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

чается один или несколько характерных ориентиров. Эти ориен­ тиры опознаются на негативе Р2 и через них и точку о2 прово­

дится второе искомое начальное направление о/о2.

Если в качестве вершин фототриангуляции используются

только лишь главные точки или точки надира, которые как пра-

Рис. 33. Графический способ проведения начальных направлений, если на одном из аэронегативов нельзя наколоть рабочий центр

вило, не являются контурными точками, применяется стереоско-. пический способ проведения начальных направлений. Он же используется при съемке местности, небогатой ориентирами, и

продольном перекрытии менее 55%.

Изготовление восковок направлений. В дальнейшем для соз­ дания фототриангуляционной сети используются уже не сами аэронегативы, а специально изготовленные

восковки направлений, или лучевые во­

сковки.

Для их изготовления разрезают рулон

Далее при помощи металлической линейки и рейсфедера че­ рез рабочий центр и все точки проводятся фиолетовыми черни­

лами направления так, как это показано на рис. 34. Направления проводятся точно через центры наколов линией

не толще 0,1 мм. От точности проведения направлений зависит точность развиваемой фототриангуляционной сети.

Лучевых восковок изготовляют столько же, сколько имеется

негативов.

Построение ромбической сети. Построение ромбической сети выполняется на полосе восковки, уложенной на монтажный стол.

79

Развитие ромбической сети можно вести начиная из середины

маршрута или с начала его.

На полосу восковки (рис. 35) укладываются две первые лу­ чевые восковки так, чтобы идентичные начальные направления

1—2 и 2—1 обеих восковок совпали. Перемещая восковки вдоль направлений, но не смещая их относительно друг друга, уста­

навливают величину базиса bi (1—2) примерно равным расстоя­ нию между этими центрами на аэронегативе, умноженному на предстоящий коэффициент трансформирования.

От величины базиса 1—2 зависит масштаб развиваемой

фотограмметрической сети, т. е. величина ромбов.

Рис. 35. Построение одномаршрутной ромбической фототриангуляционной сети

После установки двух первых восковок в пересечении соот­

ветствующих лучей получим связующие точки а и Ь. Кроме того,

вторая восковка укажет начальное направление 2—3 на рабо­

чий центр третьей восковки.

К установленным двум первым восковкам присоединяется далее третья восковка путем тщательного совмещения началь­ ного направления 2-—3 с направлением 3—2. Передвигая третью восковку по направлению 2—3, добиваются, чтобы лучи За и ЗЬ

прошли точно через точки а и Ь, полученные при укладке двух первых восковок.

Однако из-за погрешностей в направлениях один из лучей

(например, За) может не пройти точно через точку а, а пересечь два прежних направления и образовать треугольник погрешно­ стей.

Допустимым считается треугольник погрешностей, у кото­ рого наибольшая сторона не будет превышать 0,6 мм. Если тре­ угольник погрешностей допустимый, то производится его увязка только лишь перемещением восковки вдоль начального направ­ ления до тех пор, пока около обеих точек а и b появятся тре­

80

угольники погрешностей, уменьшенные, по сравнению с преж­ ним, наполовину (0,2—0,3 мм).

При недопустимой величине треугольника погрешностей

следует проверить восковки по негативам для выявления грубых ошибок в отождествлении точек и проведении напра­ влений.

После увязки трех восковок положение связующих точек а и b будет точно получено засечкой уже с трех восковок, а третья

описанным способом все остальные.

Трансформационные и центральные точки, а также опознаки

и геодезические пункты перекалываются иглой на ленту вос­ ковки. Там, где были получены допустимые треугольники по­ грешностей, наколы производятся в центрах этих треуголь­

ников.

Точность плоскостной фототриангуляции. Ошибки в плановых координатах точек сети возникают главным образом за счет ■ошибочно проведенных начальных направлений и направлений на связующие точки.

Погрешности в этих направлениях могут появиться из-за фи­ зических искажений аэроснимков (деформация фотопленки при

ее фотообработке, некачественное выравнивание пленки в мо­ мент экспозиции, дисторсия объектива и т. д.), неправильного

опознавания и наколки точек, ошибок в прочерчивании направ­

лений и т. д.

Влияние рельефа местности и наклона снимков при фото­

графировании сводится к минимуму подбором точки, принимае­

мой за вершину сети.

Ошибки в начальных направлениях и в направлениях на свя­ зующие точки по-разному искажают фототриангуляционную сеть.

