Министерство образования, науки и молодежной политики Краснодарского края

государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Краснодарского края

«Краснодарский архитектурно – строительный техникум»

(ГБПОУ КК КАСТ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

обучающимся по выполнению практических занятий

учебной дисциплины

по ОП.03 Основы дистанционного зондирования и фотограмметрия

специальности 21.02.08 Прикладная геодезия

Краснодар 2019

РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА

УТВЕРЖДАЮ

на заседании УМО

Зам. директора по УР

преподавателей геодезических дисциплин

ГБПОУ КК КАСТ

(протокол от « » 2019г. № )

________________ И.Е. Гайкалова

« » _________ 2019 г.

РАССМОТРЕНА

Педагогическим советом

(протокол от « » 2019г. № )

Методические указания обучающимся по выполнению практических занятий учебной

дисциплины

по

ОП.03

Основам

дистанционного

зондирования

и

фотограмметрия

разработан

на

основе

ФГОС

СПО

по

специальности

21.02.08

Прикладная

геодезия

(утвержден приказом Министерства образования и науки РФ от 12.05.2014 г. №489,

зарегистрирован в Минюст России от 27.06.2014 г. №32883), рабочей программы Основы

дистанционного

зондирования

и

фотограмметрия

(утв.

педагогическим

советом

протоколом от «04» июля 2019 № 5),Положения о составлении методических указаний по

планированию, организации и проведению лабораторных работ и практических занятий

(семинарских)

(в

составе

учебной

дисциплины)

и

междисциплинарных

курсов)

в

государственном

бюджетном

профессиональном

образовательном

учреждении

Краснодарского края «Краснодарский архитектурно-строительный техникум».

Составитель:

ГБПОУ КК КАСТ преподаватель Т.В. Пушкарская

Рецензент:

ГБПОУ КК ПСХК преподаватель М.И. Шебнова

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

3

ОГЛАВЛЕНИЕ (перечень практических занятий)

6

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

83

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина

ОП.03

Основы

дистанционного

зондирования

и

фотограмметрия

входит

в

«Профессиональный

цикл»

и

относится

к

«Общепрофессиональным дисциплинам»

Методические

указания

предназначены

для

оказания

помощи

обучающимся

очной

формы

обучения

специальности

21.02.08

Прикладная

геодезия в организации их практических работ над изучением дисциплины

ОП.03 Основы дистанционного зондирования и фотограмметрия.

Выполнение

обучающимися

заданий,

в

ходе

практических

занятий

способствует расширению и углублению умений и знаний:

-

работать

с

приборами

и

системами

для

фотограмметрической

обработки материалов аэро- и космической съемки и данных дистанционного

зондирования земли;

- теоретические основы фотограмметрии;

- основные фотограмметрические приборы и системы;

-

методы

и

технологии

выполнения

аэросъемочных

работ

и

дистанционного зондирования;

-

методы

и

технологии

обработки

видео

информации,

аэро-

и

космических снимков и данных дистанционного зондирования Земли.

Методика

ведения

практических

занятий

основа

на

реализации

и

компетентностного подхода, на формирование у обучающихся общих (ОК) и

профессиональных компетенций (ПК)

ОК

1.

Понимать

сущность

и

социальную

значимость

своей

будущей

профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК

2.

Организовывать

собственную

деятельность,

выбирать

типовые

методы

и

способы

выполнения

профессиональных

задач,

оценивать

их

эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и

нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для

эффективного

выполнения

профессиональных

задач,

профессионального

и

личностного развития.

ОК

5.

Использовать

информационно-коммуникационные

технологии

в

профессиональной деятельности.

ОК

6.

Работать

в

коллективе

и

в

команде,

эффективно

общаться

с

коллегами, руководством, потребителями.

ОК

7.

Брать

на

себя

ответственность

за

работу

членов

команды

(подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК

8.

Самостоятельно

определять

задачи

профессионального

и

личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать

повышение квалификации.

ОК

9.

Ориентироваться

в

условиях

частой

смены

технологий

в

профессиональной деятельности.

ПК

1.1.

Проводить

исследования,

поверки

и

юстировки

геодезических

приборов и систем.

ПК

1.4.

Проводить

специальные

геодезические

измерения

при

эксплуатации поверхности и недр Земли.

П К

1 . 5 . Использовать

современные

технологии

определения

местоположения

пунктов

геодезических

сетей

на

основе

спутниковой

навигации, а также методы электронных измерений элементов геодезических

сетей.

ПК

1.6. Выполнять

первичную

математическую

обработку

результатов

полевых

геодезических

измерений

с

использованием

современных

компьютерных программ, анализировать и устранять причины возникновения

брака и грубых ошибок измерений.

П К

2 . 1 . Использовать

современные

технологии

получения

полевой

топографо-геодезической

информации

для

картографирования

территории

страны

и

обновления

существующего

картографического

фонда,

включая

геоинформационные и аэрокосмические технологии.

ПК

2.2. Выполнять полевые и камеральные работы по топографическим

съемкам

местности,

обновлению

и

созданию

оригиналов

топографических

планов и карт в графическом и цифровом виде.

ПК

2.3. Использовать

компьютерные

и

спутниковые

технологии

для

автоматизации полевых измерений и создания оригиналов топографических

планов, осваивать инновационные методы топографических работ.

П К

2 . 4 . Собирать,

систематизировать

и

анализировать

топографо-

геодезическую информацию для разработки проектов съемочных работ.

ПК 2.5. Соблюдать требования технических регламентов и инструкций по

выполнению

топографических

съемок

и

камеральному

оформлению

оригиналов топографических планов.

ПК 3.1. Разрабатывать мероприятия и организовывать работы по созданию

геодезических,

нивелирных

сетей

и

сетей

специального

назначения,

топографическим съемкам, геодезическому сопровождению строительства и

эксплуатации

зданий

и

инженерных

сооружений,

топографо-геодезическому

обеспечению кадастра территорий и землеустройства.

П К

4 . 1 . Выполнять

проектирование

и

производство

геодезических

изысканий объектов строительства.

П К

4 . 2 . Выполнять

подготовку

геодезической

подосновы

для

проектирования и разработки генеральных планов объектов строительства.

ПК

4.4. Выполнять

геодезические

изыскательские

работы,

полевое

и

камеральное трассирование линейных сооружений, вертикальную планировку.

ПК 4.5. Участвовать в разработке и осуществлении проектов производства

геодезических работ (ППГР) в строительстве.

ПК

4.6. Выполнять

полевые

геодезические

работы

на

строительной

площадке:

вынос

в

натуру

проектов

зданий,

инженерных

сооружений,

проведение

обмерных

работ

и

исполнительных

съемок,

составление

исполнительной документации.

ПК 4.7. Выполнять полевой контроль сохранения проектной геометрии в

процессе ведения строительно-монтажных работ.

ПК 4.8. Использовать специальные геодезические приборы и инструменты,

включая

современные

электронные

тахеометры

и

приборы

спутниковой

навигации,

предназначенные

для

решения

задач

прикладной

геодезии,

выполнять их исследование, поверки и юстировку.

П К

4 . 9 . Выполнять

специализированные

геодезические

работы

при

эксплуатации инженерных объектов, в том числе наблюдения за деформациями

зданий и инженерных сооружений и опасными геодинамическими процессами.

Практические

занятия

проводятся

в

кабинете

Дистанционного

зондирования и фотограмметрия.

Формы

организации

обучающихся

на

практических

занятиях :

фронтальная, групповая, индивидуальная.

Выполнение практических работ оценивается «Зачет»/«незачет».

Критерии оценки ставится на основании наблюдения за обучающимися и

выполненного отчета за работу.

Отметка «Зачтено»:

- работа выполнена полностью и правильно, сделаны правильные выводы;

-

графические

материалы

выполнены

по

плану

с

учетом

техники

безопасности и правил работы с оборудованием.

Отметка «Незачтено»:

-

допущены

более

двух

существенных

ошибок

в

ходе:

графического

выполнения, оформления работы, в соблюдении правил техники безопасности и

правил работы с оборудованием, которые обучающийся не может исправить

даже по требованию преподавателя;

- работа не выполнена, у обучающегося отсутствует графические умения.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Практические занятия №1. Знакомство с материалами дистанционного

зондирования.

2. Практические занятия №2. Составление накидного монтажа, оценка

качества аэрофотосъёмки.

3. Практические занятия №3. Решение задач аэрофотоснимка:

- построение перспектив точек и отрезков;

- определение масштаба аэрофотоснимка;

- определение смещений за угол наклона, за рельеф местности в положение

точек аэрофотоснимка.

4. Практические занятия №4. Изготовление одномаршрутной фотосхемы.

5. Практические занятия №5. Получение прямого, обратного и нулевого

стереоэффекта по аэрофотоснимкам. Рисовка рельефа.

6.

Практические

занятия

№6.

Определение

элементов

взаимного

ориентирования по измеренным поперечным параллаксам.

Практические занятия №1.

Тема: Знакомство с материалами дистанционного зондирования

(4 часа)

Цель работы: Ознакомление с материалами дистанционного

зондирования для решения задач в различных сферах

деятельности

Порядок выполнения практического занятия

1. Изучить использование материалов дистанционного зондирование

2. Заполнить схему материалов дистанционного зондирования

3. Изучить применение материалов дистанционного зондирование для

решения задач в различных сферах деятельности

4.

Заполнить

таблицу

целей,

задач

применения

материалов

дистанционного зондирования в различных сферах деятельности

Основные теоретические положения (сведения по теме)

Использование материалов дистанционного зондирования

Аэро-

и

космические

съемки

(АКС)

–

первые

технические

этапы

дистанционного

зондирования.

На

данных

этапах

выполняют

измерение

(регистрацию) отраженного или собственно электромагнитного излучения.

Измеряют

и

регистрируют

излучение

с

некоторого

расстояния

от

изучаемого объекта с помощью различных датчиков или съемочных систем.

В зависимости от места установки съемочной системы измерение и

регистрацию излучения производят в наземных условиях, с воздушного (аэро-)

или космического летательного аппарата (носителя).

Для получения информации о земной поверхности большей площади

или

протяженности

аэро-

и

космические

методы

являются

наиболее

эффективными и оперативными.

При

изучении

локальных

явлений

или

относительно

небольших

по

размерам

объектов,

например,

определение

объемов

земляных

работ,

деформации

зданий

и

построек,

мониторинге

ледников,

оползней

и

др.,

выполняются наземные съемки с помощью цифровых съемочных устройств или

лазерных сканеров.

Дистанционное зондирование представляет собой процесс, посредством

которого

собирается

информация

об

объекте,

территории

или

явлении

без

непосредственного контакта с ним. К дистанционному зондированию относятся

все

виды

неконтактных

съемок,

которые

проводятся

с

различных

измерительных платформ: летательных, воздушных и космических аппаратов

(самолетов,

вертолетов,

космических

кораблей,

спутников

и

т.д.),

судов

и

подводных

лодок,

наземных

станций.

При

этом

снимок

определяется

как

двумерное

метрическое

изображение

конкретных

объектов,

получаемое

целенаправленно в результате дистанционной регистрации и (или) измерения

собственного

или

отраженного

излучения,

и

представляет

собой

наиболее

целесообразную

форму

измерения,

регистрации

и

визуализации

излучения,

несущего географическую информацию об исследуемых объектах.

