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

6) изготовление топографической карты.

Вторая технологическая схема используется в том случае, если имеется необходимость изготовления карты в сжатые сроки.

Контурно-комбинированный метод применяется в производ­ стве в тех случаях, когда стереофотограмметрическая съемка необеспечивает требуемой точности изготовления топографической карты, в частности при крупномасштабной съемке равнинных районов.

Остановимся на основных процессах изготовления топогра­ фической карты по первой технологической схеме.

Плановая аэрофотосъемка при контурно-комбинированном

методе выполняется топографическими АФА с размером аэро­ фотоснимков 18X18 сж.

Фокусное расстояние АФА выбирается в зависимости от рельефа снимаемой местности, а масштаб фотографирования — в соответствии с табл. 1.

Производство летно-съемочных работ описано в гл. II.

По материалам аэрофотосъемки в фотолаборатории изготов­ ляются контактные отпечатки, которые и используются для соз­ дания фотопланов или фотосхем.

§20. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОТОСХЕМ

Врезультате фотографирования местности получается серия' аэрофотоснимков примерно одного и того же масштаба. Еслиэти снимки соединить в одно целое, т. е. составить фотосхему,,

то они будут охватывать всю сфотографированную местность. В этом случае по ним уже можно решать ряд технических за­

дач: выполнять первоначальное проектирование горнорудных

предприятий, производить геологическое дешифрирование мест­

ности, а следовательно, и поиски месторождений полезных иско­ паемых и т. д.

Фотосхемы могут быть составлены прямо из контактных от­ печатков, т. е. снимков, полученных с аэронегативов без изме­ нения масштаба. Так как аэронегативы обычно имеют искаже­ ния за рельеф местности, за наклон АФА относительно верти­ кали и колебаний высоты съемки, то и фотосхема из контактных

отпечатков будет включать в себя все эти искажения. Более того, к ним добавятся ошибки самого соединения (монтажа) снимков, т. е. установки снимков относительно друг друга, об­ резки и наклеивания снимков.

Перед монтажом можно снимки привести к одному наперед...

заданному масштабу. Фотосхемы, полученные из этих снимков,,

будут называться приведенными.

Фотосхемы могут быть составлены для отдельных маршруток съемки или для всего аэросъемочного участка. Первые фотосхемы называются маршрутными, вторые — площадными.

69-

Если при монтаже снимки не опираются на точки планового обоснования, а соединяются друг с другом только лишь по од­

ноименным точкам ситуации в зонах перекрытия, то такие фо­

тосхемы называются свободными.

Фотосхемы, опирающиеся на каркас из сравнительно неболь­ шого числа плановых точек, определенных в поле обычными теодезическими методами или снятых с карт крупного масшта-

ба, называются каркасными.

Изготовление фотосхемы из контактных отпечатков может

этому данный способ и получил название способа концентриче­ ской увязки.

Фотосхемы, смонтированные по способу концентрической

■увязки, обладают более высокой точностью, чем фотосхемы, соз­ данные способом маршрутной увязки. Однако, когда точности предпочитают быстроту получения фотосхемы, применяется спо­ соб маршрутной увязки как наиболее производительный.

Техника создания площадной фотосхемы способом маршрут­

ной увязки сводится к следующему.

На основе (фанере или картоне) монтируется средний мар­ шрут. При соединении соседних снимков добиваются, чтобы па­ ра одноименных точек (например, а), расположенная примерно

вцентре двойного перекрытия, точно совпадала друг с другом,

аостальные точки (например, b и Ь', с и с') расходилисьбы только на величину разномасштабное™ снимков (рис. 28).

Смонтированный таким образом маршрут прижимается к ос­ нове специальными грузиками.

Затем, пользуясь поперечным перекрытием между соседними маршрутами и продольным перекрытием нового маршрута, к смонтированному маршруту присоединяют верхний и нижний

маршруты.

70

После монтажа всех маршрутов они подготовляются для об­ резки.

Для этой цели средний маршрут освобождается от снимков соседних маршрутов. Они загибаются вверх и прижимаются грузиками к основе, причем так, что их взаимосвязь по про­ дольным перекрытиям не нарушается.

После этого снимки освобожденного маршрута попарно об­

резаются. Обрезка производится скальпелем примерно посере­ дине продольного перекрытия. Чтобы при обрезке смонтиро­ ванные снимки не сдвинулись, на них накладывается дополни­ тельный груз. Кроме того, в момент обрезки их крепко прижи­ мают рукой к основе непосредственно около линии обреза.

Линия обреза может быть зигзагообразной, криволинейной и комбинированной. Наибольшее применение имеет комбиниро­

ванная линия.

По возможности линия обреза должна проходить по местам наилучшей сходимости контуров, по однотонным местам и не совпадать с линейными ориентирами (дорогами, реками и т. д.),

что повысит качество фотосхемы.

