Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1588
.pdf
основной параллели фотографии. Если параллактическое смещение Уравнение необходимо изменить,
записав его следующим образом: где Sc равно смещению, которое совершила бы данная точка, нанесенная
на две плоскости, построенные на основе двух фотографий, если бы она находилась на базовом уровне, а So
равно смещению указанной точки, наблюдаемому при сравнении двух плоскостей. mF имеет общую
применимость и остается в силе вдоль любой оси, вдоль которой происходит параллактическое смещение,
тогда как в форме
mF ȯ и ȯ можно измерить непосредственно на самой фотографии, это справедливо только тогда, когда ось,
вдоль которой производятся измерения, параллельна прямой параллели. Контурные фотографии могут иметь
очень простую конструкцию, как будет описано далее со ссылкой на рисунок 2. На этом рисунке контур
фотографии показан на отметке 2, а линия горизонта показана за пределами самой фотографии. Через точку
g, которую можно произвольно выбрать на линии горизонта, проводится линия, параллельная нулевому
меридиану X... Линия X, обозначенная здесь как меридианная линия, проведена через фотографию 2 от g до
g. Под углом α к меридианной линии, который можно назвать параллактическим углом, проводится вторая
линия, далее именуемая параллактической линией, пересекающая линию горизонта в той же точке g и
пересекающая меридианную линию. Теперь можно определить угол лака. Угол имеет такую величину, что
параллактическая линия, если ее продолжить до параметрической параллели фотографического поля, в
точке ее пересечения с этой параллелью будет удалена от точки пересечения меридианной линии с той же
параллелью на расстояние, равное приведенному параллаксу в картографическом поле точки на уровне
отсчета.
Под уменьшенным параллаксом в картографическом поле понимается параллактическое смещение,
измеренное под прямым углом к нулевому меридиану, такой точки, когда ее положение в плане, составленном
по одной из сравниваемых фотографий, определяется относительно ее положения в плане, составленном по
другой из таких фотографий. На любой прямой на фотографии 2, параллельной ее прямой параллели,
измерено расстояние между этими двумя прямыми. будет равно ȯ из уравнения (14). Смещение ȯ
определяется прямым измерением на самих фотографиях и равно разности расстояний, оцененных
алгебраически, между двумя положениями рассматриваемой точки и нулевыми меридианами двух
фотографий соответственно. Таким образом, пара сопоставимых фотографий, одна из которых снабжена
параллактической диаграммой, предоставит весь необходимый материал для определения уровня
горизонтали в соответствии с уравнением (14). Под сопоставимыми фотографиями понимаются две
фотографии одной и той же местности, сделанные из разных точек, но с одинаковым азимутом, при этом на
каждой фотографии определены нулевой меридиан и нулевая параллель, а сами фотографии приводятся к
масштабному равенству путем принятия правильных пропорций.
. м для измерений, выполненных на двух фотографиях соответственно. Форма чертежной доски, показанная
на рисунках 3, 4 и 5, предназначена специально для случаев, когда план, напечатанный с данной фотографии
на чертежной доске, выходит за пределы области, занимаемой самой фотографией. Для того чтобы в таком
случае план полностью не задевал фотографию, вместо общего центра поля используются два центра поля,
как в случае с чертежными досками, показанными на рисунках 5 и 7, относящихся к моей предыдущей
патентной заявке, а перенос изображения с фотографии на план осуществляется с помощью двух
радиальных рычагов, которые приспособлены для синхронного перемещения над фотографией и планом
вокруг осей, совпадающих с двумя центрами поля. Одна часть этого двойного оборудования, как его можно
назвать, служит для идентификации точек на фотографии, а другая часть — для нанесения сопряженных
точек на план. Как показано на рисунке 3, чертежная доска состоит из двух основных частей, а именно,
чертежной доски 41 или аналогичной и рамы 42, на которой размещены указанные выше радиальные рычаги
и их принадлежности, которые будут описаны далее.
На чертежной доске прикреплен или закреплен лист бумаги 43, на котором размещены два центра поля,
обозначенные как P и Pl. Точка P здесь рассматривается как центр фотографического поля, а точка P — как
центр картографического поля. Указанные центры полей расположены бок о бок для удобства в правой и
левой половинах листа соответственно, и можно сказать, что правая половина листа 43 представляет собой
часть фотографического поля, а левая половина — часть картографического поля. Проходя через центры
полей, главная мера- Начертанный в направлении сверху вниз листа 43, перпендикулярном ему и
проходящем также через центры поля, параметр параллелен H ... П... Изображение P ... h в картографическом
поле нанесено от края до края листа бумаги. В области фотографии фотография 16, подлежащая печати,
также размещена в правильном положении в соответствии с правилами, упомянутыми выше.
Как показано на рисунке, часть фотографического поля, содержащая фотографию, разделена на равные
участки линиями 44, проходящими параллельно параметру «параллельно». Расстояния между линиями 44
могут быть рассчитаны в соответствии с любым подходящим масштабом, например, дюймовым масштабом, а
промежутки между линиями подразделяются на десятые доли, скажем, другими параллельными линиями.
Шкала определяется параметром параллельности и может быть обозначена цифрами 0, 0,5, 1, 1,5, 2 и т. д.,
как показано в правой части фотографии. Для наглядности на рисунке были схематично изображены
особенности фотографии, а способ отображения этих особенностей будет описан далее. На лицевой стороне
чертежной доски видно, что нанесена перспективная диаграмма 45, аналогичная изображенной на рисунке 1.