Большая

часть

данных

дистанционного

спутникового

зондирования

сразу поступает в цифровом виде, что позволяет непосредственно применять

для их обработки современные компьютерные технологии, при использовании

которых

становится

возможным

осуществлять

условие

и

реализацию

спутниковой информации с помощью автоматизированных систем обработки

данных.

Подобные

системы

обычно

содержат

две

группы

блоков,

различающихся

по

технологическому

назначению.

Первая

группа

блоков

обеспечивает

автоматизацию

решения

технических

задач,

в

том

числе

и

географическую

привязку

изображения.

Вторая

группа

позволяет

автоматизировать решение содержательных задач, т. е. выдает информацию о

характеристиках исследуемых объектов.

Аэро-

и

космические

съемки

представляют

собой

сложный

комплекс

инженерных, технических и организационных мероприятий, в состав которых

входят

работы

по

наземному

обеспечению

получения

и

последующей

предварительной обработки изображений (снимков).

При

дистанционном

зондировании

Земли

широко

применяются

пассивные съемочные системы (фотографические и оптико-электронные), а из

активных – радиолокационные системы бокового обзора (РЛС БО) и лазерные

системы.

Материалы съемок поступают на пункты приема. На территории страны

существует сеть региональных государственных и негосударственных пунктов

приема космической информации.

Обработка данных дистанционного зондирования включает три этапа:

1–й этап – предварительная обработка;

2–й этап – первичная обработка;

3–й этап – вторичная или тематическая обработка.

На

1-м

этапе

после

приема

спутниковых

данных,

записи

их

на

магнитный

носитель

и

выполнения

необходимых

декодирующих

и

корректирующих

операций

происходит

преобразование

данных

(с

учетом

калибровок),

переданных

с

космического

аппарата,

непосредственно

в

изображение или космический снимок (например, синтез радиолокационных

изображений

из

радиоголограмм,

переданных

по

радиолинии),

а

также

преобразование их в форматы, удобные для последующих видов обработки.

На

2-м

этапе

проводят

радиометрические

и

геометрические

преобразования

(коррекцию)

для

исправления

радиометрических

и

геометрических искажений, вызванных нестабильностью работы космического

аппарата

и

датчика,

а

также

географическую

привязку

изображения

с

наложением

на

него

сетки

координат,

изменение

масштаба

изображения

и

представление изображения в необходимой географической проекции (геоко-

дирование).

3-й этап – тематическая обработка – включает как цифровой анализ с

применением статистических методов обработки (методы выделения признаков

и классификация для количественных и качественных оценок и т. п.), так и

визуальное

дешифрирование

и

интерпретацию.

Тематическую

обработку

целесообразно проводить в интерактивном или полностью автоматизированном

режиме.

Для

этих

целей

разработаны

различные

виды

программного

обеспечения тематической обработки с использованием специализированной

компьютерной техники, в основном зарубежного производства.

Обработка данных дистанционного зондирования включает стандартные

этапы,

конкретная

реализация

этапов

во

многом

зависит

от

используемого

программного обеспечения.

Системы

для

обработки

данных

дистанционного

зондирования

появились

в

результате

качественного

развития

программных

средств,

предназначенных для цифровой обработки изображений общего назначения

(графических редакторов).

После обработки результаты дистанционного зондирования передают

потребителю на фотографических или электронных носителях в виде формата

(таблицы, массивы данных, графики, схемы, карты).

СХЕМА

материалов дистанционного зондирования

Дистанционное

зондирование Земли

Формы преобразований

Виды преобразований

Обработка данных

Применение материалов дистанционного зондирование для решения задач

в различных сферах деятельности

Применение материалов дистанционного зондирования в картографии

Материалы

аэрокосмического

зондирования

широко

применяются

в

картографии, в особенности – материалы космической съемки, которая, будучи

более экономичной, по детальности приближается к аэросъемке. Эти материалы

имеют важные преимущества перед другими источниками для составления

карт:

-

обзорность

космических

изображений

–

от

глобального

охвата

до

десятков

километров

при

детальной

съемке

–

обеспечивает

экономичное

картографирование обширных пространств;

- съемка из космоса одной и той же территории с разным разрешением и

генерализацией позволяет параллельно создавать и обновлять карты разных

масштабов,

избавляя

от

необходимости

составлять

карты

более

мелких

масштабов

по

крупномасштабным,

что

неизбежно

удлиняло

процесс

картографирования;

- центральная проекция, в которой строится изображение, при большой

высоте

центра

проектирования

близка

к

ортогональной,

что

упрощает

фотограмметрическую обработку при создании карт;

-

повторные

съемки

с

заданной

периодичностью

обеспечивают

динамическое

картографирование

и

мониторинг

быстро

меняющихся

во

времени процессов и явлений;

-

обеспечивается

картографирование

труднодоступных

районов

–

пустынь,

болот,

высокогорий,

полярных

островов,

Антарктиды,

решается

проблема съемки других планет и их спутников;

-

выразительность

и

наглядность

космических

снимков

обусловили

появление новых видов картографической продукции – фотокарт и спутниковых

карт биофизических характеристик земной поверхности;

- комплексное отображение на одном снимке всех компонентов земных

ландшафтов

способствует

наиболее

правильной

передаче

пространственных

взаимосвязей картографируемых объектов.

Аэрокосмические

снимки

нашли

в

картографии

разнообразное

применение при составлении и оперативном обновлении топографических карт,

создании тематических карт и фотокарт, картографировании малоизученных и

труднодоступных районов.

Рисунок 1 – Фрагмент топографической карты и спутниковый снимок

сверхвысокого разрешения

Применение материалов дистанционного зондирования при организации

территорий

Материалы аэро- и космических съемок используются для установления

(восстановления), изменения, технического и юридического оформления границ

административно-территориальных

образований

–

поселений,

городов,

областей и т.п. Координаты поворотных пунктов их границ определяются с

помощью фотограмметрического метода.

Использование фотограмметрического метода при установлении границ

землепользований позволяет сократить трудоемкие полевые работы и время их

проведения.

Существуют различные варианты установления границ по материалам

аэро- и космических съемок.

Материалы аэро- и космических съемок могут служить основой для

разработки

схем районной и градостроительной планировки. Для этих целей

могут

быть

использованы

фотосхемы,

изготовленные

из

приведенных

к

заданному

масштабу

снимков,

и

ортофотопланы

(фотографический

план

местности) и т.д.

Аэро-

и

космические

снимки

применяются

для

изучения

состояния

сельскохозяйственных культур, разработок методов и приемов рационального

использования

земель

и

ведения

сельскохозяйственного

производства.

С

помощью космических снимков отслеживается состояние полей, что позволяет

своевременно и выборочно вносить необходимые и дорогостоящие удобрения.

Это повышает эффективность воздействия вносимых удобрений и улучшает

экономическую обстановку.

По

снимкам

проводится

анализ

производства

сельскохозяйственной

продукции. Дистанционный способ значительно сокращает сроки, затраты и

повышает

точность

получения

информации

о

количестве

произведенного

продукта (пшеницы, картофеля, кукурузы и т.д.).

Применение материалов дистанционного зондирования при чрезвычайных

ситуациях

Космические

снимки

применяются

для

оценки

моделирования

и

прогнозирования чрезвычайных

ситуаций.

П о

с н и м ка м

и з у ч а ю т с я

природоопасные

явления,

с

целью

снижения

риска

возникновения

ЧС.

Сведения

используются

для

принятия

решений

организационного

и

технического характера для ликвидации последствий негативного явления.

Система

космического

мониторинга

состоит

из:

аппаратно-

программного комплекса, базы данных.

Сравнение

оперативной

информации

с

базой

данных

позволяет

государственным

и

местным

органам

службы

МЧС

совместно

с

органами

управления

контролировать

территорию

и

в

случае

ЧС

ликвидировать

последствия.

Рисунок 2 – Город до (вверху) и после цунами (внизу) на спутниковых

снимках сверхвысокого разрешения

Эффективность

применения

материалов

космических

съемок

для

решения

различных

хозяйственных

задач

зависит

от

их

качества

и

оперативности

доставки

потребителю,

а

также

от

наличия

простых

в

использовании

и

доступных

программных

средств.

Чтобы

извлекать

необходимую тематическую информацию при разработке программных средств

должны учитываться особенности получения космических снимков, включая

тип сенсора, его геометрические и радиометрические характеристики, способ

построения изображения и т.д.

Таблица – Применение материалов дистанционного зондирования в

различных сферах деятельности

Виды применения

Цель применения

Задачи

Контрольные вопросы

1. Что называется дистанционным зондированием?

2. Что называется аэро- космической съемкой?

3. Получение информации данных дистанционного зондирования?

4. Этапы обработки данных дистанционного зондирования?

5. Какие преимущества имеет метод дистанционного зондирования в

картографии?

6. Какие преимущества имеет метод дистанционного зондирования при

организации территорий?

7. Какие преимущества имеет метод дистанционного зондирования при

чрезвычайных ситуациях?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Сутырина Е.Н. Дистанционное зондирование Земли. – Издательство

ИГУ, Иркутск, 2013

Практические занятия №2.

Тема: Составление накидного монтажа, оценка качества аэрофотосъемки

(8 часов)

Цель работы: Освоить методику составления накидного монтажа и оценить

качество аэрофотосъемки

Порядок выполнения практического занятия

1. Изучить составление накидного монтажа.

2. Составить схему репродукции накидного монтажа (РНМ) для учебных

аэрофотоснимков трех маршрутов.

3. Оценить качество аэрофотосъемки.

Исходные данные: десять контактных аэрофотоснимков – три маршрута по

три-четыре аэрофотоснимка;

топографическая карта масштаба 1:10 000 на данный

участок съемки;

Н – 860 – 900 м

h – 141 – 161 м

Оборудование: планшет, циркуль-измеритель, наколки,

чертежные принадлежности,

инженерный-калькулятор

Основные теоретические положения (сведения по теме)

При

аэрофототопографической

съемке

снимки

местности

получают

путем ее фотографирования. Называют этот этап летно-съемочным процессом

или

аэрофотосъемкой

(АФС),

осуществляют

–

с

самолёта

или

другого

летательного

аппарата.

Цель:

получение

не

только

фото снимков,

удовлетворяющих

заранее

поставленным

требованиям,

но

и

показаний

специальных

приборов,

характеризующих

их

положение

в

момент

экспонирования.

В

наземной

фототопографической

съемке

фотографируют

фототеодолитом, который устанавливается на штативе.

АФС

можно

классифицировать

по

количеству

и

расположению

аэрофотоснимков

(одинарная,

маршрутная

и

площадная),

положению

оптической

оси

аэрофотоаппарата

(плановая

и

перспективная)

и

масштабу

фотографирования (крупномасштабная – 1:10 000 и крупнее, среднемасштабная

и мелкомасштабная – 1: 35 000 и мельче).

Одинарная

АФС

–

фотографирование

отдельных

сравнительно

небольших

участков

земной

поверхности,

когда

аэрофотоснимки

не

перекрываются.