После обрезки всех снимков среднего маршрута, к нему вновь прижимаются грузиками снимки верхнего смежного маршрута и производится вначале совместная обрезка двух со­

седних маршрутов посередине поперечного перекрытия, а затем

верхнего маршрута по продольным перекрытиям. При этом тре­ бования к линии обреза остаются прежними.

Далее таким же образом поступают с нижним соседним маршрутом и всеми остальными.

Обрезанные снимки затем плотно приклеиваются к основе

ацетоновым клеем.

Для нанесения границы фотосхемы (рамки трапеции) поль­ зуются картой, по которой определяют углы рамки трапеции и опознают их на фотосхеме. Если на фотосхеме невозможно опо­

знать точки, определяющие границы фотосхемы (например,

в том случае, когда углы находятся в безориентирной местно­

сти— поле, болото и т. д.), то их получают путем засечки из хорошо опознаваемых контуров на карте и фотосхеме.

Граница фотосхемы вычерчивается черной тушью, а затем,

отступив от нее наружу на 0,5—1 см, производят обрезку фо­ тосхемы по металлической линейке.

Изготовленная фотосхема должна быть проконтролирована по обрезкам аэроснимков, полученных при монтаже фотосхемы.

Для выполнения контрольных замеров обрезок снимка тща­ тельно присоединяют к соответствующей линии пореза, вдоль

которой выбирают примерно через 2—3 см наиболее отчетливые

контуры. Затем отмеченные на обрезке снимка точки прока­ лывают тонкой иглой так, чтобы они перешли на фотосхему.

Расстояния между наколами и их фотографическими изобра­ жениями на фотосхеме измеряют при помощи линейки.

71

Результаты заносят в заранее заготовленный корректурный, или, как его еще называют, контрольный лист. Последний пред­ ставляет собой схему всех порезов фотосхемы с примерным

сохранением их конфигурации. Места, в которых производятся контрольные промеры, отмечаются на порезах черточками, и около них подписываются величины расхождений контуров.

Допустимой величиной расхождения контуров вдоль линий порезов считают 1 см. Те части фотосхемы, в которых расхожде­

ния превышают допустимую величину, перемонтируют, т. е. в фотосхему производят вставку нового участка аэрофотоснимка так, чтобы ликвидировать недопустимые расхождения конту­

ров.

Изготовление приведенных фотосхем начинается с опреде­ ления коэффициентов приведения, пользуясь которыми можно уменьшить или увеличить фотоизображение контактных отпе­ чатков до требуемого масштаба.

Коэффициентом приведения К называется от­ ношение знаменателя съемочного масштаба к знаменателю сда­

точного, т. е.

(64)

Известны следующие способы определения К.

При наличии свежей карты на сфотографированный участок

на ней отмечаются по две точки для каждого контактного отпе­ чатка. Затем эти же точки опознаются на всех контактных отпе­ чатках.

Намеченные отрезки тщательным образом измеряются на карте и снимках при помощи штангенциркуля или металличе­ ской линейки.

После этого, пользуясь приводимой ниже формулой, подсчи­ тывают коэффициенты приведения, обеспечивающие получение аэрофотоснимков с практически одинаковым средним масшта­

в котором хотят получить фотосхему.

Если при помощи карты невозможно наметить базы на каж­ дом контактном отпечатке, то коэффициент приведения опреде­ ляется сразу для целого маршрута.

Для этой цели на столе монтируется маршрут. На конечных

снцмках маршрута опознаются две точки, которые перед этим были отмечены на карте.

72

Измерив длину базы I на смонтированном маршруте и эту же базу /к на карте и пользуясь формулой (65), определяют К для

всего маршрута.

Приведение снимков к одному масштабу выполняется при

помощи проекционного фонаря (увеличителя). Последний име­ ет специальную шкалу для установки прибора на требуемый коэффициент приведения и механическое приспособление (ин­ версор), автоматически сохраняющее резкость изображения на экране при любых изменениях коэффициентов приведения.

Из приведенных к одному масштабу аэрофотоснимков затем монтируется описанным. выше способом фотосхема.

Изготовление каркасной фотосхемы начинается с нанесения на основу каркаса точек, плановые координаты которых извест­ ны из геодезических измерений, или из измерений по топогра­ фической карте.

Нанесенные точки опознаются на приведенных к одному мас­ штабу снимках и пробиваются специальным приспособлением —• пуансоном.

Монтаж фотосхемы начинается с аэрофотоснимков, имеющих

ориентирующие (плановые) точки, путем совмещения последних с соответствующими точками каркаса. После установки всех аэрофотоснимков с плановыми точками к ним присоединяются по перекрытиям все остальные. Лучшей сходимости контуров добиваются путем перемещения промежуточных снимков. Все остальные процессы изготовления фотосхемы, ее оформления и контроля не отличаются от ранее описанных.

