подложки определяется по формуле:

a = dk,

где k — коэффициент деформации;

d—расстояние от узловой точки объектива до плоскости

экрана.

Коэффициент деформации для каждого сорта бумаги опре­ деляется путем экспонирования измерительной решетки и срав­

нения размеров оригинала с отпечатком.

На подложку в свою очередь кладется опорный планшетик (или трансформационная восковка), который накрывается

покровным стеклом.

Экран трансформатора ножным диском приводится в гори­

зонтальное положение.

После включения в электросеть ртутной лампы трансформа­ ционные точки негатива проектируются на опорный планшетик в виде четких, светлых точек. Соответствующие им точки опор­ ного планшетика видны черными.

Совмещение светлых и черных точек на опорном планшетике производится изменением масштаба изображения, наклоном

91

экрана, введением той или иной децентрации аэронегатива и

перемещением опорного планшетика по экрану/

Порядок совмещения точек у различных трансформаторов осуществляется по-разному.

Максимальное несовмещение точек допускается не более 0,3 мм для опознаков и 0,4 мм для фототриангуляционных то­ чек.

После совмещения точек экран закрепляется, опорный планшетик и подложка убираются с экрана. Вместо них на экран

под покровное стекло укладывается фотобумага. Чтобы не за­ светить фотобумагу, объектив трансформатора предварительно закрывается оранжевым светофильтром.

Экспонирование фотобумаги производится путем .открытия объектива на заранее рассчитанное время.

После экспонирования фотобумага подвергается обычной фо­ тографической обработке.

В результате экспонирования, фотообработки и сушки полу­ чаются контактные отпечатки с хорошо проработанными дета­ лями и одинакового тона, которые в дальнейшем и использу­ ются для изготовления фотопланов.

§ 24. МОНТАЖ ФОТОПЛАНА РАВНИННОЙ МЕСТНОСТИ

Для монтажа фотоплана используют планшет, на котором нанесены трансформационные точки в заданном масштабе.

Перед монтажом трансформированные отпечатки просматри­ ваются. Снимки со следами пальцев, полосами, пятнами, плохо

отфиксированные и резко отличающиеся по фототону от других,, бракуются и переделываются.

На отобранных отпечатках пуансоном пробиваются транс­ формационные точки и центры аэрофотоснимков.

Монтаж фотоплана может быть произведен помаршрутно,. т. е. вначале монтируется один, например северный, маршрут,

затем к нему присоединяется смежный и т. д.

Для монтажа первого маршрута крайний отпечаток накла­ дывают на основу так, чтобы в центрах пробитых отверстий бы­ ли видны трансформационные точки. Затем к нему присоеди­ няют следующий отпечаток, который укладывают на основу по своим трансформационным точкам и т. д.

Смонтированные снимки прижимают к основе грузиками. Перед обрезкой лишних частей снимков проводится предва­

рительный контроль расхождения по контурам. Для этой цели

на паре взаимно перекрывающих снимков примерно по линии будущего пореза намечаются резкие, отчетливо видимые кон­ турные точки. Затем эти точки перекалываются иглой на ниж­ ний снимок. Отклонения наколов на нижнем снимке от фото­ графических изображений этих же точек не должны превышать

0,7 мм. Если расхождения будут выше указанной величины,

92

следует развернуть снимки в своей плоскости так, чтобы свести расхождения контуров до минимального размера. Однако при этом развороте трансформационные точки не должны выходить за пределы пуансонного отверстия.

После укладки и контроля первого маршрута его обрезают.

Обрезка производится остро отточенным ножом. Порезы дела­

ются извилистой линией с отступлением от средней линии про­ дольного перекрытия двух соседних снимков не более чем на

1 см.

Обрезки убираются и в дальнейшем используются для конт­ роля фотоплана.

Наклейка обрезанных снимков на основу производится аце­ тоновым клеем, который, являясь безводным, незначительно де­ формирует отпечатки и бумагу основы.

Наклеенные снимки покрываются стеклом и прижимаются

•грузиками. В таком состоянии снимки удерживаются до пол­

ного высыхания.

После монтажа первого маршрута точно таким же образом

монтируется второй. Соединение двух маршрутов производится по общим для двух маршрутов трансформационным точкам.

Схождение контуров проверяется в этом случае как по про­ дольному перекрытию второго маршрута, так и по поперечному

перекрытию обоих маршрутов.