Маршрутная АФС – такое фотографирование полосы местности, при

котором

смежные

аэрофотоснимки

взаимно

связаны

заданным

продольным

перекрытием

Р

. Причем величина его достигает 60 и более процентов, поэтому

возникают

и

зоны

тройного

перекрытия,

что

очень

важно

при

фотограмметрической

обработке

снимков.

Маршрутная

АФС

может

быть

прямолинейной, ломаной и криволинейной.

Рисунок 3 – Маршрутная аэрофотосъемка

Площадная

(многомаршрутная)

АФС

–

фотографирование

участка

земной поверхности, который не захватить одним маршрутом. В этом случае

прокладываются

несколько

параллельных

между

собой

аэрофотосъемочных

маршрутов.

Рисунок 4 – Аэрофотосъемка нескольких маршрутов

При этом смежные маршруты перекрываются. Называют общую часть

изображений на снимках поперечным перекрытием

Q.

Плановой называют аэрофотосъемку, при которой стараются получать

горизонтальные снимки, но получают наклонные с отклонением оптической

оси АФА от вертикали не более 3



. Перспективной считают АФС при наклоне

оптической оси на заданный и сравнительно больший угол.

Основным

видом

аэрофотосъемки

является

плановая

АФС.

Она

производится

в

различных

масштабах,

которые

зависят

от

высоты

фотографирования

Н

и фокусного расстояния

f

АФА, в частности:

1

m

=

f

H

При получении снимков с поверхности земли в топографических целях

местность фотографируют с разных точек пространства, но так, чтобы смежные

снимки перекрывали друг друга. Оптические оси фототеодолита устанавливают

при этом, как правило, горизонтально.

Накидной

монтаж

–

это

последовательное

накладывание

смежных

снимков друг на друга способом мельканий с целью получить непрерывное

изображение местности. Накидной монтаж делают для выявления недостатков

аэросъемки

данного

участка

(с

целью

их

исправления),

оценки

качества

законченной аэрофотосъемки и систематизации материалов ее целях учета и

удобства пользования.

1.1 Монтаж проводится в пределах рамок целых трапеций масштаба

1:100 000. Если территория такой трапеции снимается не полностью, то монтаж

проводят 1:25 000 или 1:10 000.

1.2 После окончания монтажа аэрофотоснимков наносят на накидной

монтаж

границы

участка,

подлежащего

аэросъемке.

Делается

это

карте

возможно более крупного масштаба, на которой эти границы были нанесены до

выдачи задачи аэрофотосъемщику. Путем сличения изображения местности на

карте и на накидном монтаже опознают на последнем положение границы и

уточняют ее путем промеров от одних и тех же контуров.

1.3 Накладывая смежные снимки друг на друга так, чтобы совместились

одни и те же контуры ситуации, получают накидной монтаж, т.е. не прерывное

изображение местности.

Предварительно

разложив

аэрофотоснимки

по

маршрутам,

накидной

монтаж

выполняют

на

деревянных

щитах,

начиная

северо-восточного

угла

трапеции. Совмещение смежных снимков производят способом мельканий так,

чтобы

совмещались

одноименные

контуры

при

наложении

снимков.

При

монтаже

получаются

расхождения

положениях

контуров,

которые

распределяются

между

аэрофотоснимками

поровну.

Закрепляют

накидной

монтаж кнопками.

1.4

Качество

материалов

съемки

оценивают

с

целью

выявления

соответствия

реально

получаемых

результатов

требованиям

технического

задания

и

существующим

нормативам,

значения

которых

установлены

инструкциями и наставлениями по проведению аэросъемок. Оценивают также

фотографическое качество аэрофотоснимков и фотограмметрическое качество

материалов аэрофотосъемки.

Накидной монтаж затем фотографируют и получают его фотокопию на

фотобумаге, называемую репродукцией накидного монтажа.

Разбирают

накидной

монтаж,

складывают

аэрофотоснимки

по

маршрутам и помещают их в конверт, который прикрепляют в приложения

отчета.

Работу выполняют в такой последовательности:

1. Составление накидного монтажа

Для

составления

схемы

репродукции

накидного

монтажа

нужно

выполнить монтаж аэрофотоснимков трех маршрутов.

Рисунок 5 – Схема репродукции накидного монтажа трех маршрутов

1.1 Монтаж начинается с правого крайнего снимка первого маршрута

аэрофотоснимка №498 для того, чтобы на репродукции накидного монтажа

были видны номера всех снимков. Монтаж ведется справа налево и сверху вниз.

Разложить аэрофотоснимки по маршруту, наложить их друг на друга общими

перекрывающимися

частями

путем

совмещения

одноименных

контуров

«миганием» в продольном и поперечном направлениях согласно репродукции

накидного монтажа.

Рисунок 6 – Монтаж первого маршрута аэрофотоснимка №498

(продольное перекрытие)

Рисунок 7 – Монтаж первого маршрута аэрофотоснимка №498

(поперечное перекрытие)

Рисунок 8 – Репродукция накидного монтажа

2. Определение качества аэрофотосъемки

Оценку

качества

материалов

аэрофотосъемки

выполняют

с

целью

выявления

соответствия

реально

полученных

результатов

требованиям

технического

задания

и

существующим

нормативам,

значения

которых

определены инструкциями и наставлениями по производству аэрофотосъемок.

Оценивают

фотографическое

и

фотограмметрическое

качество

материалов

аэрофотосъемки.

Фотографическое качество зависит от состояния атмосферы, оснащения

объекта

съемки,

технических

условий

проведения

аэрофотографирования,

фотохимической обработки. При визуальной оценке на аэрофотонегативах не

должно быть обнаружено механических повреждений, изображений облаков,

теней от них, бликов, ореолов. Изображение на снимках должно быть резким, с

хорошей

проработкой

деталей

светлых

и

темных

участках.

Оптическая

плотность (тон) и контрастность должны соответствовать нормативам. При

визуальном

способе

для

сравнения

можно

использовать

снимки-эталоны.

Эталонными являются снимки, фотографическое качество которых оценено

высококвалифицированными

специалистами-экспертами.

Применение

приборов

позволяет

более

точно

и

объективно

оценить

фотографическое

качество аэрофотоизображений.

Оценка качеству производится исходя из общего распределения снимков

по этим 12 категориям. Оценка «отлично» устанавливается, если 90% всех

снимков относится к категории «нормальный отпечаток»; оценка «хорошо» –

если имеется 70 – 80% нормальных отпечатков; оценка «удовлетворительно» –

50 – 69%; оценка «неудовлетворительно» – при наличии менее 50% нормальных

отпечатков.

Фотограмметрическое качество материалов аэрофотосъемки оценивают

по следующим критериям:

1. Определяют продольные и поперечные перекрытия.

2. Непрямолинейность аэрофотосъемочного маршрута.

3. Разворот снимка относительно направления маршрута.

4. Угол наклона снимка.

5. Фактическую высоту фотографирования.

6. Обеспеченность границ участка съемки.

2.1 Определить процент продольного Р

х

и поперечного Р

у

перекрытия

снимков трех маршрутах аэросъемки

С помощью линейки измерить с точностью до 1 мм длины сторон

перекрывающихся

частей

аэрофотоснимков l

x

и

l

y

и вычислить

величину

продольных Р

х

и поперечных Р

у

перекрытий в процентах по формулам:

Р

х

=

l

x

l

×

100%

Р

у

=

l

y

l

×

100%

(1)

где l

х

– размер перекрывающихся частей снимка

l

у

–

размер

перекрывающейся

части

снимков

двух

смежных

маршрутов

l – длина сторон снимка (формат кадра 180

×

180 мм).

Рисунок 9 – Длины сторон l

x

и l

y

перекрывающихся частей

аэрофотоснимков

Полученные данные занести в таблицу. Минимальные и недоступные

значения продольного и поперечного перекрытий вынести соответственно в

колонки 7 и 8.

Таблица 1 – Данные репродукции накидного монтажа

Номера

снимков

l, мм

l

x

, мм

l

y

, мм

P

x

, %

P

y

, %

P

x min

, %

P

y min

, %

1

2

3

4

5

6

7

8

496

180

497

180

117

65,0

65,0

498

180

119

66,1

545

180

71

39,4

544

180

120

69

66,7

38,3

543

180

121

68

67,2

37,8

37,8

542

180

119

70

66,1

38,9

554

180

72

40,0

555

180

122

71

67,8

39,4

556

180

123

70

68,3

38,9

∑ = 467,2

∑ = 272,7

Найти среднее значение продольного Р

хср

и поперечного Р

уср

перекрытий

по формулам:

Р

yср

=

∑

Р

y

n

=

467,2

7

≈ 66,7

Р

хср

=

∑

Р

x

n

=

272,2

7

≈ 39,0

(2)

где n - количество перекрытых снимков

2.2 Выполнить оценку качества данных параметров аэрофотосъемки

(допустимые или нет) путем сравнения допусков с реальными результатами

перекрытий и их минимальными значениями.

Результаты

сравнить

с

допустимыми

значениями

для

продольного

перекрытия

Р

х

доп

≥

56%

и

поперечного

перекрытия Р

у

доп

≥

2 0 % для

заданных стандартов параметров данной аэрофотосъемки (Р

х

доп

= 60% и

поперечного перекрытия Р

у доп

¿

30%) в равнинной местности, и полученные

по формулам для рельефной местности:

Р

х доп

= 56 (1+

h

H

),

Р

y доп

= 20 (1+

h

H

)

(3)

где h – значение максимального превышения (колебания рельефа) для

данного съемочного участка, м

Н – высота фотографирования, м

После

завершения

работ

по

оценке

выдают

заключение

о

качестве

материалов

аэрофотосъемки.

В

случае

несоответствия

требованиям

аэрофотосъемку (сплошную или выборочную) повторяют.

Общая

оценка

материалов

аэрофотосъемки

определяется

как

среднеарифметическая

величина

из

баллов

качественной

оценки

аэрофотоснимков по всем показателям всех маршрутов.

Аэрофотосъемка

признается

неудовлетворительной

в

следующих

случаях:

1. Имеются снимки с продольным перекрытием меньше 56%.

2. Имеются снимки с поперечным перекрытием менее 20%.

3. При неудовлетворительном фотографическом качестве.

4. Если непрямолинейность маршрутов превышает 3%.

5. При разномасштабности, превышающей 3%.




Во всех случаях необходима новая съемка на всей площади или ее части.

Выполнить

оценку

качества

данных

параметров

аэрофотосъемки

(допустимые или нет) путем сравнивания допусков с реальными результатами

минимальных значений колонок 7 и 8 таблицы и дать заключение.

Контрольные вопросы

1. Что называют накидным монтажом?

2. Назначение накидного монтажа?

3. Что называют репродукцией накидного монтажа?

4. Что называют продольным перекрытием?

5. Что называют поперечным перекрытием?

6. Цель оценки качества аэрофотосъемки?

7. В каких случаях аэрофотосъемка считается удовлетворительной?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Практические занятия №3.

Тема:

Решение

задач

аэрофотоснимка:

построение

перспектив

точек

и

отрезков; определение масштаба аэрофотоснимка; определение смещений

за угол наклона, за рельеф местности в положение точек аэрофотоснимка

(10 часов)

Цель работы: Освоить методику построения перспектив точек и отрезков.