Точность каркасных фотосхем выше точности приведенных фотосхем и фотосхем, изготовленных из контактных отпечат­

ков.

§ 21. ПОНЯТИЕ О ФОТОПЛАНЕ И ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССАХ ЕГО СОЗДАНИЯ

Фотопланом называется план местности, составленный из

трансформированных снимков, т. е. снимков, приведенных к за­ данному масштабу и горизонтальному положению. От обычного плана местности он отличается тем, что вся ситуация местности на нем изображена не условными топографическими знаками, а фотографически.

Приведение снимка к горизонтальному положению произво­ дится на специальных приборах, называемых трансформатора­ ми, при помощи четырех плановых точек, определенных для каждого снимка. Эти точки могут быть получены в поле геоде­ зическими методами, что, однако, сильно удорожает процесс создания фотопланов. Поэтому советскими учеными-фотограм- метристами разработаны камеральные способы определения

плановых координат точек для трансформирования сним­

ков.

73

Процесс создания фотоплана подразделяется на следующие

операции: 1) построение плоскостной фототриангуляции с целью определения для каждого снимка четырех точек для трансфор­ мирования; 2) трансформирование аэрофотоснимков; 3) монтаж

фотоплана; 4) контроль фотоплана.

Далее эти операции будут рассмотрены отдельно.

§ 22. ПОСТРОЕНИЕ ФОТ(?ТРИАНГУЛЯЦИИ

Плоскостная фототриангуляция может быть выполнена гра­

фически, графо-аналитически и аналитически.

Чаще всего в фотограмметрических предприятиях приме­ няется графический способ, как обладающий большой произво-

Рис. 29. Определение место­ положения точек на аэро­ фотоснимке

дительностью, достаточно высокой точностью, простотой выпол­ нения и не требующий какой-либо специальной аппаратуры.

В основе графической плоскостной фототриангуляции лежит возможность определения местоположения ряда точек снимка в зонах перекрытий при помощи засечек их изображений из особых точек снимка.

Допустим, мы имеем два соседних снимка Pi и Р2 (рис. 29).

Главные точки этих снимков будут соответственно Oi и о2.

Опознаем главную точку о2 на первом снимке Pi и наколем эту точку. То же самое сделаем с точкой ot на снимке Р2.

Чтобы .получить плановое положение какой-либо точки (а)

поступают следующим образом.

74

Из главной точки Oi проводится направление на точку о2', а из точки о2 на о/. Эти направления называются начальными.

Затем из главных точек снимка проводят направления на точку, плановые координаты которой хотят определить (на­ пример, на точку а).

Если после этого перенести все направления со снимков на листы восковок, а потом совместить их так, чтобы совпали на­ чальные направления, то направления о\а и о^а в пересечении определят местоположение точки а.

Засечка точек производится не только из главной точки снимка, но также из точки надира п и точки нулевых искаже­

ний с.

Каждая из этих точек, как известно, имеет свои свойства. Поэтому, чтобы повысить точность определения плановых ко­ ординат точек при развитии плоскостной фототриангуляции сле­ дует, учитывая характер фотографируемой местности и положе­ ние АФА во время съемки, за вершину фототриангуляции вы­ брать такую точку, чтобы направления, проведенные из нее,

были неискаженными.

Так, при съемке равнинной местности камерой, наклонен­

ной относительно отвесной линии более чем на 10°, целесооб­

разнее засечку точек производить из точки нулевых искажений, так как направления на аэрофотоснимках в данном случае бу­ дут искажены больше за наклон АФА, чем за рельеф фотогра­

фируемой местности.

При плановой съемке горной местности в качестве вершины фототриангуляции удобнее выбрать точку надира, так как на­ правления, проведенные из этой точки, не искажаются за влия­ ние рельефа местности.

Определение на снимке той или иной особой точки имеет раз­ личную степень трудности. Труднее всего определяется точка с. Более просто находится точка п. Очень легко на снимке опреде­ ляется главная точка.

Поэтому чаще всего для развития плоскостной фототриангу­

ляции при контурно-комбинированном способе используется

главная точка или какая-либо контурная точка 1 вблизи нее, при стереофотограмметрическом методе — точка надира.

Фототриангуляция может выполняться по одному, двум и многим маршрутам. В соответствии с этим она называется одно-, двух- и многомаршрутной.

Наиболее распространенными формами фототриангуляции являются ромбические ряды (сети) и ряды четырехуголь­

ников.

Фототриангуляция может быть свободной или ориентиро­ ванной и приведенной к тому или иному масштабу.

1 Эта точка называется центральной или рабочим центром снимка.

