8.3 Фотометрические методы обмеров

Архитектурные обмеры по одиночным снимкам. В ряде случаев можно использовать любительские фотоаппараты. Съемка фасада, фрагмента фасада, интерьера и т. д. производится перпендикулярно плоскости снимаемого объекта. Перед съемкой на снимаемом объекте маркируются опорные точки A, B, M, N (Рис.8.7).

Ксерокопия фото

Рис.8.7 Фотоснимок (Усадьба Паисия Мальцева, г. Балаково)

Расстояния между опорными точками определяются геодезическими методами. По этим расстояниям определяется масштаб фотоснимка.

Так как фотоснимок является центральной проекцией и выполнен с наклоном оптической оси к горизонту, то масштабы в разных частях снимка различны. Масштабы определяются формулой

1/m=A_фB_ф /A_мВ_м (8.5)

где m – знаменатель численного масштаба (дробное число); A_фB_ф – горизонтальный отрезок, измеренный по фотоснимку; A_мВ_м – отрезок в натуре, определенный геодезическим методом.

Аналогично определяются масштабы отрезков MN, AM, BN.

По фотоснимку измеряют отрезок d_ф фрагмента и по формуле

d_м= d_ф m (8.6)

вычисляют соответствующий отрезок d_м в натуре. Для определения горизонтальных отрезков берется масштаб ближайший опорной линии AB или MN, а для определения вертикальных отрезков берется масштаб ближайший опорной линии AM или BN.

Точность обмерных работ по одиночным снимкам, сделанных любительской фотокамерой, не высокая.

По одиночным снимкам можно определять размеры только в одной плоскости. В глубину размеры определить невозможно.

Для повышения точности обмерных работ по одиночным снимкам сконструирована универсальная фотокамера ИМК-10-1318 (Германия) (рис.8.8).

Фотографирование выполняется с близких расстояний при горизонтальном, вертикальном и наклонном положении оптической оси фотокамеры. Измерения по фотоснимку аналогично вышеописанному методу.

Для повышения точности измерений и упрощения вычислений фотоснимок (центральная проекция) трансформируется в горизонтальный снимок (ортогональная проекция) в заданном масштабе на специальных приборах – трансформаторах.

Сущность трансформирования. На планшет (лист чертежной бумаги) наносят опорные точки A, B, M, N в заданном масштабе по результатам геодезических (или натурных) измерений. Негатив помещается в проектирующую камеру, фокусное расстояние которой равно фокусному расстоянию фотокамеры. Изменяя по высоте проектирующую камеру и наклоняя ее в разные стороны, последовательными приближениями совмещают опорные точки A, B, M, N на негативе с опорными точками A, B, M, N на планшете. Планшет убирают, на его место кладут фотобумагу и производят экспонирование. Получают фотоснимок в заданном масштабе и ортогональной проекции. По нему ведут измерения как по обычному топографическому плану.

Архитектурные обмеры по стереопарам (фотограмметрические методы). По стереопарам определяются размеры по трем осям X, Y, Z (в плане и в глубину). Для съемки фасадов, отдельных фрагментов, интерьеров, скульптур с близких расстояний сконструирована специальная стереофотокамера SMK-5.5-0808 (Германия) (рис.8.9). Она состоит из двух широкоугольных камер, жестко скрепленных с базисом. Фотосъемка фасадов зданий производится при расположении базиса фотографирования параллельно фасаду. Применяется как горизонтальный, так и наклонный случай съемки. По фасаду производятся контрольные измерения длины отрезков, расположенных на горизонтальном и вертикальном направлениях, как в случаях с одиночными фотоснимками.

Обработка стереопар для составления обмерных чертежей ведется на специальных стереофотограмметрических приборах. Применяется два метода: аналитический и графомеханический.

При аналитическом методе измерения по снимкам выполняются на стереокомпараторе (рис.8.10). Пространственные координаты точек обмеряемого сооружения вычисляются на ЭВМ. Аналитический метод применяется в основном для определения координат опорных точек сооружения, которые являются основой для составления обмерных чертежей другими методами.

Этот метод можно применять для обработки фотоснимков, полученных любительскими фотоаппаратами.

Аналитическим путем по архивным снимкам определяются параметры утраченных элементов памятников архитектуры. Можно составить цифровую модель памятника архитектуры. Цифровые модели памятников архитектуры являются составной частью базы данных о памятниках архитектуры и подлежат хранению. При необходимости цифровая модель может быть преобразована в обмерный чертеж.

Графомеханический метод обработки стереопар является наиболее распространенным. Он обеспечивает высокую точность и производительность составления обмерных чертежей. Этот метод особенно эффективен при составлении обмерных чертежей памятников древнерусского зодчества, имеющих сложную геометрическую форму деталей.

Обработка стереопар графомеханическим методом производится на различных универсальных фотограмметрических приборах. Для обработки наземных снимков, полученных с близких расстояний, сконструирован специальный прибор – «Технокарт» (Германия) (рис.8.11).

На «Технокарте» можно обрабатывать снимки формата до 23х23 см, полученные фотокамерами с углами наклона 15, 30, 45⁰ и широким диапазоном фокусных расстояний (от 50 до 215 см).

Фотограмметрические методы обмеров эффективнее натурных измерений по всем технико-экономическим показателям: точности, производительности, стоимости, культуре и безопасности труда. Но они требуют специального фотограмметрического оборудования. Обработка может вестись только в фотограмметрических лабораториях.

Ксерокопия рисунков

Рис.8.8 Универсальная фотокамера Рис.8.9 Стереофотокамера

ИМК-10-1318 SMK-5.5-0808

Рис. 8.10 Стереокомпаратор Рис. 8.11 Технокарт «Карл Цейсс» Йена

101