При неправильном проведении начального направления на одном из негативов фотограмметрическая сеть, начиная с этого негатива и дальше, будет изогнута.

В результате этого центральные точки, а вместе с ними и оп­ ределяемые точки получат смещение поперек маршрута.

Искажения направлений на связующие точки вызывают

ошибку в определяемом базисе, т. е. ошибку в передаче мас­ штаба сети.

Ошибка в одном базисе приведет к ошибкам во всех после­

дующих. В результате этого все центральные, а также опреде­ ляемые точки получат продольный сдвиг.

При редуцировании сети поперечный и продольный сдвиг сети на концах маршрута сводится к минимуму; в середине сети эти смешения остаются и являются максимальными.

Суммарная средняя квадратическая ошибка определяемой

точки в середине редуцированной сети может быть подсчитана по формуле:

•мую протяженность фотограмметри­ ческой сети.

Редуцирование (приведение к за­

данному масштабу) свободной плоскостной фототриангуляционной

сети. Редуцирование сети может

быть выполнено аналитическим, графомеханическим, графическим и оптическим способами. Последний способ ввиду ряда неоспоримых пре­ имуществ перед другими нашел себе

наиболее широкое применение в

производстве.

бор, состоит из кассеты 1, объектива 2, экрана 3, осветительного фонаря 4 и четырех вертикальных стоек 5.

При редуцировании сети на экран укладывают планшет с на­ несенными на него в заданном масштабе опознаками и геоде­

зическими пунктами.

Кассета Г прибора (размером 80X80 см) служит для раз­

мещения в ней восковки фототриангуляционной сети, подвергае­ мой редуцированию.

Для закрепления сети в кассете имеется плоско-параллель­

ное стекло, которое всегда должно быть перпендикулярно к глав­

ной оптической оси объектива и параллельно экрану.

82

2) определение планового положения трансформационных то­ чек.

Координаты вершин хода (главные точки или условные точ­

ки надира) определяются аналитическим путем на основе изме­ ренных по аэрофотоснимкам базисов и углов между начальными направлениями. Вершины хода по полученным координатам на­ носятся в заданном масштабе на основу, из которых затем путем графической засечки определяется плановое положение транс­

формационных точек.

Основное преимущество фотополигонометрии перед другими способами планового сгущения состоит в том, что определение длины каждого базиса производится независимо друг от друга.

Поэтому накопление ошибок в продольном смещении то­ чек происходит в способе фотополигонометрии гораздо медлен­

нее, чем в других способах планового сгущения. Вследствие этого при фотополигонометрии надлежащая точность планового по­

ложения в трансформационных точках будет обеспечиваться бо­ лее длинными ходами, чем при фототриангуляции, что приводит к сокращению объема геодезических работ.

Кроме разобранных способов, в производстве применяется также плановое сгущение точек на мультиплексе. Выбор способа сгущения зависит от масштаба составляемой карты, характера района съемки и оборудования, имеющегося в наличии.

При контурно-комбинированном способе создания топогра­ фической карты среднего масштаба на равнинные районы целе­ сообразнее применять графическую фототриангуляцию, при стереоскопическом способе и наличии показаний радиовысото­ мера — фотополигонометрию.

Для горных районов плановое сгущение производится на ^мультиплексе. При крупномасштабном картографировании пла­ новое сгущение рекомендуется выполнять также на приборах универсального типа (мультиплекс, стереопланиграф и др.).

§ 23. ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ АЭРОФОТОСНИМКОВ

Трансформированием снимков называется процесс приведе­ ния наклонных снимков к горизонтальному положению и к за­

данному масштабу.

Трансформирование может быть выполнено аналитическим, трафомеханическим, графическим и оптико-механическим спо­ собами. Последний способ имеет наибольшее распространение и

/■поэтому в дальнейшем будем рассматривать только этот способ.

Идея трансформирования снимков заключается в следующем.

Пусть каким-либо образом в пространстве восстановлено по­ ложение аэронегатива N (аэрофотоснимка) и его центра проек­ ции (объектива) S, которое они занимали в момент аэрофото­ съемки (рис. 37). Если после этого осветить аэронегатив, то при помощи объектива будет восстановлен также и пучок проекти-

.84

Фототрансформаторы первого рода почти не применяются в производстве из-за ряда неудобств их эксплуатации, главное пэ которых состоит в смене объективов при трансформировании

снимков, получаемых АФА с различными фокусными расстоя­ ниями. Для этой цели к трансформаторам первого рода при­ даются наборы объективов.