Предпочтительно, эта диаграмма выполняется на отдельном листе бумаги или кальки, прикрепленном к доске
41, и наносится на план таким образом, чтобы его главный меридиан и параллельная ему плоскость
совпадали соответственно с главным меридианом и параллельной плоскостью плоскости плана.
На представленной перспективной диаграмме параллели 46 сопряжены с параллелями 44 на фотографии, а
пространства между параллелями 46 разделены другими параллелями, сопряженными с пространствами
между параллелями 44 на фотографии. Для удобства обозначения масштаба 0, 0,5, 1, 1,5, 2 и т. д.,
соответствующие обозначениям в правой части фотографии, показаны в правой части перспективной
диаграммы. Указанные выше две радиальные ветви обозначены порядковыми номерами 47 и 48. Один из
рычагов 47, как показано на рисунке, состоит из стеклянной или прозрачной пластины 49, которая позволяет
рассматривать фотографию через нее. Прозрачная пластина 49 предпочтительно устанавливается в
металлическую раму 50 для усиления конструкции, и эта рама вставляется в дугообразную опору 51, которая
предназначена для вращения или кругового перемещения вокруг дугообразной части 52 рамы 42. Это
поворотное движение может быть обеспечено любым подходящим способом, например, путем оснащения
элемента 51 пазом типа «ласточкин хвост», предназначенным для скольжения в подрезанном пазу 53 в
дугообразной части рамы 52.
Как видно из чертежа, указанные дугообразные части имеют общую центральную ось, которая совпадает с
центром поля P, и когда движение передается выступающему наружу рычагу 54 на части 51, последний будет
перемещаться в пазу 53 и вращаться вокруг указанной оси, при этом радиальный рычаг 47 также будет
вращаться вокруг той же оси. Другой радиальный рычаг 48, как правило, представляет собой металлическую
полосу, которая скользит в пазу 55 дугообразной опоры 56, и последняя приспособлена для поворота или
кругового перемещения по другой дугообразной части 57 рамы 42, например, путем оснащения элемента 56
пазом типа «ласточкин хвост», скользящим в подрезанном пазу 58 в части рамы 57. Эти дугообразные части
имеют общую центральную ось, которая совпадает с центром поля P, так что при передаче движения наружу
перемещаться вокруг указанной оси вместе с указанным радиальным рычагом 48. На прозрачной пластине 49
радиального рычага 47 нанесена центральная продольная линия 60, проходящая через центр поля P, а
радиальный рычаг 48 выполнен или вырезан таким образом, что его правый край 68 образует линию,
проходящую через центр поля P.
Два рычага 54, 59 соединены звеном 61, которое обеспечивает их синхронное движение и поддерживает
параллельность радиальных рычагов 47, 48. Это звено 61 шарнирно соединено одним концом
непосредственно с рычагом 54, а другим концом — с перемычкой 62, закрепленной поперек рычага 59 над
пазом 55. При желании на звене 61 может быть предусмотрена ручка или выступ 63 для облегчения
перемещения радиальных рычагов 47, 48. Обычно рычаг 47 не предназначен для скольжения по опоре 51, но
рычаг 48 может перемещаться в пазу 55 по мере необходимости. Указанное посягательство плана на
фотографию может произойти, особенно если центр поля расположен вблизи оптического центра в поле
зрения фотографа. Для того чтобы в данном случае фотография и план были доступны и не были закрыты
или заслонены рамой 42, несущей радиальные рычаги 47, 48, дугообразные части 51, 52 и 56, 57
используются для поддержки и поворотного направления этих рычагов. Эти дугообразные части с открытыми
центрами, как показано на рисунке 3, обеспечивают центральные зазоры на осях радиальных рычагов 47, 48,
достаточно большие, чтобы обеспечить доступ ко всей фотографии и плану.
Рама 42 приспособлена для фиксации на плате любым подходящим способом. Например, правый конец
может быть загнут таким образом, чтобы он обхватывал правый край доски 41, когда винтовой демпфер 64 на
другом конце рамы привинчивается к левому краю доски. На рисунке 4 наглядно показано зажимание левой
части рамы 42 винтовым зажимом 64. Для облегчения правильного размещения рамки 42 на доске, рамка
может, как показано на рисунке, иметь выгравированные метки 71, предназначенные для совпадения с
параллельными и основными меридианами. При использовании альтернативной формы чертежной доски,
показанной на рисунке 3, рукоятка 63 приводится в движение таким образом, чтобы переместить радиальные
рычаги 47, 48 и расположить линию 60 на рычаге 47 непосредственно над точкой на плане, которую
необходимо нанести на чертеж. Однако, поскольку построение графика должно быть точным, важно
правильно расположить линию 60 и избежать ошибок, вызванных параллаксом. Поэтому используется
хорошо известный метод с применением маркированной призмы.
Призма G5 показана на рисунке 3 в плане и на рисунке 5 в перспективе. Он предназначен для размещения на
прозрачной пластине 49 и точного соответствия между боковыми элементами рамы 50 рычага 47, и на его
верхней передней стороне имеется центральная метка или линия 66, как показано на рисунке 5. Теперь
станет ясно, что если (когда плечо 47 будет проведено над точкой, которую необходимо построить), линии 66,
60 и точка будут находиться на одной линии, то линия 60 будет проходить непосредственно над
рассматриваемой точкой, и ошибки, вызванной параллаксом, не возникнет. В качестве примера предположим,
что необходимо отметить на плане положение дерева 67 на фотографии. Затем радиальные ветви 47 и 48
регулируются, как описано выше, таким образом, чтобы линия 60 на ветви 47 располагалась непосредственно
над центром (в плане) дерева. Благодаря звену 61 и поворотному механизму радиальных рычагов 47; 48,
рычаг 48 будет регулироваться синхронно с рычагом 47, и правый край 68 рычага 48 займет положение,
сопряженное с положением линии 60 на рычаге 47.