Научиться определять масштаб аэрофотоснимка; высоту

фотографирования; смещения за рельеф, угол наклона

местности в положение точек аэрофотоснимка

Порядок выполнения практического занятия

1. Построение перспектив точек.

2. Построение перспектив отрезков.

3.

Вычисление

масштаба

аэрофотоснимка.

Определение

высоты

фотографирования по аэрофотоснимку и карте.

4.

Вычисление

смещения

за

рельеф

местности

в

положение

точек

аэрофотоснимка.

5.

Вычисление

смещения

за

угол

наклона

в

положение

точек

аэрофотоснимка.

Основные теоретические положения (сведения по теме)

Пространственный чертеж центральной проекции используется при

решении задач на построение перспектив различных геометрических фигур

(рекомендуется для решения каждой задачи использовать отдельный чертеж).

На

снимках

полученных

с

помощью

кадровых

съемочных

систем,

изображение

строится

по

законам

центрального

про ецирования.

Проектирующие лучи здесь представляют собой пучок линий, проходящих

через единую точку – центр проекции.

Основные элементы центральной проекции:

S

–

центр

проекции

–

в

фотограмметрии

задняя

узловая

точка

съемочной камеры;

E

– предметная плоскость (соответствует горизонтальной плоскости

местности)

P – позитивная картинная плоскость, расположена между центром

про е к ции S

и

предметной

плоскостью E,

соответствует

позитивному

изображению аэрофотоснимка (контактному или увеличенному);

E ' – плоскость

действительного

горизонта,

проходит

через

центр

проекции S параллельно предметной плоскости E;

P' – негативная картинная плоскость (центр проекции S расположен

между

предметной

плоскостью E и картинной плоскостью P', соответствует

негативному

изображению

аэрофотоснимка),

параллельна

плоскости P,

плоскости P и P' находятся на равном расстоянии от центра проекции S.

Законы

построения

перспектив

элементов,

располагающихся

в

предметной плоскости, одинаковы для плоскостей P и P'.

Рисунок 10 – Основные элементы центральной проекции

Следует

заметить,

что

перспективы,

построенные

в

картинной

плоскости P,

соответствуют

позитивному

аэрофотоснимку

(позитиву),

а

построенные

в

картинной

пло ско сти P

' соответствуют

негативному

изображению (негативу). При дальнейших построениях будем использовать

позитивную картинную плоскость.

W – плоскость главного вертикала, проходит через центр проекции

перпендикулярно пересекая три плоскости P (или P'), E и E', след пересечения

плоскости W с картинной плоскостью называют главной вертикалью v

0

i;

i – главная точка схода;

v

0

v – проекция главной вертикали на предметной плоскости E;

T T – основание картины (картинной плоскости) - линия пересечения

картинной плоскости P с предметной плоскостью E;

h

i

h

i

– линия действительного горизонта - линия пересечения картинной

плоскости P с плоскостью действительного горизонта E';

S O – главный луч центральной проекции - перпендикулярен картинной

плоскости P,

находится

в

плоскости

главного

вертикала W и соответствует

оптической оси аэрофоаппарата;

o – главная точка картинной плоскости - пересечение главного луча SO

с картинной плоскостью P (соответствует главной точке аэрофотоснимка);

S

0

– главное расстояние - расстояние от центра проекции до главной

точки картины (соответствует фокусному расстоянию аэрофотоаппарата f);

S N – высота центра проекции S над предметной плоскостью - длина

перпендикулярна, опущенного из центра проекции S на предметную плоскость

и расположенного в плоскости главного вертикала W (соответствует высоте

аэрофотосъемки);

α

p

– угол наклона картинной плоскости P, образованный плоскостями

E и P, равный углу отклонения главного луча центральной проекции S O от

перпендикуляра SN,

опущенного

из

центра

проекции S

на

плоскость E

(соответствует углу наклона аэрофотоснимка);

n – точка надира – точка пересечения отвесного луча центральной

проекции

с

картинной

плоскостью

P

(расположена

на

главной

на

главной

вертикали v

0

i);

N – проекция точки надира на предметную плоскость E – пересечение

отвесного луча центральной проекции SN с плоскостью E;

c – точка нулевых искажений – точка пересечения биссектрисы угла oSn

=

α

p

с картинной плоскостью P (расположена на главной вертикали v

0

i);

Точки o, c, n имеют теоретическое и практическое значение при анализе

геометрических свойств аэрофотоснимка. Как следует из рисунка, расстояние

между точками o, c, n, i определяет следующими зависимостями:

on = f tg

α

p

, oc = f tg

α

p

/ 2, oi = f ctg

α

p

. Точки o, c, n расположены

достаточно близко друг к другу, соответственно, при меньших углах наклона

снимка эти расстояния также будут меньше.

Построение пространственного чертежа центральной проекции:

Исходные данные :

-

SN

=

70

мм

(SN

= Н –

высота

центра

проекции

или

высота

фотографирования, заданная в масштабе построения);

-

So

= f

=

30

мм

(Sо

= f

–

главное

расстояние,

соответствует

фокусному расстоянию аэрофотоаппарата);

-

60º (угол наклона картинной плоскости, отсчитываемый против хода

часовой стрелки от положительного направления проекции главной вертикали

VV);

-

h

i

h

i

= ТТ

= 80 мм (h

i

h

i

= ТТ – линия действительного горизонта,

основание картины);

-

V

0

V = 90 мм (V

0

V – проекция главной вертикали)

При построении плоскости

Е

и

Р,

Е'

и

Р должны быть развернуты

относительно друг друга на угол V

0

V Т = 135º (45º)

Оборудование: чертежные принадлежности, транспорт

Оформление работы:

1. Построение выполняется на листе чертежной бумаги формата А4 (297

×

210 мм);

2. На формате вычерчивают рамку черного цвета на расстоянии 20 мм

от края ее со всех сторон.

3. В верхней части формата подписывают название работы, внизу с

левой

стороны

исполнитель,

в

правой

проверяющий шрифт стандартный

ГОСТ 2.304-81.

4. Все построения, связанные с решением задач, выполняют сначала

карандашом, а затем все линии обводятся в цвете. Для большей наглядности

рекомендуется вычерчивать элементы центральной проекции в цвете:

-

черным

выделяют

предметную

плоскость

Е

и

все

элементы

ей

принадлежащие (V

0

V,

ТТ и т.д. по построению), плоскость действительного

горизонта.

- синим выделяют плоскость главного вертикала.

-

красным

выделяют

картинную

плоскость Р

и

все

элементы,

ей

принадлежащие (V

0

V и т.д. по построению).

-

зеленым

показывают

проектирующие

лучи,

исходящие

из

центра

проекции S.

Последовательность

построения

пространственного

чертежа

центральной проекции:

1. Провести

линию V

0

V

равную 90мм, таким образом, чтобы будущий

чертеж находился в центральной части листа (учесть размеры h

i

h

i

равную ТТ –

80 мм, SN равную 70 мм;

2.

Построить

плоскости Е,

Р

и Е'

согласно

построения

основных

элементов центральной проекции по исходным данным;

3.

Из

точки V

0

расположенной

на

расстоянии

третьей

части V

0

V,

построить луч V

0

i под углом

α

= 60° к прямой V

0

V;

4.

Построение

точки i – главной точки схода. Для этого необходимо

построить горизонтальную прямую, параллельную прямой V

0

V и удаленную от

нее

на

расстоянии SN

равную 70 мм. В пересечении построенной прямой с

лучом в V

0

i находится искомая точка i;

5. Определяем положение точки S. Для этого промерить расстояние от S

до i равное f = 30 мм.

Рисунок 11 – Построение пространственного чертежа центральной проекциии

1. Построение перспектив точек

На подготовленном пространственном чертеже произвольно обозначить

положение точки А (В) в предметной плоскости.

Для

построения

ее

перспективы

следует

выполнить

следующие

действия:

1.

Провести

виртуальную

проектирующую

плоскость Q, проходящую

через

центр

проекции S

и

исходную

точку А (В ) (через две точки можно

провести

бесконечное

множество

плоскостей).

Выбираем

од н у,

ориентированную таким образом, чтобы пересечь линии ТТ и h

i

h

i

. Плоскость Q

образует с плоскостями Е, Р, Е' три следа сечения. Перспективой точки А (В)

является

точка

пересечения

проектирующего

луча SА

(В)

с

картинной

плоскостью Р.

Перспектива точки А (В) расположена в проектирующей плоскости Q в

картинной

плоскости Р

и

на

проектирующем

луче SА

(В).

На

линии

пересечения

плоскостей Р

и Е будет

лежать

перспектива

точки А (В). Для

построения искомой прямой в плоскости Р необходимо предварительно найти

следы сечения проектирующей плоскости Q с плоскостями Е и Е'.

2.

Для

определения

на

чертеже

следа

сечения

плоскости Е

следует

провести след сечения (линию) в предметной плоскости Е через исходную

точку А (В)

до

пересечения

с

основанием

картины ТТ. точку пересечения

обозначим k

1

.

Заданный

след

сечения

устанавливает

положение

выбранной

проектирующей плоскости Q.

3.

Определяем

положение

следа

сечения

плоскости

действительного

горизонта Е'. Для этого из центра проекции S провести линию в плоскости Е'

параллельно следу сечения А (В) k

1

, до линии действительного горизонта h

i

h

i

.

На линии h

i

h

i

получим точку i

1

.

4.

Определяем

положение

следа

сечения

в

картинной

плоскости Р,

соединив точки k

1

и i

1

.

5.

Определяем

положение

перспективы

точки

А

(В)

в

картинной

плоскости Р. Из центра проекции S проводим проектирующий луч SА (B). В

пересечении с картинной плоскостью (след сечения k

1

i

1

) находится перспектива

точки а (b).

Контрольные вопросы

1. Центральная проекция?

2. Изображение точки центральной проекции?

3.Перечислите основные точки центральной проекции?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический проект,

2016

Пример: Построение перспектив точек

. Построение перспектив отрезков

На подготовленном пространственном чертеже произвольно обозначить

отрезок принадлежащий прямой, пересекающей линию ТТ.

1. Проводим виртуальные проектирующие плоскости Q

1

Q

2

проходящие

через центр проекции S и отрезки АВ и DC. Через отрезок, расположенный в

предметной

плоскости,

и

точку S

можно

провести

единственную

проектирующую плоскость;

2. Провести следы сечения проектирующих плоскостей с предметной

плоскостью – прямые АВ и DС – до пересечения с основанием картины ТТ в

точках k

1

и k

2

;

3. Определяем положение следов сечения проектирующих плоскостей

Q

1

и Q

2

с плоскостью действительного горизонта Е'. Из центра проекции S

провести линии в плоскости Е' параллельно следам сечения А В k

1

и DС k

2

до

линии действительного горизонта h

i

h

i

. На линии h

i

h

i

получаем две точки i

1

и i

2

.

4. Определяем положение следов сечения виртуальных проектирующих

плоскостей Q

1

и Q

2

с картинной плоскостью Р, соединив точки k

1

и i

1

(k

2

и i

2

).

