Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Основы геодезии и топографии.pdf
Скачиваний:
59
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
10.62 Mб
Скачать

- 134 -

Переход от фотограмметрических координат х., У•• z,. точек к гео­

дезическим осуществляется по формулам

Х = Х5 + ~COSCXo - x.sinc:x 0 , У= Ys + ~sincx. + x.coso<.,

Z = Zs + z.,

где X,Y,Z - геодезические координаты определяемой точки,

x5,y5 ,zs- геодезические координаты центра проекциtt (узловой точ­

ки объектива) при съемке с левой точки базиса; 0( 0 - дирекционный

угол оптической оси камеры (главного луча снимка) при съемке с . левой точки.

Основные достоинства фототеодолитной съемки, как и других

видов аэрофототоnоrрафических съемок, состоит в том, что они сок­

ращают время и затраты на nолевые работы. Собственно съемка (соз­

дание плана ИJJH карты)происходит в значительной мере камt:рально,

по снимкам.

Существуют две rруппы методов обработки фототеодолитных

снимков. Во-первых, аналитический, когда координаты точек измеря­

ются на снимках с помощью высокоточных стереофотоrрамметрических приборов стереокомлараторов, а окончательна>tе координаты точек

местности получают на ЭВМ вычислением. Во-вторых, графомехани­

ческие способы, когда снимки обрабатываются на специальных уни­

версальных стереоnриборах, nри этом nлан м~тности лолучается не­

посредственно на планшетах стереоnриборов.

2. АЭРОФОТОТОПОГРАФИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Существуют следующие методы аэрофототолоrрафической съемки:

-комбинированная с·ьемка;

-стереотоnоrрафическая съемка: универсальная и дифференци-

рованная.

Исходным материалом для создания карты служат аэрофотосним­

ки. Вся процедура создания карты включает в себя две задачи:

собственно съемкуфотографирование с летательных апnаратов (са­

молетов, вертолетов) и обработку снимков - фотограмметрические работы по созданию плана и дешифрирование снимков.

2.1. Аэрофотографическан сьемка. Фотографическую съемку про-

- JЗS -

изводят с самолетов. Существуют специально сконструированные или присrtособленные для этой цели аэропланы, например отечественный АН-30 и др.

Фотографирование nроизводится сnециальными аэрофотоаппаратами

(АФА), снабженными объективами. с различными фокусными расстояния­ ми: 70, 100, 140, 200 мм и др. Съемка ведется на фотопленку, заправлен­ ную в кассеты. Размер кадра у стандартных отечественных АФА t8xl8 см,

но есть также аnпараты с размерами кадра 23х23 см и ЗОхЗО см.

Пленка для аэрофотографирования используется как черно-белая, так

и цветная, однако в массовом nроизводетое тоnокарт nрименение находит

преимущественно черно-белая nленка с эмульсией, чувствительная ко

всей видимой части сnектра (nанхром), обладающая высоким фотографи­

ческим разрешением (детальность) изображения. Снимки nечатаются контакно на тонкой глянцевой бумаге.

Процесс фотоrрафированиs-1 максимально автоматизирован. АФА

подключен к самолетной электросети и через установленный интервал

времени производит эксnонированИе очередного кадра. Сама выдержка

регулируется таюке автоматически с nомощьЮ фотореле. Фотоаnпарат соединен с гидроустановкой, с nомощью которой

ему nридается устойчивое лоложениеf а nленка nрм съемке занимает

положение максимально блИ~кое к горизонтальному при вертикальном nоложении оnтической оси объектива АФЛ. Ло ходу съемки радиовысо­

томером оnределяется высота фотографирования каждоrо снимка.

Чаше всего снимаемый участок не может быть размещен на

единственном снимке, вознИкает запача nокрьiтия снимками всей тер­ ритории картографирования, наnример, трапеции или груnпы трапеций будущей карты. Тогда участок фотографируется nоследовательно маршруr за маршрутом. При этом соблюдается переkрытие вдоль марш­

рута между снимками -до 57-60% от рамки кадра, и поnеречное nе­

рекрытие между маршрутами в 20-40% от рамки кадра.

Время съемки выбирается таким, чтобы солнце не ~ыло скрыто

облаками и стояло над горизонтом не слишком низко и не в зените. Сезон съемки, если не имеется в виду спеuиальный вид съемки, нап­

ример, состояние снежноr·о nокрова или ледостава и ледохода, выби­

рается самый удобный для дешифрироваl-tия снимков - лето.

Геометрические свойства снимков. В отличие от картоrрафи-

- 136 -

ческих изображений, которые получаются ортогональным проектирова­

нием ситуации на плоскос'!'Ъ относимости с последующим развертыва­

нием "картинки" в плоскость в любой картографической проекции,

снимки являются центральным проектированием местности на

nлоСJrость. Строго говоря, снимки nолучаются во внешней перспек­

тивной проекции. Поэтому возникюот на реальных снимках такие

искажения, которые не свойственны ка·рте, и поэтому преобразование

снимков в карты составляет достаточно сложную задачу.

Мacшmali zори.зоптальноzо

аэрофотосн.uм.1ш.

 

Используя рис.97,

запишем фор­

 

мулу, связывающую масштаб фото­

 

изображения с фокусным расстоя­

 

нием объектива АФА

f и высотой

 

фотографирования Н:

 

 

н

So/SO=ab/AB=l/m, откуда 1/m=f/H,

где АВ - отрезок на местности

 

(М), аЬ - отрезок на снимке (Сн).