Теперь отметим расстояние между центром дерева и параметром параллельности. Как видно, дерево
находится на расстоянии 2,3 единицы от этой параллели. Затем на плане отмечается точка 69 в точке
пересечения ребра 68 плеча 48 с делением 2.3 на перспективной диаграмме 45, и эта точка 69 сопряжена с
положением дерева 67 на фотографии. Аналогичным образом, другие точки на фотографии 16 можно найти
на перспективной диаграмме, и отмеченные точки можно указать на плане, просто проткнув перспективную
диаграмму на бумаге под ней. Для иллюстрации, контур фотографии 16 нанесен на план под углом 70, и на
плане отмечены точки, сопряженные точкам вдоль одной из дорог на фотографии. Усовершенствования в
области фотосъемки и связанные с ней приборы или оборудование. Я, Джон Уильям Гордон, проживающий по
адресу: Бродхерст Гарденс, 113, Лондон, северо-запад 6, подданный Великобритании, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно
описано и установлено в следующем заявлении: Данное изобретение относится к фотосъемке и может быть в
общих чертах охарактеризовано как новый и усовершенствованный метод фотосъемки, который включает в
себя составление планов по фотографиям с помощью устройств или аппаратуры, специально разработанных
для осуществления такого метода.
Изобретение основано на, как считается, новом принципе, открытом в результате проведенных мной
исследований. Установлено, что при заданном угле наклона оптической оси камеры к горизонту и фокусном
расстоянии камеры можно определить в плоскости съемки и в плоскости, в которой должна проводиться
съемка, определенную центральную или основную точку, далее именуемую центром поля. Благодаря такому
центру, когда фотография точно размещена в плоскости съемки, правильное позиционирование и выделение
деталей фотографии могут быть легко осуществлены в плоскости построения. Фотография, используемая для
целей съемки в соответствии с настоящим изобретением, должна быть помечена таким образом, чтобы
указать точку пересечения оптической оси камеры с плоскостью фотографии во время экспозиции. Подобная
маркировка, выполненная более или менее точно, ранее использовалась при подготовке фотографий и не
является частью данного изобретения.
Здесь это упоминается для того, чтобы читателю было ясно, что эта точка, называемая здесь оптическим
центром фотографии, считается определенной, и чем точнее она известна, тем точнее можно разместить
фотографию на чертежной доске и составить так называемую перспективную диаграмму. Зная оптический
центр фотографии и фокусное расстояние камеры, можно, независимо от того, видна ли на фотографии
линия горизонта или нет, нанести на фотографию или поле зрения определенные основные или
кардинальные линии и, используя эту информацию, правильно расположить фотографию в плоскости
построения и построить съемку по фотографии, используя в качестве ориентира центр поля. Новый и
усовершенствованный метод согласно данному изобретению можно в общих чертах описать следующим
образом: сначала фотографируют обследуемую область с помощью камеры с точно известным фокусным
расстоянием и определяют оптический центр фотографии или каждой фотографии, а затем наносят на
фотографию или фотографии определенные основные линии, которые позволят разместить фотографию или
фотографии в правильном положении на чертежной доске, соответствующим образом размеченной, чтобы
можно было построить план или планы на основе фотографии или фотографий относительно центра поля и в
соответствии с правилами и процедурами, описанными ниже.
Изобретение особенно применимо для проведения геодезических работ путем фотографирования самолетов
компании Erom, хотя оно также имеет важное значение в связи с другими способами проведения
геодезических работ. Например, при проведении топографической съемки для железнодорожных объектов
фотографии могут быть сделаны с переносных башен или мачт, а на их основе построены карты местности по
тем же правилам и процедурам, которые применяются при фотосъемке с самолетов. Для облегчения
понимания изобретения следует обратиться к прилагаемым чертежам, на которых на рисунке 1 представлена
пояснительная схема так называемого картографического фотополя, на которой показан центр поля и
различные линии, которые обозначены или нарисованы в соответствии с инструкциями, изложенными ниже.
На рисунке 2 представлена диаграмма, иллюстрирующая один из методов определения положения некоторых
основных линий на фотографии. На рисунке 3 представлена схема, иллюстрирующая модификацию метода,
показанного на рисунке 2. На рисунке 4 представлено схематическое изображение чертежной платы.
На рисунке 5 представлена схема, иллюстрирующая способ размещения фотографии в поле зрения
фотографа и способ построения графика на основе фотографии. Рисунок 6 иллюстрирует один из вариантов
перспективной диаграммы, используемой, как описано ниже, для построения графиков или других целей. На
рисунке 7 представлен еще один вариант перспективной диаграммы. На рисунке 8 представлена диаграмма,
иллюстрирующая то, что далее будет называться параллактической диаграммой. На рисунке 9 представлен
перспективный вид подходящей формы платы для построения графиков; некоторые части показаны в разрезе
для более наглядного описания устройства. На рисунке 10 показан фрагмент фронтального разреза
логарифмической линейки, изображенной на рисунке 9, вместе с ее направляющей. Рисунок 11 представляет
собой поперечный разрез модифицированной формы чертежной доски. На рисунке 12 представлен вид
сверху еще одного типа чертежной доски. Рисунок 13 представляет собой перспективный вид детали
чертежной доски, показанной на рисунке 12. Рисунок 14 представляет собой перспективный вид части
радиального рычага и призмы, используемых в связи с планшетом для построения графиков, показанным на
рисунке 12, а рисунок 15 представляет собой перспективный вид отвесного маяка или основания для
использования, как описано ниже.