После контроля производится обрезка снимков сначала в зоне поперечного, а затем в зоне продольного перекрытий и наклейка их на основу.

Подобным образом монтируются и все остальные маршру­ ты, входящие в фотоплан.

Смонтированный фотоплан обрезается по рамкам и оформ­ ляется (вычерчивается координатная сетка, подписываются но­ менклатура, линейный и численный масштабы, сечение рель­ ефа, приводится схема рамок и диагоналей фотоплана с указа­ нием их размеров и т. д.).

Существует также другой способ монтажа фотоплана: на основу укладывается вначале один маршрут (желательно север­ ный), к нему присоединяется соседний и все остальные. Перед

обрезкой производится контроль контуров и увязка всех аэро­ снимков. В результате этого точность смонтированных таким образом фотопланов превышает точность фотопланов, смонти­

рованных помаршрутно.

Помаршрутный способ монтирования более производителен и прост по технике исполнения, а поэтому он применяется тогда, когда сроки монтажа фотоплана ограничены.

Контроль фотоплана производится по трансформационным точкам, пунктам триангуляции и полигонометрии, линиям по­ реза и сводкам со смежными фотопланами.

Контроль по двум первым элементам предусматривает опре­ деление величин несовпадения трансформационных точек, пунк­

93

триангуляции и полигонометрии 0,8 мм.

Техника контроля фотоплана по линии пореза не отличается от списанной ранее техники контроля площадной фотосхемы из контактных отпечатков.

Максимальные расхождения по контурам не должны превы­ шать 0,7 мм.

Контроль по сводкам со смежными фотопланами выпол­ няется аналогично контролю фотоплана по порезам. Расхожде­ ния по сводкам не должны превышать 1 мм.

Одновременно с перечисленными выше пунктами контроля на фотоплане проверяются размеры рамок и сетки координат.

Этот контроль выполняется при помощи контрольной линей­

ки или штангенциркуля.

При выявлении недопустимых величин по одному из пунктов контроля фотоплан переделывается, и обнаруженный дефект устраняется.

§ 25. ТОПОГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ КОНТУРНО­ КОМБИНИРОВАННОМ МЕТОДЕ СОЗДАНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЫ

Полученный в результате камеральных фотограмметрических

работ фотоплан еще не может быть использован для изготов­ ления топографической карты из-за отсутствия на нем рельефа

местности. Для решения этой задачи, а также с целью дешиф­

рирования и плановой привязки аэрофотоснимков, создания вы­ сотного обоснования, обеспечивающего рисовку рельефа, в тех­ нологическую схему контурно-комбинированного метода вклю­ чены топогеодезические работы.

Остановимся коротко на каждом этом виде работ.

Дешифрирование аэрофотоснимков — процесс, в результате

которого раскрывается содержание элементов местности, изо­

бразившихся на аэрофотоснимке.

Аэрофотоснимок отображает значительное число объектов,

подлежащих нанесению на топографическую карту. Однако

часть очень важных объектов (колодцы, линии связи, мосты и

т. д.) не получается на снимке, а другая часть объектов, хотя и фиксируется на аэрофотоснимке, но не получает должной ха­ рактеристики. Так, например, по изобразившейся на аэрофото­ снимке дороге еще нельзя сказать, является ли эта дорога шос­ сейной, улучшенной грунтовой, проселочной или какой-либо другой, по изображению реки нельзя определить скорость ее те­ чения и название, невозможно по аэрофотоснимку установить возрастной состав леса, название населенного пункта и коли­ чество жителей в нем, характер зданий и ряд других данных-

94

В связи с этим и возникает необходимость полевого обследова­ ния местности.

Так как в задачу этого обследования входит лишь раскры­ тие характера объектов, которые необходимо наносить на топо­ графическую карту, то такое дешифрирование носит название топографического.

Перед выходом в поле местность тщательно изучается по ли­

тературным источникам, намечаются маршруты полевого об­ следования с обязательным включением всех населенных пунк­ тов и других важных объектов, подлежащих дешифрированию.

Полевые работы сводятся к раскрытию характера того или иного объекта, сбору различного рода наименований (рек, озер, населенных пунктов, железнодорожных станций и т. д.), нане­ сению границ отдешифрированного контура (например, границу леса) и нанесению объектов, не изобразившихся на аэрофото­ снимке, но которые необходимо нанести на топографическую

карту.