5. Определяем положение перспектив отрезков АВ

и DС в картинной

плоскости Р. Из центра проекции S провести два проектирующих луча SА и SВ.

В пересечении с картинной плоскостью (со следом сечения k

1

i

1

) получится

перспектива аb отрезка АВ, аналогично проводится построение перспективы dc

отрезка DС.

Контрольные вопросы

1. Центральная проекция?

2. Изображение отрезков в центральной проекции?

3. Варианты построения перспектив отрезков в предметной плоскости?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Пример: Построение перспективы отрезков

.

Вычисление

масштаба

аэрофотоснимка.

Определение

высоты

фотографирования по аэрофотоснимку и карте.

3.1 Вычисление масштаба аэрофотоснимка

Исходные данные: контактный аэрофотоснимок ;

топографическая карта масштаба 1: 10 000

на данный участок съемки.

Оборудование: чертежные принадлежности, инженерный калькулятор

Оформление аэрофотоснимка и топографической карты:

- красный – длина базиса, угловые точки базиса аэрофотоснимка и карты

- черный – четверти снимка I…IV, Х и У

- зеленый – сетка нитей Х и У

Основные теоретические положения (сведения по теме)

Масштаб

снимка

в

целом

или

его

частей

определяют

путем

сопоставления соответственных расстояний на снимке и местности или карте.

Если бы было известно направление главной вертикали, то определение

среднего

масштаба

снимка

выполняется

при

минимальном

количестве

измерений. Поэтому надо измерить по 2 базиса, в каждой четверти снимка, не

приближаясь к его краю менее 10 мм, длиной от 20 до 50 мм.

Рисунок 12 – Расположение базисов при определении частных

масштабов аэрофотоснимка

Концами базисов должны быть надежно идентифицирующиеся точки

снимка и карты. Угловые точки базиса аэрофотоснимка и карты обозначают

цифрами 1… 8.

1

m

=

l

C Н

L

М

(4)

Если участок съемки далеко, но есть карта на участок съемки, то базисы

можно опознать на карте, измерив их, тогда масштаб

1

m

=

l

C Н

l

k

× М

k

(5)

где М

к

– знаменатель карты

l

сн

– длина базиса на снимке, мм

l

k

– длина базиса на карте, мм

1

m

– масштаб снимка

1. Измерить каждый базис на снимке (l

сн

) и карте (l

k

). Результаты заносят

в журнал.

Таблица 2 – Журнал измерения метрических свойств аэрофотоснимка

№ четверти

№ базиса

Длина базисов,

мм

Масштабы

Уклонения масштабов

l

сн

l

k

m

i

m

част

m

ср

∆m

i

∆m

i

/

m

ср

I

1

37

51

13784

13797

13517

-280

-1/48

2

42

58

13809

II

3

43

60

13953

13539

-22

-1/614

4

48

63

13125

III

5

50

69

13800

13686

-169

-1/80

6

28

38

13571

IV

7

39

52

13333

13046

+471

+1/29

8

29

37

12759

2. Вычислить значение знаменателя масштаба по каждому из базисов

m

i

=

l

k

× M

k

l

сн

(6)

где l

сн

– длина базиса на снимке, мм

l

k

– длина базиса на карте, мм

М

k

– знаменатель карты

m

i

– масштаб снимка

3. Вычислить знаменатель частного масштаба каждой четверти

m

част

= (m

1

+ m

2

) / 2

(7)

4. Вычислить средний масштаб снимка и отклонения частных масштабов

от найденного среднего масштаба

m

ср

= ∑

m

част

/ 4

(8)

∆m

i

=

m

ср

- m

част

(9)

5.

Оценить

ожидаемую

точность

использования

среднего

масштаба

снимка при линейных измерениях в любой его части и по любому направлению.

∆m

i

/

m

ср

(10)

Результат выразить аликвотной дробью.

6.

Выполнить

заключение

на

основании

полученного

значения

знаменателя масштаба m

ср

.

Контрольные вопросы

1. Масштаб аэрофотоснимка?

2. Определение среднего масштаба аэрофотоснимка?

3. В какой части снимка масштаб будет постоянен?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Пример: Вычисление масштаба аэрофотоснимка

Исходные данные: контактный аэрофотоснимок – 545;

топографическая карта масштаба 1: 10 000

на данный участок съемки.

1. Измерить каждый базис на снимке (l

сн

) и карте (l

k

). Результаты заносят

в журнал.

Таблица 2 – Журнал измерения метрических свойств аэрофотоснимка

№ четверти

№ базиса

Длина базисов,

мм

Масштабы

Уклонения масштабов

l

сн

l

k

m

i

m

част

m

ср

∆m

i

∆m

i

/

m

ср

I

1

35,8

48,9

13659

12121

13459

1338

1/10

2

30,9

32,7

10583

II

3

28,2

39,5

14007

14144

-685

-1/20

4

23,3

30,5

13090

III

5

29,2

41,7

14281

14348

-889

-1/15

6

41

59,1

14415

IV

7

41,3

54,4

13172

13223

236

1/57

8

22,3

29,6

13274

2. Вычислить значение знаменателя масштаба по каждому из базисов

m

i

=

l

k

× M

k

l

сн

=

48,9× 10000

35,8

=

13659

3. Вычислить знаменатель частного масштаба каждой четверти

m

част

= (m

1

+ m

2

) / 2 = (13659 + 10583) / 2 = 12121

4. Вычислить средний масштаб снимка и отклонения частных масштабов

от найденного среднего масштаба

m

ср

= ∑

m

част

/ 4 = 53836 / 4 = 13459

∆m

i

=

m

ср

- m

част

= 13459 – 12121 = 1338

5.

Оценить

ожидаемую

точность

использования

среднего

масштаба

снимка при линейных измерениях в любой его части и по любому направлению.

∆m

i

/

m

ср

= 13459 / 1338 = 1/10

6.

Выполнить

заключение

на

основании

полученного

значения

знаменателя масштаба m

ср

.

Масштаб аэрофотоснимка 545 – 1:13 400

3.2

Определение

высоты

фотографирования

по

аэрофотоснимку

и

карте

Исходные данные: контактный аэрофотоснимок;

топографическая карта масштаба 1: 10 000

на данный участок съемки,

f = 100 мм

Оборудование: чертежные принадлежности, инженерный калькулятор

Оформление аэрофотоснимка и топографической карты:

- красный – длина базиса, угловые точки базиса аэрофотоснимка и карты

Основные теоретические положения (сведения по теме)

Высоту

фотографирования

можно

получить

из

формулы

масштаба

1

m

=

f

H

→ H

=

f ×m

или

H

=

l

k

× M

k

l

сн

× f

(11)

где H – высота фотографирования, м

l

сн

– длина базиса на снимке, мм

l

k

– длина базиса на карте, мм

М

k

– знаменатель карты

f – фокусное расстояние, мм

Для определения высоты фотографирования, на аэрофотоснимке надо

выбрать и измерить 1 базис, не приближаясь к его краю менее 10 мм, длиной от

20 до 50 мм.

Рисунок 13 – Расположение базиса при определении высоты

фотографирования аэрофотоснимка

Пример: Определения высоты фотографирования аэрофотоснимка

Исходные данные: контактный аэрофотоснимок – 545;

топографическая карта масштаба 1: 10 000

на данный участок съемки,

f = 100 мм

Журнал измерения базиса аэрофотоснимка

№ базиса

Длина базиса, мм

l

сн

l

k

1

35

48

H

=

l

k

× M

k

l

сн

× f

=

48 ×10000

35

×100

=

1371

м

4. Вычисление смещения за рельеф местности в положение точек

аэрофотоснимка.

Исходные данные: контактный аэрофотоснимок;

f = 100 мм;

вариант задания уточнить у преподавателя

Номер

варианта

α

χ°

Х

1

, м

У

1

, м

Х

2

, м

У

2

, м

h

1

, м

h

2

, м

°

´

0

2

33

34

-52,3

-39,4

-49,1

+73,5

-30

+39

1 (14)

2

31

32

+54,2

-67,4

-47,5

+74,8

-28

+37

2 (15)

2

32

33

+42,8

+68,9

+49,4

-80,0

-29

+38

3 (16)

2

33

34

-52,3

-39,4

-49,1

+73,5

-30

+39

4 (17)

2

34

35

+70,4

+83,4

-52,7

+67,6

-31

+40

5 (18)

2

35

36

+36,2

+74,2

-52,6

+70,8

-32

+41

6 (19)

2

36

37

-18,4

+81,4

-41,6

+16,7

-33

+42

7 (20)

2

37

38

+24,6

+58,7

-51,4

+44,8

-34

+43

8 (21)

2

38

39

-29,7

+59,3

+47,6

+76,4

-35

+44

9 (22)

2

39

40

-18,4

-64,1

-31,8

+49,7

-36

+45

10 (23)

2

40

41

+64,2

+14,7

+41,5

-68,2

-37

+46

11 (24)

2

41

42

+37,2

+48,4

-51,2

-74,9

-38

+49

12 (25)

2

42

43

-31,5

+62,7

-21,9

-78,5

-39

+47

13 (26)

2

43

44

-

42,3

-

51,5

+37,4

+70,2

-40

+48

Оборудование: чертежные принадлежности, транспортир,

инженерный калькулятор

Оформление работы:

1. На листе чертежной бумаги формата А4 (210

×

297 мм) вычертить

размер

формата кадра

180

×

180 мм, как на аэрофотоснимке. Построить

координатные метки и оси координат.

2. В верхней части формата подписывают название работы, внизу с

левой

стороны

исполнитель,

в

правой

проверяющий шрифт стандартный

ГОСТ 2.304-81.

3. Все построения, связанные с решением задач, выполняют сначала

карандашом, а затем все линии обводятся в цвете:

- черный – координатные метки, Х и У, J, точки 1 и 2

- зеленый – оси координат

Работу выполняют в такой последовательности:

1. Нанести по координатам Т

1

и Т

2

., согласно выданного варианта

2. Построить угол χ, и провести главную вертикаль J,

где χ – угол в плоскости снимка между главной вертикалью «

υ υ

1

»

снимка и осью «Х» снимка

3. Вычислить расстояние on и oc, мм

оn = f

×

tg

α

(12)

ос = f

×

tg α

2

(13)

Рисунок 14 – Построение чертежа точек за рельеф снимка

7. Вычислить поправки в положение точек за рельеф и нанесите их на

аэрофотоснимок (синим цветом). Если поправка с «+» к точке n, если с «-», то

от точки n.

δ

h

1

=

rh

H

(14)

δ

h

2

=

rh

H

(15)

где

δ

h

i

- поправка в положение точек за рельеф, мм

r – расстояние на снимке от данной точки до точки надира мм;

h – превышение точки местности над произвольной горизонтальной

плоскостью м;

Н – высота фотографирования над этой же плоскостью 1 000 м

Рисунок 15 – Построение чертежа точек за наклон снимка

Контрольные вопросы

1. Смещение точки на аэрофотоснимке за рельеф?