В следующем описании используются определенные термины, и они, с их конкретными значениями,
следующие: означает угол, под которым оптическая ось камеры наклонена к горизонту в момент экспозиции.
Этот угол, если он включен в любую из следующих формул, обозначается символом . (2) «Фотографическое
поле» обозначает плоскость, конечный край которой совпадает с горизонтом фотографии — независимо от
того, включена ли она в саму фотографию или нет, — в которой находится поверхность фотопластинки или
негатива во время экспозиции. Во всех направлениях, кроме края горизонта, фотографическое поле
считается простирающимся бесконечно. (3) «Картографическое поле» — это плоскость, на которой изображен
план, построенный по фотографии. Картографическое поле ограничено по одному краю, параллельному
горизонту фотографического поля, линией, которая в дальнейшем будет называться его краевой линией. Во
всех остальных направлениях считается, что оно распространяется независимо.
Если два поля расположены в одной плоскости при измерении под прямым углом к краю, картографическое
поле совпадает с фотографическим полем, где символ F обозначает фокусное расстояние фотокамеры. Когда
картографическое и фотографическое поля представлены в одной плоскости, как это может быть в данной
системе, тогда эти два поля вместе называются картографическим и фотографическим полями. (4)
«Параметр», как этот термин используется в данной спецификации, обозначает половину расстояния между
линией горизонта и линией поля в картографическом поле и в дальнейшем будет обозначаться символом p.
Значение параметра равно
Фотографическая съемка земельного участка и ее ценность для целей данной съемки являются предметом
моего исследования, как указано выше, и, по моим сведениям и убеждениям, представляют собой
совокупность ранее неизвестных научных фактов.
(5) "Параллельный параметр" обозначает линию, параллельную линиям горизонта и края поля и проведенную
в картографическом поле на расстоянии, равном (сек) F от параллельных линий горизонта и края поля
соответственно. (6) «Центр поля» — это центральная точка параметра параллели и, следовательно,
центральная точка поля eartoohoto. Этот полевой центр имеет важное значение, и его идентификация и
использование являются существенными особенностями настоящего изобретения. (7) «Прямая параллель»
— это линия, проведенная параллельно параметрической параллели со стороны горизонта. Расстояние от
параллельной оси, проведенной в поле зрения фотографа, составляет Символ x используется для
обозначения заданного таким образом расстояния. Расстояние между параметрической параллелью и прямой
параллелью в картографическом поле равно расстояние X в картографическом поле является сопряженным в
смысле, указанном ниже. графическое поле. (8) «Параллель надира» — это линия, проведенная в
фотографическом поле параллельно параметрической параллели со стороны, удаленной от горизонта и
находящейся на расстоянии, равном длине, равной
(9) «Параллельная воздушной подушке» — это линия, проведенная на картографическом поле на расстоянии
от параллельного параметра, равном Параллель воздушной стопы в картографическом поле сопряжена с
параллелью надира в фотографическом поле. (10) «Нулевой меридиан» — это линия, проведенная через
центр поля под прямым углом к параметрической параллели и продолжающаяся бесконечно (то есть,
насколько это необходимо для практических целей) через картографическое и фотографическое поля. В
данном контексте заданная точка или линия в фотографическом поле называется сопряженной с другой
заданной точкой или линией в... когда две заданные точки или линии расположены в своих полях таким
образом, что одна из них является перспективой или контрперспективой другой. Определения, приведенные в
предыдущих параграфах (1) – (In), схематически проиллюстрированы на рисунке 1 чертежей. Данная фигура
разделена продольно нулевым меридианом XPX, при этом в верхней половине фигуры представлены
параллели картографического поля, а в нижней половине — параллели фотографического поля, при этом
следует понимать, что оба поля простираются бесконечно как выше, так и ниже нулевого меридиана.
На рисунке 1 P — центр поля. Линия Ho — параллель поля, линия A — параллель воздушной опоры, а линия
Hp ... hp, общая для обоих полей, — параллель параметра. Линия H является прямой параллелью
картографического поля. В фотографии линия ho — это линия горизонта, линия h — это прямая параллель, а
линия no — это параллель надира. Из линий, идентифицированных таким образом в фотографическом поле,
никогда не бывает так, чтобы все четыре можно было различить на самой фотографии, поскольку угловое
расстояние между линией горизонта и параллелью надира слишком велико для любого известного типа
фотокамеры. Единственная линия, которую всегда можно идентифицировать, — это главная параллель,
положение которой можно установить по критерию, что она проходит через оптический центр и параллельна
линии горизонта. Оптический центр можно считать известным, поскольку он определяется уже упомянутой
выше реперной меткой, так что остается определить только направление линии горизонта.
