Методы создания оригинала карты/плана по фотоснимкам
1. Создание составительского оригинала карты непосредственно на местности - в поле. Топографическая съемка идет по смежным участкам, каждый из которых обследуется исполнителем. («Не вижу – не снимаю»). Высоты снимаются инструментально, а контуры - по фотоснимкам. Такой метод называют Комбинированный метод.
2. Создание составительского оригинала карты камерально без выезда для топографических съемок на картографируемую местность. Это Стереотопографический метод.
Полевые работы присутствуют и во втором методе, но виды и объемы работ различны. К полевым работам прибегаем тогда, когда не можем камерально обеспечить геодезическую привязку, полноту и точность съемки рельефа и/или подробностей. «Нужда гонит волка из поля, а топографа в поле».
КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД создания оригинала ЦКМ
Суть метода в том, что положение контуров определяют по фотоснимкам и другим геопространственным данным (сканерные, РЛС, оптикоэлектронные, инфракрасные и т.п.), дешифрируя их непосредственно на местности, рельеф снимают в поле визуально - инструментально, используя геодезические приборы (тахеометры, приемники GPS разных типов , теодолиты). Результаты съемки закрепляются на фотоснимках или смонтированных из них фотопланах, аналоговых ( графических) или цифровых.
Так как метод связан с выездом в поле, то он применяется тогда, когда нужно очень точно снять рельеф (крупномасштабный план), или нужно собрать много информации об объектах местности (землепользование и т.п.).
Здесь применяют принципиально различимые технологии.
(1) Съемка на ориентированных фотопланах. Она занимает обычно два полевых периода: первый - аэрофотосъемка и геодезические работы, далее камерально = создание фотоплана, второй полевой период – съемка. Здесь упрощаются полевые и камеральные работы, но возрастают затраты на полевые работы и сроки создания оригинала. Период фотосъемки можно сократить , используя материалы ДЗЗ..
(2) Съемка на неориентированных фотопланах, Она сокращает сроки создания оригинала благодаря совместному производству геодезических работ и собственно съемки подробностей в один полевой период. Фотопланы создаются непосредственно после фотосъемки. При некоторых условиях можно уложиться в один полевой период.
(3) Съемка на отдельных фотоснимках применяется при необходимости выполнить фотосъемку и все работы в один полевой период, что дешевле, но требует усложненной технологии и более высокой квалификации топографа.
Рассмотрим первую классическую технологию.
Ориентированный фотоплан может изготовляться на предприятии или приобретаться готовый у сторонних производителей или заказ через Интернет. Фотоснимки для создания фотоплана или непосредственно для съемки подробностей могут быть получены различными тех средствами (фотосъемка, ДДЗЗ, ..) .
Основные процессы создания оригинала следующие
!) Планирование и выполнение АФС. Фотопланы создаются по одиночным снимкам. По ним дешифрируются и снимаются контуры. Поэтому на фотопланах смещения изображений контуров, вызванные влиянием рельефа (“искажения”), не должны приводить к ошибкам в масштабе карты, превышающим 0.3- 0.4мм. Отсюда вытекают требования к исходным фотоснимкам.
!!) Плановая полевая подготовка снимков, а также бортовые данные
Служат для геодезического обоснования создаваемой карты. Поэтому расположение опоры должно быть оптимально, а погрешности определения ее геодезических координат и опознавания опознаков на этих точках не должны влиять на точность конечного продукта. Аэро (космо) фототопографической съемки.
!!!)КАМЕРАЛЬНЫЕ работы
Их задача: создание фотоплана (все процессы выполняются на цифровых фотограм. системах; возможно применение аналитических приборов). Они содержат следующие операции:
1)фотограмметрическое сгущение;
2)изготовление основы для фотоплана;
3)трансформирование фотоснимков;
4)монтаж фотоснимков на основе и получение фотомозаики;
5)проверка фотомозаики камеральная;
6)при цифровой технологии вывод цифрового фотоплана на жесткую основу (фотопленку, например) или копирование файла с фотопланом в ноутбук;
6) при аналоговой технологии: изготовление репродукций фотоплана на жесткой основе.