Литература

1. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Пример: Вычисления смещения за рельеф местности в положение точек

аэрофотоснимка

Исходные данные: контактный аэрофотоснимок;

f = 100 мм

Вариант – 0

α

χ°

Х

1

, мм

У

1

, мм

Х

2

, мм

У

2

, мм

h

1

, м

h

2

, м

°

´

2

33

34

-52,3

-39,4

-49,1

+73,5

-30

+39

Вычислить расстояние on и oc, мм

оn = f

×

tg

α

=100

×

tan 2 ° 33 '

= + 4,5 мм

ос = f

×

tg α

2

= 100

×

tan

2° 33'

2

= + 2,2 мм

Вычислить поправки в положение точек за рельеф и нанесите их на

аэрофотоснимок (синим цветом). Если поправка с «+» к точке n, если с «-», то

от точки n.

δ

h

1

=

rh

H

=

−

30 × 67,14

1000

=−

2,01

мм

δ

h

2

=

rh

H

=

39× 92,53

1000

=

3,6

мм

5.

Вычисление

смещения

за

угол

наклона

в

положение

точек

аэрофотоснимка.

Исходные

данные: воспользоваться

данными

практического

занятия

по

вычислению

смещения

за

рельеф

местности

в

положении

точек

аэрофотоснимка.

Рисунок – 16 Построение чертежа

На подготовленном чертеже измерить углы

φ

( дирекционный угол)

против часовой стрелки от положительного конца главной вертикали до линии

Тс – Тс

1

; Тс – Тс

2

Вычислить поправки в положение точек за наклон снимка, и нанести их

на аэрофотоснимок (красным цветом). Если поправка с «+», то к точке с, если с

«-» , то от точки с.

δ

α

1

=

−

r

2

× cosφ × sin α

f

(16)

δ

α

2

=

−

r

2

× cosφ × sin α

f

(17)

где

δ

α

i

– поправка в положение точек за наклон снимка, мм

φ

– угол между линей неискаженных масштабов и направлением,

проведённым на данную точку из точки нулевых искажений с

r – расстояние от точки с до данной точки, мм

Контрольные вопросы

1. Смещение в положении точки на аэрофотоснимка за наклон?

Литература

1. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Пример:

Вычисление

смещения

за

угол

наклона

в

положение

точек

аэрофотоснимка.

Исходные

данные: воспользоваться

данными

практического

занятия

по

вычислению

смещения

за

рельеф

местности

в

положении

точек

аэрофотоснимка.

На подготовленном чертеже измерить углы

φ

( дирекционный угол)

против часовой стрелки от положительного конца главной вертикали до линии

Тс – Тс

1

; Тс – Тс

2

φ

1

=¿

250°

φ

2

=¿

159°

Вычислить поправки в положение точек за наклон снимка, и нанести их

на аэрофотоснимок (красным цветом). Если поправка с «+», то к точке с, если с

«-» , то от точки с.

δ

α

1

=

−

r

2

× cosφ × sin α

f

=

−

65,94

2

× cos 250° × sin 2 ° 33 '

100

= 0,7 мм

δ

α

2

=

−

r

2

× cosφ × sin α

f

=

−

84,41

2

× cos159 ° × sin 2° 33 '

100

= 3,0 мм

Практические занятия №4.

Тема: Изготовление одномаршрутной фотосхемы

(6 часов)

Цель работы: Освоить методику изготовления одномаршрутной фотосхемы

Порядок выполнения практического занятия

1. Изготовить одномаршрутную фотосхему.

2. Изготовить корректурный лист фотосхемы

Исходные данные: контактные аэрофотоснимки;

топографическая карта масштаба 1:10 000 на данный

участок съемки

Оборудование: планшет, циркуль-измеритель, скальпель, наколки,

чертежные принадлежности, клеящий карандаш, картон

Основные теоретические положения (сведения по теме)

Фотосхемо

й

называется

фотографическое

изображение

местности,

полученное из рабочих площадей контактных, увеличенных или приведенных к

масштабу аэрофотоснимков.

При значительной разномаштабности конкретных снимков они могут

быть приведены примерно к одному масштабу по соответственным отрезкам на

их

перекрытиям.

Но

если

учесть,

что

съемку,

как

правило,

выполняют

в

масштабе,

значительно

отличающемся

от

масштаба

картографирования,

то

можно считать приведенные фотосхемы чисто теоретическими.

Фотосхемы

в

производственных

предприятиях

изготавливают

преимущественно

одномаршрутные.

Если

возникает

необходимость

в

обеспечении

фотосхемами

территорий,

выходящих

по

площади

за

пределы

одномаршрутной

фотосхемы,

то

монтируют

несколько

одномаршрутных

фотосхем. Наклеивают их на основу одну под другой. Это позволяет избежать в

некоторых

случаях

значительных

расхождений

ситуационных

элементов

в

полосе поперечного перекрытия фотосхемы. Маршрутные границы рабочих

площадей

фотосхем,

проведенные

по

их

идентичным

точкам,

могут

существенно различаться по их начертанию.

Фотосхемы

можно

использовать

только

как

приближенный

план

местности, так как кроме искажений, присущих аэрофотоснимкам, из которых

они составлены, здесь имеются дополнительные погрешности их монтажа.

Главное преимущество фотосхем – в оперативности их изготовления - сразу

после проведения аэрофотосъемки при наличии простейших инструментов и

материалов.

Фотосхемы

можно

использовать

для

решения

различных

производственных задач.

В зависимости от назначения, масштаба аэрофотосъемки и площади

объекта изготавливают либо одиночный увеличенный аэрофотоснимок, либо

одномаршрутную фотосхему, либо многомаршрутную.

Различают два способа монтажа фотосхем – по соответственным точкам

и по начальным направлениям.

Первый

способ

может

быть

реализован

в

двух

вариантах

–

индивидуальной и совместной обрезки снимков.

Работу выполняют в такой последовательности:

1.

Делают

монтаж

1-го

и

2-го

снимков

маршрута,

чтобы,

наложив

первый

снимок

на

второй,

добиться

совмещения

одноименных

контуров.

Намечают приблизительно середину двойного продольного перекрытия.

Рисунок 17 – Монтаж 1-го и 2-го снимков маршрута

2.

Раздвигают

аэроснимки

и

вблизи

линии

середины

двойного

продольного перекрытия на расстоянии 1,5 – 2,5 см от верхнего и нижнего

краев снимков опознают две одноименные точки четких контуров на левом (а

л

,

в

л

) и правом (а

п

, в

п

) снимках. Накалывают эти точки.

Рисунок 18 – Монтаж 1-го и 2-го снимков маршрута с одноименными

точками

Чтобы избежать вырезов, т.е. пропуска ситуации, точки а и в выбирают

на высоких участках местности.

3. Приложив линейку к точкам а

л

, в

л

скальпелем обрезают левый снимок

(96), а затем правый снимок (97). Обрезки снимков 96 и 97 заштрихованы на

рисунках. Пронумерованные снимки выдаются преподавателем.

4. Оставшуюся часть снимка 97 и остальные снимки обрезают способом

совместной обрезки. Для этого из них изготавливают накидной монтаж, т.е.

монтируют

эти

снимки

последовательно

способом

мелькания,

совмещая

контурные точки, расположенные на серединах продольных перекрытий и на

наиболее высоких местах. По мере монтирования аэрофотоснимки закрепляют

грузиками.

Правильность

монтирования

проверяют

наколом

нескольких

контурных точек, которые выбирают приблизительно на серединах перекрытий.

Произвести

нарезку

аэрофотоснимков

по

серединам

продольных

перекрытий: оба снимка режут однократным движением скальпеля. Формы

порезов

могут

быть

различны:

зигзагообразная,

криволинейная

и

комбинированная.

Рисунок 19 – Формы порезов аэрофотоснимков

Линию пореза проводят по местам наилучшей сходимости контуров по

середине

перекрытий,

по

наиболее

темным

частям

с

возможно

большей

однотонностью. Обрезанные аэрофотоснимки наклеивают на основу.

При выполнении совместной обрезки необходимо выполнять следующие

условия:

- линия пореза не должна пересекать линейные объекты под острым

углом;

- порез не должен проходить по постройкам и другим мелким контурам;

- порез не должен проходить ближе чем на 1 мм от важных линейных

контуров (дорог, рек и т. п.);

-

порез

желательно

проводить

по

контурам,

имеющим

фото

тон

примерно одинаковой плотности на смежных аэрофотоснимках.

Обрезки

аэрофотоснимков

сохранить

для

выполнения

корректуры

фотосхемы.

5.

Центральные

части

аэрофотоснимка

совмещают

с

одноименными

контурами.

Монтирование

аэрофотоснимков

считается

удовлетворительным,

если вырезы не будут превышать 0,5 мм.

6. Фотосхемы характеризуются средним масштабом. Для этого по краям

рабочих

площадей

начального

и

конечного

аэрофотоснимков

маршрута

опознают по два базиса на фотосхеме и топографическом плане (всего по

четыре базиса).

Измеряют расстояния (базисы) между крайними снимками маршрута на

фотосхеме l

сн

(1 ,2, 3, 4) и соответствующие расстояния l

k

,

на карте с точностью

0,1 мм.

Вычисляют масштаб фотосхемы по каждому базису по формуле

m

i

=

l

k

× M

k

l

сн

(18)

где l

сн

– длина базиса фотосхемы, мм

l

k

– длина базиса на карте, мм

М

k

– знаменатель карты

m

i

– масштаб фотосхемы

Вычислить средней масштаб фотосхемы и подписать его.

Метрические свойства фотосхемы в пределах вмонтированных в нее

рабочих площадей снимка остаются теми же, что и для отдельных снимков.

Измерения небольших расстояний через порез могут содержать существенные

дополнительные погрешности. О размерах их можно судить по результатам

оценки качества монтажа. С увеличением расстояния и площадей точность

результатов их измерений будет выше, так как распределение погрешностей,

обусловленных

влиянием

наклона

снимка

и

рельефа

местности,

а

также

наличием вырезов и дуплетов на порезах, будет приближаться к нормальному.

7. Качество монтажа фотосхемы оценивают с помощью обрезков. На

каждом

порезе

можно

использовать

любой

из

двух

обрезков.

Обрезок

прикладывают

к

порезу

так,

чтобы

элементы

изображения

на

нем

точно

совпадали

с

элементами

вмонтированного

в

фотосхему

фрагмента

снимка.

Иглой вдоль пореза, не отступая далеко от него, через 2 – 3 см, накалывают

четные точки изображения. Сняв обрезок, измеряют отклонения наколов от то-

чек,

которые

накалывают

на

обрезе.

Аналогично

выполняют

контроль

по

другим порезам. Принципиально можно измерять абсолютные отклонения. Но

более важно оценить смещение наноса в продольном направлении.

Величины расхождений ∆l записать на корректурный лист.

Знак (–) соответствует вырезу, т. е. когда контур снимка фото схемы

находится между порезом и наколом, производимым с обрезка, а знак (+) –когда

накол

с

обрезка

приходится

между

соответствующим

контуром

и

порезом

(дублет). При монтаже фотосхемы опасны вырезы, т. к. в этом случае мелкие

контуры

вблизи

пореза

могут

оказаться

на

обрезках,

а

не

на

фотосхеме

(допускается вырез до – 0,5 мм).

Рисунок 20 – Корректурный лист фотосхемы

8.