 

Однако на наклонном снимке

 

масштаб изображения

не

будет

 

nостоянным. Вместе с ним

будут

 

искажаться размеры и,

что осо­

 

бенно вю,сно, фиrуры , конфигу­

Рис.97. Масштаб аэрофотоснИ1\J ~~а.

рации объектов, как это показа­

 

но на рис.98.

 

 

 

Исправление снимков от искаже­

а

/ r....

'~

/ r"'\r "'\."/

'f.l'' "''./

/' "',/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ний из-за наклона и приведение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

их к заданному масштабу называется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ll

 

...,

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

трансформированием. Трансформирова­

r ~

 

!'o!o.L"'

 

::-..1'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' ние осуществляется либо фотомехани­

 

 

 

 

........

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-.....

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

Ческим способом, либо графическим

 

 

1"

 

i\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"'

 

 

 

 

 

 

пуrем с помощью проективных сеток,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1"

~

 

 

 

 

 

 

 

которые строятся на четырех точках,

Рис.98. Искажение изобра­

оnознанных на снимках и картографн-

жения из-за наклона сним­

ческой основе.

Между ними строятся

ка: горизонтального (а) ~

на снимках и

основе два четыреху-

наклонного (б).

голышка (траnеции), которые ра:Jби-

- 137 -

ваются на равное число более мелких трапеций. С их помощью содер­ жание отдешифрированных снимков переносится на картографическую

основу. Из-за влияния рельефа происходит сдвиr изображения, как

это локазано на рис.99. Величина

сдвига dh завист от фокусного

расстояния объектива АФА 1: высоты фотографирования Н и, разумеется, высоты самого объекта h. По этой

nричине также невозможно nрямое

совмещение фотоснимка с картой. Исправление искажения из-за рельефа - более сложная nроблема, ·чем исn­

равление из-за влияния наклона

снимка. Но и она решена в виде так называемого ортотрансфор..+tирования

на сnециальных ортофото- и элект­

ронных трансформаторах.

с

Е

. Однако само

по себе наличие

 

 

сдвига из-за рельефа,

так называе­

Рис.99. Влияние рельефа на

мый параллакс,

дает

возможность·

 

аэрофотоизображение

рассматривать снимки

стереоскоnи­

 

 

чески.

Стереоскопия - объемное видение объектов окружающей нас действительности. Мы обладаем такой возможностью благодаря нuи­

чию двух глаз. В середине nрошлого века было открыто искусствен­

ное стереовидение. Для этого нужно только с двух точек, располо­ женных на некотором удалении друг от друга (базисе), сфотографи­

ровать и зарисовать два изображения.

Два перекрываюш.ихся аэрофотоснимка (или два фототеодолитных

снимка) составляют стереоnару, которую .можно рассматривать в сте­

реоскоп и видеть местнщ..1ъ об-~.емно. для этого нужно левый снимок

рассматривать левым глазом, а правьrй - правым. СуществуКУг разные приншшы и разные стереоскопы для разглядывания снимков. На nрак­

тике в аэрофототоrюграфии ис1юльзуются как оnтические стереоско­

пы, например линзово-зеркальные (ЛЗ), так и системы, в которых

через красно-синие очки рассматриваются два стереоснимка, также

окрашенные в эти два нвета - так называемые анаrлифы.

- 138 -

Достоинство стереомадели состоит, во-первых, в том, что по

стереомопели можно делать измерения высот, и, во-вторых, линейные.

измерения, в том числе параллактическоrо сдвига, лолучаются с

меньшими nоrрешностями, чем nросто лупой.

2.2. Измерение высот по разности параллаксов. Рассмотрим

 

 

рис.IОО. Здесь S,

и Sz-

 

 

uентры лроекции

(объективы

в

 

АФА в

два момента съемки),

 

 

В - базис съемки. Ь - базис

 

 

съемки

в масштабе снимка,

 

 

Н - высота фотографирова­

 

 

ния, f

- фокусное расстоя­

 

н

ние объектива АФА, о1 и о2

 

- нентры левого

 

и nравого

 

 

снимков, h - высота рельефа.

 

 

Параллаксом (

аналогично

 

 

фототеодолитной съемке) на-

 

 

зывается разность координат

 

 

(абсцисс) одной и той же

Рис.IОО. Измерение высот

точки на разных снимках. На

рис.IОО параплакс

точки а

по разностям nараллаксов.

 

Ра = о, а1

 

+ о2а2 ;

 

 

равен

 

 

 

Ре = 01Ci + otc1 ,

разность

параллаксое АР = РА -

Ре . Разность nараллаксон равна нулю, если

точки лежат на оnной

горизонтальной nлоскости.

Если

же

 

точки

расnоложены с разиостью высот h, то она может быть вычислена по

формуле h = H.tP/(b + лР) или приближенно h = Нм>/Ь.

Высота фо­

тографирования Н измеряется в nолете радиовысотомером для каждого

снимка, Ь измеряется на кажлой паре снимков, АР измеряется для каждой оnределяемой высоты с nомощью сnециальных стереофотограм­ r.tетрических nриборов. Они бывают и простые, и сложные по

конструкнии в ззвисимости от требуемой точности результатов изме­

рений и созлаваемой карты. Наиболее простыми являются параллакти­

ческие линейки и пластины, параллаксомеры, работающие е комnлекте

со стереоскоnами ЛЗ. Более точными являются стереометры.стерео­

комларяторы и другие nриборы, самые современные из них работают в

комnлексе с ЭRМ и rрафОП()СТроителями, выдавая готовую карту.