!!!!) ПОЛЕВЫЕ работы
1) Полевая проверка фотоплана, полевое обследование геопунктов.
2) Сгущение высотной съемочной сети (GPS), где закрытая местность, там – высотные ходы (тахеометр).
3) Съемка подробностей, т.е. работа на переходных точках. Определение высоты точки и далее полевое дешифрирование контуров (для цифровой технологии – векторизация контуров), съемка рельефа и неизобразившихся контуров приемами тахеометрической (или мензульной) съемки
4) Если съемка на графической основе (а не в ноутбук), то -составительское вычерчивание в три цвета и закраска контуров неактиничными цветами.
5) Сводки. Оформление формуляра трапеции и полевых документов.
6) Корректура, сдача и приемка оригинала и материалов полевых работ.
(В последующем графический фотоплан отбеливается, фотографируется, и по нему создаются издательские оригиналы.)
Рассмотрим подробнее эти процессы.
ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ съемки комбинированным методом выполняют в два этапа, обычно разделенным по времени.
Первый этап. Полевая подготовка снимков.. Определяют вспомогательные пункты геодезической сети (сгущают геодезическое обоснование), затем - координаты контурных точек полевой подготовки (ПП) (например, по 5тчк на маршрут, 1 маршрут на 4 трапеции). Точки ПП служат основой для приведения сети фототриангуляции к геодезической системе координат. В цифровых технологиях целю фототриангуляции является определение ЭВОС тех снимков, которые будут трансформироваться. Технологические точки фототриангуляции, так называемые связующие ( они служат для связи снимков внутри и между маршрутами) также могут привлекаться для контроля монтажа трансформированных снимков в единый фотоплан(см.ст.167,а).
Сейчас выполнить фототриангуляцию и создать цифровой ортофотоплан можно непосредственно в поле.
Второй этап. Высотное обоснование съемки рельефа. Для фототриангуляции опорные высоты достаточно знать с такой точностью, которая не влияет на взаимное положение точек фотоплана. Однако, рельеф для карты снимают с гораздо более высокой точностью. Поэтому перед съемкой создают в поле высотную съемочную сеть такой плотности, чтобы на трапеции от любой точки до ближайшей точки сети было менее 8 см, а по каждой рамке трапеции –по 3 высотных точки, общие с соседней трапецией. Эти точки составляют высотную основу для проложения высотных съемочных ходов в ходе полевой съемки рельефа на фотоплане или на фотоснимках. ( ст.167,г).
Полевые работы для развития съемочной сети и определения точек ПП включают: подготовительные работы; рекогносцировку участка съемки и обследование пунктов ГГС и знаков государственной нивелирной сети; создание пунктов ГС, наблюдения на них, выбор и опознавание точек ПП на снимках; полевые наблюдения; вычисление координат и высот этих точек.
Подготовительные работы: осмотр и проверки топогеодезических приборов; изготовление увеличенных отпечатков фотоснимков (фотоабрисов) для опознавания и наколки точек ПП.
Полевые измерения: измеряют направления, расстояния и превышения геодезическими средствами и вычисляют координаты и высоты точек.
Графический способ разрешен при мензульной съемке в масштабах 1: 50000 и 1: 100000, а также при комбинированном методе в тех же масштабах, если число и местоположение исходных геопунктов позволяют получать плановое положение точек на планшете засечками или проложением тахеометрических ходов (ст.334 -343).