Все отдешифрированные контуры вычерчиваются карандашом на аэрофотоснимке соответствующими условными топографиче­

скими знаками, около них подписываются необходимые наиме­ нования, указывается скорость течения рек, высота мостов и их

грузопроходимость и т. д.

На базе все карандашные подписи и топознаки закрепляются тушью. В дальнейшем каждый отдешифрированный элемент си­ туации наносится на фотоплан и также вычерчивается тушью.

Наряду с полевым дешифрированием в производстве исполь­ зуется дешифрирование камеральное, когда содержание аэро­

фотоснимков раскрывается путем тщательного их изучения при помощи простейших стереоскопических приборов. Большое зна­ чение при этом играют демаскирующие признаки, которые об­ легчают задачу дешифрирования. К этим признакам следует отнести форму, размеры, высоту и цвет дешифрируемого объекта.

Эти признаки являются прямыми, так как они непосред­ ственно указывают на характер предмета. Не меньшее значение при дешифрировании имеют косвенные признаки, т. е. при­

знаки, по которым можно судить о характере дешифрируемого объекта, хотя они непосредственно к самому предмету не от­ носятся. Косвенные признаки являются результатом взаимной связи явлений и предметов в природе. В самом деле, если дорога

пересекает реку при отсутствии моста, это говорит о наличии

в данном месте реки брода, вспененная вода, изображаемая на

черном фоне реки белыми языками, свидетельствует о наличии

порога, многочисленные тропы, сходящиеся в одной точке, на­

селенного пункта, указывают на наличие колодца и т. д.

Камеральное дешифрирование выполняется с целью умень­

шения объема полевых работ. Однако оно не может полностью заменить полевое дешифрирование, так как есть данные (ско­ рость течения реки, глубина брода и т. д.), которые можно полу­

95

чить только при полевом обследовании. Большая точность до­

стигается путем сочетания обоих видов дешифрирования.

С целью геологического картирования и поисков месторож­ дений полезных ископаемых производится геологическое дешиф­ рирование, т. е. раскрытие содержания аэрофотоснимков с точки зрения геологического строения земной поверхности, изобра­ женной на этих аэрофотоснимках. Рассмотрим кратко содержа­ ние геологического дешифрирования.

Преобразования рельефа земной поверхности зависят от тектонических движений, физико-геологических условий (кли­ мата и растительности), литологии и условий залегания пород, на которых рельеф развивается. Поэтому, зная эту зависимость,

можно посредством рельефа (основных его геометрических

форм), растительности, цвета пород, форм обнажений, харак­ тера проявления денудационных процессов судить о геологиче­

ском строении земной поверхности, а в конечном итоге произ­ водить ее геологическое картирование.

Степень дешифрируемости аэрофотоснимка прежде всего за­ висит от геологической подготовки производителя работ и зна­ ния им дешифровочных признаков тех или иных объектов, выраженных на снимке, фотографического качества снимка, об­ наженности района, расчлененности рельефа, большей или мень­ шей геоморфологической выразительности местности, густоты

иразнообразия растительного покрова.

Всоответствии с последними условиями различают: а) хо­

рошую, б) удовлетворительную, в) слабую и г) неудовлетво­

рительную (нулевую) дешифрируемость аэрофотоснимков.

К районам с хорошей дешифрируемостью следует отнести горные малозалесенные области с хорошей обнаженностью и не­ значительным покровом четвертичных осадков. Районы, покры­ тые примерно на 50% лесным покровом и рыхлыми отложения­

ми, будут, как правило, отличаться удовлетворительной геоло­ гической дешифрируемостью. Если залесенность и закрытость района рыхлыми отложениями возрастает до 75%, то следует

ожидать слабую геологическую дешифрируемость аэрофотосним­

ков данного района.

Для геологических целей выполняется плановая аэрофото­ съемка, а наиболее интересные районы с точки зрения геоло­

гического строения покрываются перспективными снимками..

Последние, по сравнению с плановыми аэрофотоснимками, яв­

ляются более наглядными, а поэтому они дают больше мате­ риала для выяснения геологического строения района съемки.

С целью увеличения экономического эффекта не следует про­ изводить съемку специально для геологических целей. Там, где это возможно, необходимо пользоваться материалами аэрофо­ тосъемки, выполненной для картографических целей. К таким материалам можно отнести контактные отпечатки, фотосхемы и фотопланы.