Однако последняя линия может и не быть видна на фотографии, но тем не менее ее можно
идентифицировать, если на фотографии можно определить определенные опорные точки. Настоящее
изобретение позволяет установить эти точки, и, следовательно, становится возможным определить основную
параллель. Такие опорные точки могут быть: (1) шестью точками, являющимися конечными и
разделительными точками двух прямых линий в горизонтальной плоскости, показанных в перспективе- (3)
точки на двух прямых линиях, лежащих в вертикальной плоскости, параллельной горизонту и показанных в
перспективе на фотографии, или (4) четыре точки, являющиеся угловыми точками четырехугольной фигуры,
начерченной на горизонтальной плоскости, или (5) на вертикальной плоскости, параллельной горизонту в
пространстве объекта, причем в обоих случаях точки показаны в перспективе на фотографии, или (5) три
такие точки, лежащие на вертикальной или отвесной линии в пространстве объекта и показанные в
перспективе на фотографии. В любом случае следует предполагать, что известны пропорции, на которые
разделена данная линия или линии в пространстве объекта.
Пусть линия объекта будет обозначена Пусть A+B — мера её перспективы на фотографии, где A — фоновый
сегмент, а B — сегмент переднего плана, соответствующий точкам a и b в линии объекта соответственно.
Тогда четыре величины a, b, A и B являются известными величинами, из которых можно вычислить пятую
величину C по уравнению. Уравнение (6) позволяет геодезисту определить направление главной параллели
на фотографии, на которой были идентифицированы вышеупомянутые опорные точки. Его применение в этой
связи со случаем (1) выше иллюстрируется рисунком 2 прилагаемых чертежей. В этом Минальные и
делительные точки на двух прямых, лежащих в горизонтальной плоскости в пространстве объекта, длиной Z ..
Поскольку Y равно a, то длина Y... X — это На представленной фотографии изображены линии этих объектов,
длина которых z .. y. будучи равным Bl. Тогда, согласно уравнению (6), мы можем вывести два значения C из
этих данных, а именно:
и Теперь проведём через точку z прямую y .. w длиной v и через настолько пропорциональны друг другу, что r :
v :: и, получив таким образом, мы проводим прямую линию; эта линия будет параллельна линии горизонта, а
главную параллель можно проследить на фотографии, проведя линию через оптическое окошко. легко
понять. Таким образом, определив положение главной параллели, главный меридиан можно обозначить на
фотографии с помощью линии, проведенной перпендикулярно главной параллели через оптический центр. Во
втором случае, когда две разделительные линии лежат в вертикальной плоскости, параллельной горизонту,
уравнение (6) даст отрицательное значение для C, и фотографии, имеющей точки схода в надире,
параллельные. Третий случай проиллюстрирован на рисунке. Предполагается, что это отражает перспективу,
изображенную на фотографии. Пусть диагонали X Z, X Тогда линию w .. w можно найти на фоновой стороне
точки y bv means' уравнения (6), как в случае (1).
Если четырехугольник расположен в вертикальной плоскости в пространстве объектов, как в случае (4), 1
передняя сторона точки y, как в случае (2). Наконец, в пятом случае, когда используется разделенная
вертикальная или отвесная линия, Разделительная точка y на фотографическом изображении линии
способом, аналогичным описанному выше, дает точку w, лежащую на переднем плане фотографии или за его
пределами, которую можно отождествить с центральной точкой надирной параллели, в которой эта
параллель пересекается с нулевым меридианом. Таким образом, точка w в данном случае является второй
точкой, заданной на нулевом меридиане (другая точка — оптический центр), так что, проведя через нее линию
и линию, проходящую через оптический центр, можно нарисовать нулевой меридиан на фотографии. Если
известен нулевой меридиан, то на фотографии можно проследить основную параллель, проведя её под
разными углами к нему через оптический прибор. Линия или отвес, разделенный на отрезки, как правило,
легко позволяет расположить деление так, чтобы два отрезка a и b были равны друг другу.
В этом случае уравнение (6) принимает упрощенную форму. В последнем рассмотренном случае, а именно в
случае вертикальной разделительной линии, положение главной параллели определялось путем ее
проведения под прямым углом к главному меридиану и через оптический центр. Если положение главной
параллели известно независимо, то положение главного меридиана можно определить по правилу обратной
величины: он перпендикулярен главной параллели и проходит через оптический центр. Таким образом,
приведенных выше правил достаточно для идентификации как нулевого меридиана, так и нулевой параллели
на данной фотографии. Ниже будет описано подходящее строение отвесного маяка или основания со ссылкой
на рисунок 15 чертежей. Когда на фотографии можно различить нулевой меридиан и нулевую параллель c, В
фотографическом поле нулевой меридиан фотографии должен совпадать с осью фотографического поля и
оптическим центром фотообъектива. Меридиан и главная параллель фотографического поля пересекаются.
В связи с этим изобретением было обнаружено, что когда фото- В графическом поле достаточно выполнить
ряд простых операций для идентификации или построения точек в картографическом поле, сопряженных с
любыми заданными точками на фотографии; точек в пространстве объектов, лежащих на любом заданном
уровне отсчета. Метод построения планов по фотографиям будет описан со ссылкой на рисунки 4 и 5
чертежей. Устройство, именуемое здесь чертежной доской, представляет собой чертежную доску, специально
приспособленную и разработанную для выполнения этой работы. Подробное описание подходящих
чертежных досок будет приведено ниже. 14 рисунков. На рисунке 4 плата построения графика обозначена
ссылкой. ) прямые друг другу и пересекающиеся в точке P, чтобы служить в качестве простого числа в
отношении картографического фотополя. На расстоянии от -параллельный параметр, определяемый в
соответствии с уравнением (2) Параллель фотографического поля. Точка 0, в которой эта линия пересекается
с нулевым меридианом, является оптическим центром фотографического поля.
