Фототопографические съемки

Лекция 16. Фототопографические съемки 16.1. Фотограмметрия и её назначение 16.2. Аэрофотосъемка 16.3. Аэрофотосъемочная аппаратура 16.4. Аэрофотоснимок и карта. Их отличия и сходство 16.1. Фотограмметрия и её назначение Фотограмметрия (от греч. слов photos – свет, gramma – запись, metreo – измерение) – это наука определения количественных и качественных характеристик по снимкам. Различают следующие виды фотограмметрических съемок: 1. Наземная фотосъемка; 2. Аэрофотосъемка; 3. Космическая фотосъемка. Наземная фотосъемка применяется в основном при создании карт горных районов, карьеров. При этом применяются специальные приборы – фототеодолиты, которые устанавливаются на штативе и поэтому их называют фототеодолиты. Аэрофотосъемку широко применяют для создания топографических карт и планов различных масштабов (1 : 500 – 1 : 100 000). Аэрофотосъемка позволяет намного повысить производительность труда и экономическую эффективность топографо-геодезического производства и инженерно – геодезических изысканий. 16.2. Аэрофотосъемка  Аэрофотосъемка – комплекс летно-съемочных работ, фотографических и фотограмметрических работ, в результате которых получают аэронегативы и аэрофотоснимки местности. При аэрофотосъемке используются различные летательные аппараты: самолеты, вертолеты, дельтапланы и т. п. В зависимости от положения оптической оси аэрофотоаппарата в пространстве различают плановое и перспективное фотографирование. Плановым называется такое фотографирование, при котором оптическая ось аэрофотоаппарата отклоняется от отвесной линии не более, чем на 3°. Если это отклонение превышает 3°, то такая аэрофотосъемка называется перспективной или наклонной. При топографической аэрофотосъемке основным видом фотографирования является плановое. Аэрофотосъемка подразделяется на одиночную, маршрутную и площадную. Одиночной называется аэрофотосъемка при которой получают один или несколько снимков. Маршрутной называется аэрофотосъемка полосы местности с одного захода самолета. При этом аэрофотоснимки взаимно перекрывают друг друга в направлении полета. Площадной называется аэрофотосъемка значительной площади земной поверхности путем проложения нескольких прямолинейных и взаимно параллельных маршрутов. При этом аэрофотоснимки соседних маршрутов перекрываются (рис.96). Перекрытие аэрофотоснимков в направлении маршрута съемки называется продольным и обозначается буквой p. Перекрытие аэрофотоснимков смежных маршрутов называется поперечным и обозначается буквой q. Рис. 96. Продольное и поперечное перекрытие Величины перекрытий выражаются в процентах относительно размера соответствующей стороны аэрофотоснимка. Продольное и поперечное перекрытия необходимы для связи аэрофотоснимков в общую систему при их фотограмметрической обработке. 16.3. Аэрофотосъемочная аппаратура При аэрофотосъемке снимки местности получают аэрофотоаппаратами (АФА), принципиальная схема устройства которых следующая (рис.97): Рис. 97. Аэрофотоаппарат Объектив аэрофотоаппарата должен давать резкое и геометрически правильное изображение. Современные аэрофотоаппараты являются полными автоматами. Они производят серию аэрофотоснимков через заданный промежуток времени, при этом величина экспозиции автоматически меняется из-за различной освещенности местности, автоматическую перемотку аэропленки, её выравнивание и т. д. Кроме АФА, при аэрофотосъемке применяют вспомогательные приборы, которые позволяют определить, как были ориентированы аэрофотоснимки в пространстве в момент съемки. К этим приборам относятся статоскоп и радиовысотомер. Плоскость, в которую выравнивается аэрофотопленка и создается изображение местности, называется плоскостью прикладной рамки (рис. 98) или фокальной плоскостью аэрофотоаппарата. На выравнивающем стекле нанесены координатные метки, определяющие координатную систему каждого снимка, изображение которых фиксируется на аэрофотоснимке. Размер прикладной рамки определяет формат аэрофотоснимка. Рис. 98. Прикладная рамка АФА При аэрофотосъемке с целью картографирования местности применяют аэрофотоаппараты с форматом снимка 18 × 18 или 30 × 30 см. 16.4. Аэрофотоснимок и карта. Их отличие и сходство Аэрофотоснимок теоретически и практически резко отличается от карты, например, по внешнему виду. Вместе с тем карта и аэрофотоснимок имеют много общего, так как оба эти документа являются изображением местности. Это изображение как на карте, так и на аэрофотоснимке получено в определенном масштабе, которому свойственны размеры изображений тех или иных топографических объектов. Существенное отличие аэрофотоснимка от топографической карты вытекает из геометрической сущности их получения. Топографическая карта – ортогональная проекция местности (рис.99, а), т.е. такая проекция, в которой изображение объектов местности на плоскости получают с помощью проектирующих лучей, перпендикулярных к плоскости проецирования. Рис. 99. Проекция: а) ортогональная; б) центральная Ортогональная проекция характеризуется двумя основными свойствами: расстояния на карте пропорциональны горизонтальным проложением соответствующих расстояний на местности; углы с вершинами в любой точке карты равны соответствующим горизонтальным углам на местности. В отличие от карты на аэрофотоснимках изображение объектов местности строится проектирующими лучами, пересекающимися в объективе аэрофотоаппарата. Проекция, в которой изображение предметов на плоскости получается с помощью проектирующих лучей, пересекающихся в одной точке, называется центральной (рис.99, б), а точка пересечения этих лучей – центром проекции. Следовательно, изображение аэрофотоснимка – центральная проекция местности.