96

Геологическое дешифрирование выполняется как в поле, так

и в камеральных условиях. Основным ключом для камерального

дешифрирования так же, как и для топографического, явля­ ются прямые и косвенные демаскирующие признаки (рельеф, растительность, цвет породы или ее элювия).

Плановая привязка аэрофотоснимков сводится к определе­ нию плановых координат ряда точек местности, опознанных на аэрофотоснимках. Эти точки (опознаки) используются для ре­ дуцирования фототриангуляционных сетей и монтажа фотоплана.

Допустимое число аэрофотоснимков п между опорными пла­ новыми точками может быть определено по формуле (66).

Расстояние L между опорными плановыми точками найдется из выражения:

Полевым работам по привязке аэрофотоснимков предшест­ вует составление проекта привязки. Проектирование ведется по накидному монтажу аэрофотоснимков.

Исходя из вычисленного расстояния между опознаками, по накидному монтажу намечаются точки, подлежащие привязке. В качестве опознаков берутся характерные точки местности, ко­

торые могут быть достоверно опознаны в поле (углы пашен, пересечения дорог, отдельно стоящие деревья или кусты и т. д.).

По возможности опознаки намечают посередине поперечного перекрытия двух смежных маршрутов и в зонах тройного про­ дольного перекрытия соседних снимков маршрута. В этом слу­ чае запроектированные опознаки будут надежно засекаться с трех центральных точек аэрофотоснимков при развитии пло­ скостной фототриангуляции и обслуживать при редуцировании и монтаже сразу два маршрута.

Не следует намечать опознаки вблизи линий, соединяющих центральные точки аэрофотоснимков, так как в этом случае их будет трудно включить в фототриангуляционную сеть.

При составлении проекта надо также учитывать возможность геодезического определения плановых координат и не наме­

чать точки, расположенные в оврагах, среди деревьев и кустар­ ников, в дельтах рек и ручьев, в болоте, на зданиях, на верши­ нах деревьев и т. д.

Все запроектированные точки, а также опорные геодезиче­ ские точки наносятся на репродукцию с накидного монтажа и вычерчиваются в общепринятых обозначениях.

Проект привязки является основным руководящим докумен­ том при проведении полевых работ.

Полевые работы при привязке аэрофотоснимков сводятся к: 1) опознанию на местности запроектированных точек, на­ колке их на аэрофотоснимке и зарисовке абриса опознана;

рисовка абриса выполняется на обратной стороне аэрофото­

снимка;

2)закреплению на местности опознаков;

3)геодезическим работам по определению плановых коорди­ нат опознаков.

Опознавание точки на местности выполняется путем отож­ дествления контуров, изобразившихся на снимке, с этими же контурами на местности.

Достоверно опознанная точка накалывается на аэрофото­ снимке. На обратной стороне накол обводится кружком, около

него рисуется абрис и записывается порядковый номер.

На местности опознак закрепляется колом, на который при выполнении геодезических работ будет выставляться веха.

В практике полевых работ могут быть применены самые раз­ нообразные способы определения плановых координат. Однако рекомендуется в условиях открытой или полузакрытой местно­ сти выполнять привязку путем развития аналитических сетей

(сети малой триангуляции) или графических сетей (геометри­ ческие сети), в условиях залесенной местности следует приме­ нять прокладку теодолитных или тахеометрических ходов.

При аналитической привязке опознаков применяется теодо­ лит 30" точности, при графической •— мензула и кипрегель.

Приемы геодезических работ в данном случае не отличаются от аналогичных геодезических измерений, описанных подробно в курсах геодезии.

Рисовка рельефа на фотоплане имеет несколько специфи­

ческих особенностей в отличие от рисовки рельефа на мензуле. Эти особенности заключаются в том, что на фотоплане за­ фиксирована ситуация местности и основные контуры рельефа, например бровки оврагов, линии водотоков, промоины и т. д.

Врезультате этого процесс рисовки рельефа значительно

точек, равномерно распределенных по всему фотоплану. Так,

фотоплану.

В том случае, если высотных точек мало, возникает необхо­ димость сгущения высотного обоснования. Основным способом такого сгущения при контурно-комбинированной съемке яв­ ляется прокладка высотных мензульных ходов между опорными высотными пунктами (реперами, марками и т. д.).

В качестве высотных точек выбираются контурные точки фо­ топлана, легко опознаваемые на местности. Расстояния между ними снимаются с фотоплана, а не измеряются по дальномеру. Если точку хода опознать не удается, то для определения ее планового положения применяется ряд других приемов (на-

98