На размеченной таким образом чертежной доске размещается фотография, по которой будет составлен план,
при этом оптический центр фотографии должен совпадать с оптическим центром поля зрения, а нулевой
меридиан фотографии — с осью поля зрения XPX. Размеченная таким образом чертежная доска с
размещенной на ней фотографией соответствующих размеров представляет собой то, что здесь называется
чертежной доской. Метод построения графиков с помощью данного устройства будет описан далее со
ссылкой на рисунок 5 чертежей. На этом рисунке для наглядности опущена главная параллель, но, с другой
стороны, введена линия горизонта ho с ее главной или центральной точкой схода в ho. На данной схеме
фотография обозначена контуром под номером 2, при этом предполагается, что она была должным образом
размещена в соответствии с приведенными выше указаниями. Точка k — это точка на фотографии, которую
необходимо отметить на плане. Его сопряженная точка K находится с помощью следующей конструкции.
Линия проводится и продолжается до тех пор, пока не достигнет параметра параллельности в kp.
параллельно оси поля XPX. Далее через центр поля P и точку встречается с линией kp .. Точка K находится в
точке K. Тогда точка K является сопряженной точкой в картографическом поле к точке k в фотографическом
поле. Алгебраически точку K можно найти по следующему уравнению: Пусть расстояние в фотографическом
поле между точками P и k обозначается r, а расстояние в картографическом поле между P и K — R. Тогда
когда точка k определяется прямоугольными координатами, имеющими поле На фотографии и на плане их
можно определить по тому факту, что, если задана точка на фотографии, расположенная на радиальном
расстоянии r от центра поля, ее сопряженную точку на плане можно найти, следуя по этому радиусу на
расстояние, равное R, от той же центральной точки, а именно от центра поля. Из рисунка 5 очевидно, что
точка K1, как и точка K, будет удовлетворять уравнению (8), так что K1 является второй сопряженной точкой к
данной точке k, но расположена в квадранте, диагонально противоположном тому, в котором находится точка
K. Также станет очевидно, что можно найти еще две аналогично сопряженные точки, по одной в каждом из
оставшихся квадрантов. Таким образом, в этой системе можно выделить четыре сопряженные точки. Точки
соответствуют четырем различным методам построения графика на основе предоставленной фотографии. В
зависимости от того, какой из этих четырех методов будет выбран и систематически применен к построению
плана по фотографии, полученный план будет ориентирован одним из четырех различных способов; то есть,
план в его положении на чертежной доске будет в первом описанном случае ориентирован так же, как и
фотография, тогда как в остальных трех упомянутых случаях он будет (2) перевернут справа налево, или (3)
перевернут сверху на снизу, или (4) полностью перевернут.
Планы, обозначенные здесь как случаи (1) и (4), неотличимы друг от друга после снятия с чертежной доски.
Полуперевернутые планы (2) и (3) соответствуют им, как зеркальное изображение соответствует оригиналу.
Составление плана с многочисленными деталями, точка за точкой, по фотографии описанным выше
способом — это утомительный процесс, поэтому желательно сократить трудозатраты. Это можно сделать,
подогнав к фотографии диаграмму, представляющую ее перспективную систему, с помощью которой
расстояния, показанные на фотографии в перспективе, можно измерить так же, как и на плане. Подобная
перспективная схема показана на рисунке G чертежей, и теперь будет описано ее построение. Линии h и hp на
рисунке 6 представляют собой соответственно прямое и прямое параллельное движение. Ещё одна точка,
hp4 на рисунке, совпадает с центром поля P. Соответствующая серия Оптический центр обозначен буквой 0
на рисунке. Обычное расстояние между Общее расстояние между точками hp1 и т. д. определяется по
следующему уравнению, где .6. — общее расстояние, измеренное на прямой параллели, а p — общее
расстояние на параметрической параллели; то есть:
Линии, проведенные через определенные таким образом точки, сходятся, как показано на рисунке, и
встретятся в главной точке схода на линии горизонта. Эти линии будут служить меридианами предлагаемой
перспективной диаграммы. Если на диаграмме, снабженной меридианами, провести другие линии,
параллельные основной и параметрической параллелям и расположенные на таком расстоянии друг от друга,
что они образуют гармонический ряд, как показано на рисунке, то диаграмма, разделенная на трапеции, при
обработке на чертежной доске, как описано выше, будет выглядеть как область, разделенная на
прямоугольные параллелограммы одинакового размера и формы. Пропорции этих прямоугольных
параллелограммов будут зависеть от пропорций этих трапеций. Связь между ними определяется следующим
правилом: — Пусть требуется разделить перспективную диаграмму на трапеции, каждая из которых
представляет собой прямоугольник размерами... Параметр «параллельный» обозначается буквой «а». Также
через оптический центр проведите линию 3 .. 3, пересекающую перспективную диаграмму из стороны в
сторону, и обозначьте угол, который эта линия образует с параллелью главному углу, буквой а.