Оформляют

фотосхему

в

соответствии

требований.

При

монтаже

длинных

одномаршрутных

фотосхем

по

описанному

способу

возможно

искривление

маршрута

за

счет

систематических

ошибок

установки

аэрофотоаппарата,

влияния

рельефа

местности,

угла

наклона α

и

ошибок

монтажа.

Рисунок 21 – Оформление фотосхемы

После контроля фотосхему наклеивают на формат бумаги (картон) А4,

прочерчивают

прямые

линии

(черным

цветом),

ограничивающие

рабочую

площадь

и

оформляют

надписями.

Обрезки

фотоснимков

подписанные

вкладываются в конверт.

Контрольные вопросы

1. Что называют фотосхемой?

2. Для каких целей используют фотосхемы?

3. Сущность одномаршрутной фотосхемы?

4. Сущность многомаршрутной фотосхемы?

5. В чем отличие одномаршрутной от многомаршрутной фотосхемы?

6. Способы монтажа?

7. Правила определения дублетов и вырезов?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Пример: Изготовления одномаршрутной фотосхемы 554 – 556

Работу выполняют в такой последовательности:

Делают монтаж снимков маршрута

Наложив 554 на 555, добиться совмещения одноименных контуров. Намечают приблизительно середину двойного

продольного перекрытия, накалывают точки контуров а

л

, в

л

и а

п

, в

п

.

Приложив линейку к точкам а

л

, в

л

скальпелем обрезают левый снимок 554, а затем правый снимок 555. Обрезки

снимков 554 и 555 подписывают.

Снимки 555 и 556 разрезать совместно с преподавателем.

Журнал определения масштаба аэрофотоснимка

№ базиса

Длина базиса, мм

m

l

сн

l

k

1

35

48

13714

2

20

22

11000

3

30

42

14000

4

20

24

12000

Средний масштаб

12678

Обрезки после монтажа одномаршрутной фотосхе

Практические занятия №5.

Тема:

Получение

прямого,

обратного

и

нулевого

стереоэффекта

по

аэрофотоснимкам. Рисовка рельефа

(6 часов)

Цель

работы: Освоить методику получения прямого, обратного и нулевого

стереоэффекта по аэрофотоснимкам. Рисовка рельефа.

Порядок выполнения практического занятия

1. Изучить устройство линзово-зеркального стереоскопа (ЛЗС).

2. Использование ЛЗС для изучения стереомодели местности.

3. Рисовка рельефа.

Исходные данные: контактные аэрофотоснимки

Оборудование: стереоскоп ЛЗС, чертежные принадлежности

Основные теоретические положения (сведения по теме)

Пространственное восприятие двух плоских изображений называется

стереоскопическим эффектом (стереоэффектом). Он может быть прямым, если

левый снимок рассматривать левым глазом и одновременно правый - правым.

Если снимки поменять местами, получится обратный стереоэффект; вогнутости

при этом будут казаться выпуклостями и наоборот.

Два

смежных,

начисто

перекрывающихся

снимка,

полученных

с

некоторого базиса фотографирования, называются стереопарой.

Рисунок 22 – Изучение стереомодели местности при помощи ЛЗС

Зеркально-линзовый стереоскоп ЛЗС состоит из 4-х зеркал (2-х больших

и

2-х

малых),

расположенных

приблизительно

под

углом

45°

к

плоскости

рассматриваемых фотоснимков и 2-х линз.

Линзы увеличивают изображения и согласуют конвергенцию (поворот

зрительных осей и аккомодацию (фокусировку изображения) глаз во время

наблюдения стереоэффекта.

Прямой стереоэффект возникает при рассматривании левого снимка

левым глазом, а правого – правым.

Рисунок 23 – Схема расположения снимков для получения прямого

стереоэффекта (перекрывающиеся части снимков

покрыты сетчатым полем)

Если

снимки

поменять

местами,

то

физиологические

параллаксы

поменяет знак, и будет наблюдаться обратный стереоэффект т.е. например,

возвышенности будут восприниматься как углубления.

Рисунок 24 – Схема расположения снимков для получения обратного

стереоэффекта

Если оба снимка повернуть на 90° и сместить вверх-вниз относительно

друг

друга,

то

будет

наблюдаться нулевой стереоэффект, т.е. два плоских

изображения сольются в одно плоское.

Рисунок 25 – Схема расположения снимков для получения нулевого

стереоэффекта

Это объясняется тем, что вдоль глазного базиса установятся ординаты

точек,

разности

которых

вызываются

разными

положениями

снимков

в

пространстве, а не рельефом местности.

Работа выполняется в такой последовательности:

1.

Для

получения

стереоэффекта

два

сопряженных

изображения,

полученных

с

произвольного

базиса,

размещают

на

расстоянии

среднего

глазного базиса. Оптическую ось каждого глаза следует направлять на одну и ту

же контурную точку. Обе точки должны слиться в одну четко видимую в

середине. Одновременно пара рассматриваемых изображений сольется в одно

пространственное изображение - стереомодель.

2.

Для

наблюдения

стереомодели

наиболее

простым,

но

широко

используемым в практике прибором является стереоскоп. К поверкам можно

отнести

внешний

осмотр

и

поверку

правильности

зеркал.

Общий

осмотр

заключается

в

проверке

целостности

и

чистоты

линз

и

зеркал,

а

также

прочности

их

крепления.

Проверить

попарную

параллельность

зеркал

стереоскопа. Для этого на листе бумаги прочертить прямую линию длиной 40

см

и

установить

над

ней

стереоскоп

так,

чтобы

его

базис

располагался

параллельно этой линии. Наблюдатель должен видеть одну прямую линию.

Если видны две параллельные линии, ориентирование стереоскопа уточняют

разворотом до слияния прямых. Невыполнение данного условия не позволит

добиться

этого,

поскольку

между

линиями,

образуется

угол.

Подкладывая

полоски

бумаги

между

оправой

зеркал

и

основой

прибора,

установить

непараллельность зеркал.

Рисовка рельефа

Исходные данные: аэрофотоснимки масштаба 1:45 000, f

к

= 100 мм

абсолютная высота фотографирования Н

АБС

= 5 200 м;

базис фотографирования левого снимка b

л

= 40,5 мм;

минимальная отметка в северной половине рабочей

площади стереопары (у ручья над левым центром)

А

1

= 200 м.

Оборудование: стереоскоп, чертежные принадлежности,

масштабная линейка, циркуль-измеритель.

Работа выполняется в такой последовательности:

На

снимках

№2108

и

№2109

определяем

главные

точки

путем

соединения

противоположных

меток,

взаимно

опознать

их

на

смежных

снимках, наколоть тонкой иглой и оформить квадратом со стороной 5 мм. Точка

пересечения линий между метками 1 - 2 и 3 - 4 определит положение главных

точек О

л

и О

п

, а сами линии будут являться осями соответственно х и у плоской

системы координат снимков Оху.

Рисунок 26 – Аэрофотоснимок с осями координат

Соединить главные точки прямыми линиями (начальные направления)

на обоих снимках. Следует учитывать, что главная точка снимка №2109 попала

на ось абсцисс (х) снимка №2108, поэтому координатная система левого снимка

остается

неизменной.

Главная

точка

снимка

№2108

индентифицируется

(опознается)

на снимке №2109 выше на 0,6 мм, поэтому на эту величину

необходимо развернуть оси координат на правом снимке.

Измерить базисы с помощью измерителя и масштабной линейки, т.е.

определить расстояние между главными точками на левом и правом снимках с

точностью 0,1 мм и выписать из значение в таблицу.

На

левом

и

правом

аэрофотоснимке

отметит

рабочую

площадь

стереопары.

Слева

и

справа

границы

рабочей

площади

стереопары

проводятся

вертикальными

линиями,

которые

проходят

через

главные

точки,

а

горизонтальные линии проводят по середине 40% поперечного перекрытия.

В

северной

части

рабочей

площади

аэрофотоснимка

наносят

по

координатам точки и их отметки в характерных местах рельефа с известными

отметками (положение пикетных точек и отметок).

Рисунок 27 – Аэрофотоснимок с пикетами

Расположить снимки под стереоскопом так, чтобы получить прямой

стереоэффект. Для этого правый аэрофотоснимок положить под правую часть, а

левый

–

под

левую

часть

стереоскопа.

Для

получения

стереоэффекта

необходимо

перемещать

аэрофотоснимки,

сдвигая

или

раздвигая

их

вдоль

линии главного базиса с одновременным разворотом на небольшие углы в своих

плоскостях до совпадения линий начальных направлений. В результате этих

действий наблюдатель должен увидеть объемное изображение, т.е. получить

стереоскопическую

модель,

которая

будет

адекватна

сфотографированной

местности.

В ряде случаев искажения стереоскопической модели, полученной под

стереоскопом, вызывают у наблюдателя несоответствие видимых элементов

рельефа, которые могут быть определенны по отметкам, которые приведены в

таблице.

Поэтому

необходимо

добиться,

чтобы

видимые

формы

рельефа

соответствовали действительным путем наклона стереоскопической модели в

поперечном и продольном направлениях.

Таблица 3 – Определение отметок характерных рельефных точек

Н

АБС

= 5200 м b

л

= 40,5 мм А

1

= 200 м В = 1988,6 м f

к

= 100 мм

№№

пикето

в

х

л,

мм

у

л

,

мм

х

п,

мм

Р

i,

мм

∆ р

i

,

мм

h

i

, м

A

i

, м

Описание

местоположения

пикета

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

0,5

-39,0

39,0

-

-

200

Min A – тальвег С

2

15,5

0

-24,4

39,9

+0,9

+111

311

Ручей на л. базиса

3

8,2

53,5

-37,1

45,3

+6,3

+684

884

Высота СЗ угол

4

2,35

13,5

-37,3

39,65

+0,65

+80

280

Белое разветвление

5

11,4

10,8

-30,3

41,7

+2,7

+318

518

Вершина у л.ц.

6

18,0

21,5

-24,3

42,3

+3,3

+383

583

Седловина СВ л.ц.

7

40,0

19,0

-4,4

44,4

+5,4

+598

798

Вершина над п.ц.

8

35,2

52,3

-9,2

44,4

+5,4

+598

798

Тальвег в СВ углу

9

36,3

39,0

-8,5

44,8

+5,8

+636

836

Вершина (скала)

10

31,5

45,0

-11,9

43,4

+4,4

+498

898

Тальвег

11

3,0

27,8

-39,5

42,5

+3,5

+404

604

Вершина 2 над л.ц.

12

40,5

0

0

40,5

+1,5

+182

382

Центр правый

13

31,2

-0,7

-11,0

42,2

+3,2

+372

572

Седловина

14

-1,0

32,0

-43,0

42,0

+3,0

+351

551

Тальвег

15

17,5

17,0

-23,6

41,1

+2,1

+251

451

Поворот ручья

16

40,0

27,0

-3,0

43,0

+4,0

+457

657

Верх ручья

17

0

49,3

-45,3

45,3

+6,3

+684

884

Хребет

18

0

55,0

-44,0

44,0

+5,0

+558

758

Угол рабоч. площ.

ПТ

21,1

59,3

-25,7

46,8

+7,8

+820

1020

Хребет за раб.пл.