Наиболее широкое применение нашли фототрансформаторы второго рода, которые выполняют трансформирование снимков при нарушенной связке проектирующих лучей, существовавшей

в трансформаторах второго рода, следует соблюсти следующие геометрические условия:

1) при перемещении объектива S трансформатора по дуге окружности он должен все время находиться на одинаковом расстоянии от точки схода i трансформируемого снимка, т. е.,

изменной;

2) экран после вращения его около линии V должен занять положение, параллельное линии, соединяющей точку схода

снимка с новым положением объектива S', т. е.

Е' || iS'-,

3) негатив должен быть установлен в трансформаторе так,

чтобы расстояние между главной точкой о негатива и точкой схода i определялось равенством:

zc>--/ctga;

4) после установки негатива в трансформаторе он должен быть развернут в своей плоскости на угол х.

85

Кроме геометрических условий, в трансформаторах'второго рода необходимо также выполнять ряд оптических условий.

1. Соблюдение основной формулы оптики — формулы оптиче­

ской сопряженности плоскостей экрана, негатива и главной плоскости объектива, а именно:

где dy и d2 — расстояния от центра объектива S до оптически сопряженных точек о негатива и О экрана;

F - фокусное расстояние объектива трансформатора

(см. рис. 36).

Если все три плоскости (N, Q и Е) трансформатора при ра­ боте оставались бы параллельными друг другу, то при соблю­

дении первого оптического условия резкость изображения полу­ чалась бы хорошей по всей площади экрана (как это имеет ме­ сто в фоторедуктсре Попова). Однако при трансформировании снимков приходится придавать экрану наклонное положение.

Вэтом случае соблюдение первого оптического условия приведет

крезкости изображения только лишь в оптически сопряженных

точках, которые будут располагаться на горизонтальной оси вра­ щения экрана.

2. Чтобы добиться резкости изображения по всему экрану при его наклоне, необходимо в трансформаторах второго рода выпол­ нить второе оптическое условие, которое известно под названием

теоремы Чапского.

Эта теорема гласит о том, что при наклонн01М положении не­ гатива и экрана резкое и отчетливое изображение на последнем может получиться только лишь в том случае, если линия пере­ сечения плоскостей негатива и экрана будет лежать на продол­ жении главной плоскости объектива трансформатора.

Для получения на экране трансформированного изображения

(где Н — высота фотографирования местности, t — знаменатель масштаба трансформирования).

Втрансформаторах второго рода выполнение геометрических

иоптических условий, а также установка на экране требуемого масштаба изображения производится специальными приспособ­

лениями — инверсорами.

В производстве используются самые разнообразные по кон­

струкции фототрансформаторы.

Остановимся на принципиальной схеме и конструктивном ■оформлении фототрансформатора ФТБ как наиболее универ­ сального из всех имеющихся в настоящее время фототрансфор­ маторов.

87

ФТБ (схема которого приведена на рис. 39) относится к фо­ тотрансформаторам второго рода.

Как и в любом трансформаторе в ФТБ главными частями яв­ ляются: кассета негатива 1, объектив 2 и экран 3, смонтирован­ ные на двух вертикальных стойках 4.

Для выполнения геометрических и оптических условий в ФТБ предусмотрены следующие движения кассеты, объектива и экрана.

Кассета и объектив могут перемещаться совместно по верти­

центры кассеты, объектива и экрана.

Смещение главной точки аэронегатива относительно конст­

руктивной оси фототрансформатора вдоль оси х называется про­ дольной линейной децентрацией, вдоль оси у —■ поперечной ли­ нейной децентрацией.

Экран ФТБ может только лишь изменять свое положение на тот или иной угол относительно своей горизонтальной оси вращения и не может перемещаться вдоль вертикальных стоек, прибора.

Конструктивно разобранная выше схема фототрансформа­

тора ФТБ выполнена следующим образом .(рис. 40).

Основанием прибора является подковообразная станина 1

с четырьмя подъемными винтами 2, опирающимися на подпят­ ники.

В станине укреплены две вертикальные стойки 3, которые несут на себе все основные части трансформатора. Для придания жесткости трансформатору в верхней части вертикальные стойки скреплены друг с другом металлическим кольцом 4.

88 -