Тогда углы a и a связаны следующим уравнением: В типичном случае, когда трапеции на перспективной
диаграмме представляют собой квадраты в плане, мы имеем tan a=1, и поэтому для этой цели: В местах
пересечения проведенной через оптический центр диагональной линии с меридианами следует провести
параллели, как показано на рисунке, и диаграмма будет завершена таким образом для пространства выше и
ниже основной параллели, через которую проходит диагональ. Если необходимо расширить диаграмму за эти
пределы, дальнейшее подразделение может быть осуществлено, как показано на рисунке, с помощью
подчиненной диагонали 4 .. 4 или подчиненных диагоналей, если требуется более одной. Такие подчиненные
диагонали располагаются путем проведения их по диагонали через одну или несколько уже образованных
трапеций и могут быть продолжены в область, не пересекаемую главной диагональю 3 .. 3, определяя по их
пересечению с меридианами точки, через которые необходимо провести дополнительные параллели.
Таким образом, к фотографии, независимо от ее размеров, можно прикрепить перспективную диаграмму,
адаптированную для облегчения построения плана по фотографии. Перспективная диаграмма,
подготовленная описанным выше способом, используется для измерения объектов на фотографии,
расположенных в горизонтальной плоскости на некотором заданном расстоянии ниже узловой точки камеры.
Это расстояние, которое можно назвать высотой расположения камеры, определяется следующим
уравнением: где 2 — масштаб, в котором будет построен план, составленный, как описано выше, а F —
главное фокусное расстояние используемой линзы. Если F рассматривать как фокусное расстояние камеры,
то уравнение изменяется следующим образом: Таким образом, зная фокусное расстояние камеры, можно
построить перспективную диаграмму для заданного уровня ниже узловой точки камеры, на котором
экспонируется фотопластинка, а в случае неровной или наклонной местности можно создать перспективные
диаграммы, подходящие для различных уровней рельефа.
Если сделать две фотографии одной и той же местности и построить перспективные диаграммы для одного и
того же уровня горизонталей, то объекты, расположенные на этом уровне, будут выглядеть одинаково на
обоих планах, но объекты, расположенные выше или ниже этого уровня, будут смещены неравномерно из-за
чрезмерного или дефектного параллакса и, благодаря неравномерности их смещения, будут различимы при
сравнении двух планов. При определении уровня контура, для которого строится данная перспективная
диаграмма, следует учитывать размеры делений Ap параметра параллельности, как определено выше. Если
принять масштаб этих делений равным 1/м, то есть масштабу итогового плана, полученного из фотографии,
то масштаб в любой другой части фотографии может быть определен таким образом, поскольку он
пропорционален масштабу трапеции, как определено выше, в рассматриваемой области фотографии.
Следовательно, если необходимо подготовить перспективные диаграммы для двух или более горизонталей
на одной фотографии, такие диаграммы могут быть подготовлены по приведенным выше правилам, при этом
величины различных параллельных делений параметров (Ap) обратно пропорциональны m, а высоты mF —
это высоты, соответствующие этим различным горизонталям соответственно.
Перспективная диаграмма, построенная, как показано на рисунке 6 и описано со ссылкой на него, специально
адаптирована для подгонки или применения к фотографии, при этом трапеции, на которые она разделена,
соответствуют каждому из равного количества равных прямоугольных параллелограммов на плане. Однако,
если вместо гармонического разделения фотографического поля, как показано на рисунке 6, такое поле
разделить равномерно на прямоугольные параллелограммы, то есть двумя наборами равномерно
расположенных параллелей, проведенных под прямым углом к нулевому меридиану и нулевой параллели
соответственно, то окажется, что деление плана сопряженными линиями, удовлетворяющими по точкам
уравнению (8), даст гармоническое подразделение картографического поля, как показано на рисунке 7. На
этом рисунке нулевой меридиан показан в точке XPX, а параллель горизонта — в точке Hp. Иногда бывает
удобно использовать эту альтернативную форму перспективной диаграммы для согласования фотографии и
ее плана на чертежной доске, поскольку в большинстве случаев деления плана, будучи в большем масштабе,
чем деления фотографии, можно нарисовать точнее.
Поскольку эти фигуры сложнее изобразить, чем униформные подразделения, их с успехом можно изобразить
в большем масштабе. Чаще всего единица измерения p обозначает такие единицы, как фут, метр, цепь,
километр и т. д. на местности, но для целей построения контура на фотографии очень полезно построить
перспективную диаграмму на основе единицы измерения, которую для краткости будем называть
параллактом. Под параллаксом понимается значение единицы p, как определено выше, такое, что p
принимается равным проекции на параметр параллели фотографического поля уменьшенного расстояния (то
есть расстояния, измеренного параллельно параметру параллели) между двумя станциями камер, с которых
были получены две фотографии, сравниваемые по контуру. Иными словами, если a обозначает уменьшенное
расстояние между станциями камер, то: -_,___ Когда это уравнение выполняется, величина p, или
пропорциональная длина любой другой параллели на диаграмме, называется здесь параллактом, а
перспективная диаграмма, построенная на основе параллакта p, называется диаграммой-параллактером.