Наклон модели в поперечном направлении производится путем поворота

левого аэрофотоснимка в своей плоскости на небольшой угол, не нарушая

стереоэффекта,

до

такого

положения,

при

котором

наступит

при-

мерное

соответствие

видимых

форм

рельефа

действительным.

Если

возникает

необходимость поворота модели в продольном направлении, то под один из

снимков с более мелким масштабом положить картон, фанеру или тетрадь,

толщину которой подбирают практически.

После приближенного ориентирования модели в высотном отношении

закрепить

аэрофотоснимки

небольшими

полосками

скотча.

Изучить

характерные

формы

рельефа

(лощины,

седловины,

хребты,

возвышения,

обрывы

и

т.д.),

установить

общий

уклон

рельефа

по

ручьям

и

водотокам,

нанести скелет местности в виде структурных линий. При этом необходимо

помнить,

что

наблюдаемая

под

зеркально-линзовым

стереоскопом

модель

кажется приподнятой к ее краям. Поэтому рекомендуется рассматривать модель

и производить рисовку рельефа по зонам, используя только центральную часть

поля

зрения

стереоскопа,

произвольно

передвигая

его

над

закрепленными

аэрофотоснимками.

Источник

света

при

этом

лучше

всего

расположить

относительно

снимков

с

той

стороны,

с

которой

было

солнце

при

фотографировании местности (это устанавливается по направлению теней).

Рассматривая

стереоскопическую

модель

в

пределах

южной

части

рабочей

площади

стереопары),

необходимо

определить

местоположение,

наколоть и пронумеровать на левом и правом снимках пикеты характерных

точек

рельефа.

Например,

минимальную

отметку

на

ручье,

максимальную

высоту хребта в южной части рабочей площади стереопары и другие низины,

вершины, седловины и переломные точки рельефа.

Измерить координаты этих пикетов на левом аэрофотоснимке и только

абсциссы

на

правом

снимке.

Результаты

измерений

занесены

в

таблицу

в

столбцы 3, 4 и 5.

Вычислить базис фотографирования в масштабе опорной точки (пикет

1), учитывая, что у каждого студента базис

В = 1988,6 + 25

×

п,

(19)

где п – номер варианта по журналу

В =1988,6 м

b

оп

=

В

m

оп

=

B

(

H

оп

f

к

)

=

1988600

50000

=

39,77 мм

где H

оп

= Н

АБС

– А

оп

= 5200 м – 200 м = 5000 м

H

оп

–

высота

фотографирования

над

опорной

точкой,

которая

определяется как разность между абсолютной высотой фотографирования и

высотной отметкой опорной точки

Вычислить продольные параллаксы:

Р

х

= х

л

– х

п

,

(20)

где Р

х

– продольный параллакс, мм

х

л

– измеренное значение абсциссы левого снимка, мм

х

п

– измеренное значение абсциссы правого снимка, мм

Данные занести в столбец 5 в таблице

∆р

i

= P

xi

– P

xоп

,

(21)

где ∆р

i

– разность продольных параллаксов, мм

P

xi

– продольный параллакс, мм

P

xоп

– параллакс опорной точки, мм (39,0 мм + n,n – номер варианта

по журналу, например 0,1 …. 2,5)

Данные занести в столбец 6 в таблице

Вычислить

превышения h

i

характерных

точек

относительно

первого

пикета, принятого за опорную точку (отметка которого минимальная А

1

= 200 м

в верхней половине стереопары

h

i

=

H

оп

× ∆ p

i

(

b

оп

+

∆ p

i

)

=

5000 × 0,9

(

39,77

+

0,9

)

=

110,65

=+

111

м

где h

i

– превышение между искомой точки трассы и опорной;

Н

оп

–

высота

фотографирования

над

опорной

точкой,

которая

определяется как разность между абсолютной высотой фотографирования и

высотой отметки опорной точки по формуле Н

оп

= Н

АБС

– А

оп

и их отметки А

i

=

A

1

+ h

i

, результаты вычислений занести в столбцы 7 и 8.

Из табличных расчетов наносят в виде точек местоположение пиктов на

все

рабочие

площади

стереопары

и

с

права

подписывают

их

отметки,

выполняют рисовку рельефа.

Рисунок 28 – Фрагмент аэрофотоснимка зарисованным рельефом

Контрольные вопросы

1. Что называется стререоскопическим эффектом?

2. Что такое стереопара?

3. Какова последовательность выполнения работы с использованием ЛЗС?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Практические занятия №6.

Тема: Определение элементов взаимного ориентирования по измеренным

поперечным параллаксам

(4 часа)

Ц е л ь

р а бот ы : Освоить

методику

определения

элементов

взаимного

ориентирования по измеренным поперечным параллаксам

Порядок выполнения практического занятия

1. Изучить устройство стереокомпаратора.

2.

Использование

стереокомпаратора

для

измерения

координат

и

параллаксов точек на фотоснимках.

Исходные данные: контактные аэрофотоснимки

Оборудование: стереокомпаратор, чертежные принадлежности

Основные теоретические положения (сведения по теме)

Стереокомпараторы – высокоточные стереоприборы, предназначенные

для измерения координат и параллаксов точек на фотоснимках. Они являются

конструктивной

основой

всех

существующих

стереофотограмметрических

приборов.

Стереокомпаратор состоит из массивного неподвижного основания, на

котором располагаются остальные части. Внутри станины имеются

осветительные лампы.

На станине по направляющим рельсам передвигается с помощью

ручного штурвала Ш

х

платформа – общая каретка X, величина перемещения

которой отсчитывается по шкале с верньером. Общая каретка X несет две

кареточки для стеклянных кассет с фотоснимками. Каждая кассета может быть

повернута в своей плоскости на угол

χ

, который отсчитывается на

специальных шкалах. Центры вращения кассет награвированы на стекле. К

станине над общей кареткой прикреплен мост, расположенный по осп ординат

У. По направляющим рельсам моста с помощью ручного штурвала Ш

у

передвигается бинокулярная наблюдательная оптическая система с двумя

реальными марками (сложный стереоскоп). На каретке У для отсчета ординат

имеется шкала с верньером.

Виды

марок

или

визирных

приспособлений

нанесены

на

стекле

и

помещены

внутри

оптической

системы

так,

что

наблюдатель

мог

видеть

одновременно

и

изображение

фотоснимков

и

марки.

Правая

кареточка

с

кассетой и фотоснимком имеет независимое от левой передвижение по общей

каретке

в

направлении

оси X

и

отдельно

в

направлении

оси У.

Эти

передвижения служат для измерения продольных и поперечных параллаксов.

Рисунок 29 –

Стереокомпаратор

1 – станина; 2 – общая каретка абсцисс Х;

3 – каретка У (оптическая

система); 4 – мост; 5 – винт продольных параллаксов Р; 6 – винт поперечных

параллаксов Q; 7 - шкала общей каретки

Разность

абсцисс

соответственных

точек

левого

и

правого

снимков

стереопары называется продольным параллаксом p.

p = х

л

– х

п

,




(22)

а разность ординат этих же точек – поперечным параллаксом q

q = у

л

– у

п

(23)

Рисунок 30 –

Разность

абсцисс

левого и

правого

снимков

стереопары

Участок местности Т дважды сфотографирован из точек S

л

и S

п

с высоты

полета H. При строго отвесных положениях оптических осей аэрофотоаппарата

S

1

S

2

= B – базис фотографирования.

В

Рисунок 31 –

Участок

местности

Возьмем

на

п л о с ко с ти Т

точку А. Ее изображения на аэрофотоснимках будут в точках а

л

и а

п

.

Продольный параллакс p точки А равен p

а

= x

л

– x

п

, или в соответствии с

чертежом p

а

= o

л

a

л

+o

п

a

п

.

Для определения математического значения продольного параллакса P

а

перенесем

отрезок o

п

a

п

на

левый

аэрофотоснимок,

для

чего

из

центра

проекции S

л

проведем прямую S

л

а

′л

|| S

п

a

п

,следовательно a

л

a

′л

=p

а

.

Из подобных треугольников ∆a

л

S

л

a

п

′

∼

∆S

л

S

п

A получим

p

а

В

=

f

H

a

=

1

m

=

f

H

, отсюда

p

а

=

В

m

=

b

Из

этого

выражения

следует,

что

продольный

параллакс

какой-либо

точки равен базису фотографирования в масштабе этой точки, т.е.

p

а

= ba, и

точки местности, расположенные в одной горизонтальной плоскости, имеют

равные продольные параллаксы.

Тогда координаты будут равны H = H

a

=

B

p

a

× f

=

m× f

=

H

X = mx и У = mу

Следовательно

по

известным

величинам B и

f

и измеренным

на

аэрофотоснимках

параллаксам,

абсциссам

и

ординатам

можно

определить

координаты

любой

точки

местности,

изображенной

на

перекрывающихся

горизонтальных снимках. Это идеальный случай съемки.

В идеальном случае съемки есть зависимость Н =

В

p

f

Пусть на местности даны точки А и В, надо найти превышение точки В

над точкой А

h= H

A

– H

B

=

A

p

B

−

p

¿

¿

Bf

¿

Bf

p

A

−

Bf

p

B

=¿

Тогда p

B

– p

A

= ∆p, отсюда p

B

= p

A

+ ∆p, b

А

= р

А

h =

H

A

×∆ p

p

A

+

∆ p

, без индексов

h =

H ×∆ p

b

+

∆ p

(24)

где h – превышение между точками, м

H – высота фотографирования, м

b – базис стереомодели, мм

∆

р – разность продольных параллаксов, мм

Это основная формула стереосъемки. В ней Н берут от объектива АФА

до горизонтальной плоскости, проходящей через (выбранную) первую точку, а

базис выражается в масштабе изображения этой же плоскости. Это формула при

малых значениях

∆

р имеет вид

h =

H

b

×∆ p

(25)

отсюда разность продольных параллаксов можно определить

∆

р =

b

H

×h

(26)

Контрольные вопросы

1. Стереокомпаратор СК?

2. Продольный параллакс точек стереопары?

3. Определение превышений по разностям продольных параллаксов?

Литература

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016

Пример вычисления:

1. Вычислить разность продольных параллаксов точек стереомодели,

если превышение между точками 18,0 м + n,n, высота фотографирования 2100

м, базис стереомодели 62 мм.

Примечание n – номер варианта по журналу, пример 0,1 …. 2,5

∆

р =

b

H

×h

=

62

2100

×18

=

0,53 мм

Ответ:

разность

продольных

параллаксов

точек

стереомодели

равно

0,53мм

2. Вычислить превышение между точками стереомодели, если разность

продольных параллаксов этих точек равна 1,70 мм + 0, nn, высота

фотографирования 1600 м; базис стереомодели 64 мм.

Примечание n – номер варианта по журналу, пример 0,01 …. 0,25

h =

Н

в

×

∆

р =

1600

64

× 1 ,70

=

42,5

м

Ответ: превышение между точками стереомодели равно 42,5 м

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лимонов А.Н. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. – М.:

Академический проект, 2016

2. Лимонов А.Н. Прикладная фотограмметрия. – М.: Академический

проект, 2016