75

Фототриангуляция считается свободной, если она разви­

вается в произвольном масштабе и не ориентируется относи­ тельно системы геодезических координат.

Приведение свободной сети к заданному масштабу и ориен­ тирование ее по геодезическим точкам называется редуцирова­ нием сети.

Если фототриангуляционная сеть развивается между геоде­ зическими точками (опознаками), предварительно нанесенными на планшет в том или ином масштабе, то такая фототриангуля­ ционная сеть будет называться сетью в заданном масштабе или

в масштабе планшета подго­

товки.

Процесс развития свобод­ ной плоскостной фототриангу­ ляций по плановым снимкам одного маршрута подразделя­ ется на следующие этапы:

1) развитие свободных ром­

бических сетей, состоящее из выбора и наколки точек на

аэронегативах, проведения на­ чальных направлений, изготов­ ления восковок направлений;

2) редуцирование ромбиче­

ских сетей и их увязка. Наколка точек начинается

с наколки, рабочих центров.

знака на соседних снимках. За рабочий центр обычно принимаются пересечения дорог, углы строений, пашен, отдельно

стоящие кусты и т. д.

Наколка производится тонкой иглой. Диаметр накола не должен превосходить 0,1 мм.

После наколки рабочего центра на основном негативе он

опознается и накалывается на соседних негативах.

Если рабочий центр выбрать нельзя, то при помощи палетки накалывается главная точка, которая в дальнейшем и прини­ мается за вершину направления.

После наколки рабочих центров или главных точек выбира­ ются и накалываются так называемые связующие точки. Они служат для связи аэронегативов одного маршрута.

Связующие точки выбираются примерно на средней линии

тройного перекрытия аэронегативов (рис. 30) как можно дальше от начального направления, но не ближе 1 см от края аэронега­

76

тива. По обе стороны начального направления накалывается по

одной связующей точке.

В качестве связующих точек необходимо* также выбирать

отчетливые контуры, которые будут хорошо опознаны на всех трех аэронегативах.

Далее накалываются иксовые точки, которые используются в дальнейшем для трансформирования снимков. Поэтому их также называют трансформационными.

Рис. 31. Иксовые точки фототриангуляционной сети

Иксовые точки выбираются в пересечениях средних линий перекрытий (продольного и поперечного), т. е. в углах рабочей площади аэрофотоснимка (рис. 31). При помощи этих точек осуществляется связь между аэронегативами соседних маршру­ тов, которая в дальнейшем позволяет смонтировать снимки в фотоплан.

Если на аэронегативах имеются плановые опознаки и пункты геодезической триангуляции, они также накалываются и обо­ значаются— первые двойным кружком, а вторые — треуголь­

ником. Около них ставится номер, присвоенный опознаку или геодезическому пункту в процессе полевых работ.

Геодезические точки и опозцаки накалываются на негативы с полевых отдешифрированных снимков.

77

Проведение начальных направлений. От точности проведе­

ния начальных направлений в значительной степени зависит

точность построения плоскостной фототриангуляции.

В практике нашли применение графический и стереоскопи­ ческий способы проведения начальных направлений. Использо­ вание того или иного способа зависит от величины продольногоперекрытия снимков в маршруте, характера фотографируемой местности и наличия приборов для проведения начальных на­ правлений.

Так, например, при фотографировании местности с большим количеством мелких ориентиров и при продольном перекрытии

Рис. 32. Графический способ проведения началь­ ных направлений

снимков более 55% целесообразнее применять графический способ.

Сущность этого способа сводится к следующему.

Пусть мы имеем два перекрывающихся аэронегатива Pi и P2.. (рис. 32).

Вначале на первом негативе накалывается его рабочий центр О], а затем на негативе Р2— рабочий центр о2. Далее на негативе Р2 опознается и накалывается точка Oi. Эта точка обо­ значается через о/. Затем опознается точка о2 на негативе Pi, накалывается и обозначается через о/.

Таким образом, на каждом аэронегативе будет наколото по два рабочих центра: данного и смежного негативов. После соеди­ нения их прямыми получатся искомые начальные направления.

Этот способ используется и в том случае, если на одном из негативов нельзя наколоть рабочий центр. Тогда поступают сле­ дующим образом. На том негативе, на котором нельзя наколоть рабочий центр, накалывается главная точка Oi (рис. 33). На вто­

ром негативе Р2 накалывается рабочий центр о2. Рабочий центр о2 опознается на негативе Р], накалывается и обозначается через о/.

Соединив прямой точку oi и о/ на негативе Pi, получаем первое

начальное направление Ojo/.

Так как точка О] негатива Pi не является контурной, то опо­ знать ее на негативе Р2 трудно. Поэтому, чтобы провести на­ чальное направление Oi'o2 на прямой O1O2' негатива Pi, наме--

78