Если построить диаграммы параллактеров для двух фотографий одного и того же участка местности что точки
на уровне, для которого построены две диаграммы, будут казаться смещенными на величину параллакса,
равную одному параллаксу; что точки, лежащие на более низком уровне, будут казаться смещенными на
величину меньше одного параллакса, а точки, расположенные выше этой базовой линии, будут казаться
смещенными на величину больше одного параллакса. Кроме того, будет установлено, что наблюдаемое
таким образом смещение обратно пропорционально высоте расположения камеры над уровнем смещенной
точки, так что это наблюдение может быть использовано для определения уровней горизонталей в области,
дважды сфотографированной. Упомянутая выше пропорция — это не простая обратная пропорция, а сложная
обратная пропорция, выраженная уравнением: где C = высота над уровнем отсчета или глубина ниже уровня
отсчета контурной точки, mF = высота над уровнем отсчета узловой точки камеры, и 0-0 = наблюдаемое
параллактическое смещение. Уравнение (14) применимо только к случаю параллактического смещения,
измеренного параллельно основной параллели фотографии.
Если параллактическое смещение перпендикулярно прямой, параллельной простому числу, уравнение
необходимо модифицировать, записав его следующим образом: где So равно смещению, которое данная
точка, нанесенная на две плоскости, построенные на основе двух фотографий соответственно, претерпела
бы, если бы находилась на базовой плоскости, а So равно смещению указанной точки, наблюдаемому при
сравнении двух плоскостей. C Sc имеет общую справедливость и остается в силе вдоль любой оси, вдоль
которой происходит параллактическое смещение, тогда как в Сама фотография верна только в том случае,
если ось, вдоль которой производятся измерения, параллельна основной параллели. Теперь диаграмма
параллелограммов для использования при построении контурных фотографий может иметь очень простую
конструкцию, как будет описано далее со ссылкой на рисунок 8. На этом рисунке показана фотография
(внутри-снаружи-). показано за пределами самой фотографии. Через точку g, которая может быть
произвольно выбрана на линии горизонта, проводится линия, параллельная нулевому меридиану X...
Линия X, именуемая здесь меридианной линией, проведена поперек фотографии 2 от g. под углом, вторая
линия, называемая здесь тонкой параллактической линией, проводится через линию горизонта в той же точке
g и Теперь можно определить параллактический угол. Угол имеет такую величину, что параллактическая
линия, если ее продолжить до параметрической параллели фотографического поля, в точке ее пересечения с
этой параллелью будет удалена от точки пересечения меридианной линии с той же параллелью на
расстояние, равное приведенному параллаксу в картографическом поле точки на уровне отсчета.
Под полем понимается параллактическое смещение, измеренное под прямым углом к нулевому меридиану,
такой точки, положение которой на плане, составленном по одной из сравниваемых фотографий,
определяется относительно ее положения на плане, составленном по другой из таких фотографий. На любой
прямой на фотографии 2, параллельной ее прямой параллели, измерено расстояние между этими двумя
прямыми. быть равным c уравнения (14). Смещение ȯ определяется прямым измерением на самих
фотографиях и равно разности расстояний, алгебраически оцененных между двумя положениями
рассматриваемой точки и нулевыми меридианами двух фотографий соответственно. Таким образом, пара
сопоставимых фотографий, одна из которых снабжена параллактической диаграммой, предоставит весь
необходимый материал для определения уровня горизонтали в соответствии с уравнением (14). Под
сопоставимыми фотографиями понимаются две фотографии одной и той же местности, сделанные с разных
точек, но с одинаковым азимутом, при этом на каждой фотографии обозначены нулевой меридиан и нулевая
параллель, а масштаб фотографий приведен к равенству путем принятия показаний по шкале -1/м, как это
было определено выше для измерений, выполненных на двух фотографиях соответственно.
Следует отметить, что приведенное выше сравнение с помощью параллактических смещений, выраженных в
терминах параллактов, может быть проведено непосредственно на фотографиях и не требует
предварительного построения графика, если азимут компаса одинаков на двух сравниваемых фотографиях.
Соответствующая конструкция чертежной доски, упомянутая ранее в связи с рисунком 4, будет описана далее
со ссылкой на рисунки 9, 10 и 11 прилагаемых чертежей. Удобно установить плату для построения графиков
на ножки, как показано на рисунке 9, так что все устройство принимает форму стола. Как будет показано
далее, чертежная доска, обозначенная в целом ссылочным номером 1, представляет собой неглубокую
коробчатую раму или конструкцию 10, верхняя часть которой образует собственно чертежную доску, а
боковые стороны и верхняя часть соединены шарнирно в точке 10a с дном коробки для обеспечения доступа
внутрь. Сама коробка изготовлена из дерева, а ее верхняя сторона 11 покрыта листом 12 листового стекла,
закрепленным в раме 13.
В верхней части 11 коробки предусмотрено прямоугольное отверстие 14, позволяющее осматривать
логарифмическую линейку 15, а также освещать фотографию 16 в процессе построения графика. Освещение
фотографии может быть осуществлено любым подходящим способом, например, с помощью электрической
лампы 17, которая установлена внутри отражателя 18, смонтированного внутри коробки 10. Для подготовки
чертежной доски к использованию лист листового стекла 12 покрывается листом бумаги 19, который будет
использоваться для построения плана, при этом бумага приклеивается или иным образом закрепляется по
краям к стеклу. Бумага обрезается до такого размера, чтобы у переднего края оставался незакрытый участок
картона шириной около 5 дюймов, так чтобы была видна логарифмическая линейка № 15. В листе бумаги 19
вырезано отверстие подходящего размера и формы, чтобы обеспечить место для фотографии. поле,
которому его присваивают константы. Фотография, желательно в виде негатива или слайда, укладывается на
листовое стекло пленочной стороной вверх, при этом между ее нижней поверхностью и листовым стеклом
наносится несколько капель воды.
Соседние файлы в папке патенты