Плановые координаты определяют методами триангуляции; полигонометрии; GPS, трилатерации; различными засечками (угловыми, линейными и азимутальными); комбинированным способом с измерением расстояний дальномером и определением астрономических (гироскопических) азимутов. А также - обратной азимутальной засечкой по двум, трем исходным пунктам. СКО астрономического азимута не более 15". Их определяют также комбинированным способом с измерением расстояний дальномером и определением астрономических азимутов, например, путем построения линейно-азимутального звена или обратной линейной засечкой по одному исходному пункту с измерением азимута на определяемой точке.
Углы измеряют с САО не грубее 10". Линии измеряют с точностью не хуже 1:1000 длины стороны. Расстояния измеряют при определении высот дальномерами теодолитов или определяют координаты тахеометрами
Высоты точек определяют тригонометрическим или геометрическим нивелированием или GPS.
Тригонометрическое есть основной способ для съемки 1: 25 000 при сечении рельефа 5 и 10 м, а также - 1: 50 000 и 1:100000.
Геометрическое при съемке плоскоравнинных районов 1:25000 при сечении 2,5 м в, если тригонометрически нельзя получить нужную точность. Ходы геометрического нивелирования должны опираться на нивелирные знаки. (Руков. по астрономо-геодезическим работам Часть 1).
Высоты точек тригонометрически определяют построением высотных полигонов; проложением основных высотных ходов; прямым и обратным визированием с исходных пунктов определяемых точек; передачей высот при проложении полигонометрических ходов. При съемке GPS в пределах участка (размерего зависит от точности съемки) должны стоять несколько реперных GPS на геодезических пунктах для учета систематических погрешностей.
Высотные полигоны образуют при построении сплошных сетей и рядов треугольников, а также при определении плановых координат точек угловыми засечками. Высотный полигон составляют стороны, по которым последовательно передают высоты от одной точки к другой, для чего выбирают наиболее короткие стороны треугольников.
Основные высотные (т.е. образующие основу) ходы прокладывают только для определения высот точек местности, не нужно определять плановое положение. При съемке комбинированным методом точки основных высотных ходов служат основой для определения высот переходных точек. Прямым и обратным визированием определяют высоты отдельных точек высотной полевой подготовки фотоснимков. Если теодолит, то вертикальные углы измеряют по трем нитям одним приемом.
Высотные полигоны и основные высотные ходы опираются на геодезические пункты, нивелирные знаки, на точки съемочной сети, высоты которых получены из ранее увязанных полигонов и ходов. Длина высотного полигона или основного высотного хода, опирающегося на геодезические пункты или нивелирные знаки, в масштабе съемки не более:
20 см - в плоскоравнинных районах при съемке 1:25000 с сечением рельефа через 2,5 м; )
40 см - в плоскоравнинных районах при съемке 1:50000 и 1:100000 и в плоскоравнинных лесистых, равнинных, пересеченных и всхолмленных районах при съемке во всех масштабах;
60 см - в горных, пред- и высоко- горных районах, а также в песчаных пустынях.
Если ход опирается на точки съемочной сети, высоты которых получены из ранее уравненных полигонов и основных высотных ходов, то не более 12, 30 и 45 см соответственно.
Длина стороны и расстояния до уединенной точки не более 2км при съемке 1:25000, 1:50000 1:100000. В пред-, горных, высоко- и других районах, где визирный луч проходит на высоте более 3 м от поверхности земли, длину можно увеличить соответственно до 3км, 5км и 8км.
При съемке на фотоплане для проложения основных высотных ходов намечают надежно опознаваемые контурные точки и выставляют на них вехи. Превышения между точками хода определяют в прямом и обратном направлениях, а расстояния измеряют тахеометром или по фотоплану. При измерении по фотоплану, если нет пореза на фотоплане между точками, то расстояние между ними не более указанного выше. Если сторона хода пересекает порез снимков на фотоплане, то ее длина должна быть не менее: 3см на фотоплане при вертикальных углах стороны хода до 1гр., 4см - от 1 до 2гр. и 6см - свыше 2гр. Расстояния, короче указанных, измеряют на местности тахеометром.