Методическое пособие, программы и контрольная работа по курсу "фотограмметрия". М.: МиигаиК, 2012, -74 с

Наземную стереофототопографическую съёмку применяют в предгорной, горной и высокогорной открытой местности для создания топографических карт и специальных планов в масштабах 1:5000 и крупнее, когда экономически невыгодно проводить аэросъёмку и наземные методы съёмки. Её можно также применять в отдалённых, малообжитых всхолмленных районах с коротким полевым сезоном, т.к. её объём полевых работ намного меньше, чем у других видов наземных съёмок. Данный вид съёмки можно использовать для создания планов населённых пунктов, расположенных в долинах, котловинах между возвышенностями, с которых можно произвести стереофотосъёмку. Наземную стереофототопографическую съёмку можно проводить в сочетании с аэросъёмкой для создания топографических карт в масштабах 1:10000 и мельче. В этом случае по наземным снимкам можно выполнить определения координат контрольных точек, используемых при обработке аэроснимков. Кроме того, при аэросъёмке глубокие ущелья могут стереоскопически не просматриваться, т.к. контура, расположенные в ущелье, могут изобразиться только на одном аэроснимке. Также часть территории может быть закрыта небольшим облаком. Такие "мертвые зоны" доснимают наземной стереофотосъёмкой. Однако нужно отметить, что при наземной стереофотосъёмке процент наличия "мертвых зон" выше из-за того, что возвышенность или выступ на склоне могут закрыть территории, расположенные за ними, и приходится проводить дополнительные фотосъёмочные и геодезические работы. 29.2. Съёмочная аппаратура При выполнении стереофотограмметрической съёмки использовались специальные аналоговые фотокамеры, в конструкции которых входило угломерное устройство, называемое ориентирующим устройством. Оно обеспечивало установку главной оптической оси фотокамеры в заданном направлении относительно базиса фотографирования. Фотосъёмка велась, в основном, на фотопластинки, хотя имелись фотокамеры, у которых была предусмотрена съёмка и на фотопластинки, и на фотоплёнки. Не у каждой фотокамеры имелся затвор, т.к. при фотографировании неподвижных объектов он не обязателен. Формат кадра, в основном, был прямоугольный. Длинная сторона кадра ориентировалась в горизонтальном направлении. В нашей стране использовались преимущественно фотокамеры фирмы К.Цейсс. Фототеодолитный комплект Photheo 19/1318 использовался при топографической съёмке и состоял из фотокамеры, теодолита, базисной рейки и трёх штативов. Универсальная фотограмметрическая камера UMK была создана для выполнения фотосъёмок прикладного характера. Стереофотограмметрическая камера SMK была предназначена для стереофотосъёмки с близких расстояний и динамических процессов. Она состояла из двух фотокамер, жестко укреплённых на штанге. В связи с переходом на цифровые методы при наземной стереофотограмметрической съёмке стали использовать цифровые фотокамеры, а также лазерные сканирующие съёмочные системы. 29.3. Основные случаи наземной стереофотосъёмки Наземная стереофотосъёмка какого-либо объекта выполняется с одной или нескольких фотостанций, состоящих из двух или трёх точек фотографирования. При этом можно применить следующие случаи стереофотосъёмки: общий, параллельный и конвергентный. Общий случай стереофотосъёмки характеризуется тем, что оптическая ось фотокамеры при перемещении с одной точки фотосъёмки на другую меняет своё пространственное положение, но при этом на соседних снимках изображается объект или его одни и те же части. Параллельный случай стереофотосъёмки назван так, потому что оптическая ось фотокамеры при её перемещении не меняет своего положения в пространстве. Параллельный случай делится на нормальный, равномерно-откло-нённый и равномерно-наклонённый. Если оптическая ось фотокамеры перпендикулярна к базису фотографирования (рис. 25), то такой случай стереофотосъёмки называют нормальным (от слова нормаль). При равномерно-от-клонённом и равномерно-наклонён-ном случаях стереофотосъёмки оптические оси, сохраняя взаимную параллельность, отклоняются от перпендикуляра к базису влево-вправо или от горизонтальной плоскости вверх-вниз. Если оптические оси соседних снимков отклонены навстречу друг к другу, то этот случай стереофотосъёмки называют конвергентным (от латинского слова, означающего сходимость). Т.к. в настоящее время обработка снимков производится на ЦФС, параллельность оптических осей можно строго не соблюдать и применять общий случай стереофотосъёмки. Следовательно, фотокамера может не иметь ориентирующего устройства. 29.4. Расчёт наземной стереофотосъёмки Большое влияние на точность и экономичность фотограмметрических определений оказывает выбор оптимальных параметров наземной стереофотосъёмки, к которым относятся: отстояния точек фотографирования от объекта, базис фотографирования, фокусное расстояние фотокамеры. Необходимо учитывать, что на наземном фотоснимке измеряют координаты x и z (рис. 25), а отстояния точек объекта от фотокамеры определяются вдоль оси Y. Для удобства расчёта параметров наземной стереофотосъёмки используют формулы связи координат точек объекта и их изображений на стереопаре нормального случая: . Из этих формул выводятся формулы расчёта точности определения координат. , , , (18) где mх и mz - точности измерения координат точек объекта на снимке, mp - точность измерения на стереопаре продольного параллакса, b = B f / Y - базис фотографирования в масштабе снимков. Из формул (18) видно, что точность определения координат точек объекта будет уменьшаться с увеличением отстояний Y точек от фотостанции и с уменьшением базиса В фотографирования. Т.к. точность определения координат точек объекта задаётся заранее, максимальное отстояние Ymax фотокамеры от объекта, где ещё будет получена заданная точность mY, можно рассчитать по формуле , выведенной из формулы (18) расчёта точности определения отстояния Y. Минимальное отстояние зависит от высоты объекта и её рассчитывают по формуле , где DZ - максимальная высота объекта на местности, а lZ - длина стороны кадра вдоль оси Z. Минимально допустимую длину базиса фотографирования рассчитывают по формуле , полученной из формулы (18) расчёта точности определения отстояния Y. Максимальное значение базиса фотографирования зависит от минимального отстояния Ymin переднего плана объекта (рис. 26), длины lХ стороны кадра вдоль базиса фотографирования и фокусного расстояния фотокамеры , т.е. максимальный базис это длина стороны кадра вдоль базиса фотографирования в масштабе снимка. Связь этих величин соответствует расположению изображений m и m' ближней точки объекта М на противоположных краях левого иправого снимков. Точки объекта, расположенные ближе, чем точка М, не будут изображаться на обоих снимках, а расположенные слева или справа будут изображаться только на одном снимке. Таким образом, область стереоскопического восприятия будет охватывать участок местности в виде клина с вершиной в ближней точке (на рисунке начало этой области показано штриховкой). Таким образом, при выборе места расположения фотостанции точки фотографирования SЛ и SП нужно располагать на расстоянии В, значение которого не должно выходить за пределы Bmin  B  Bmax. В городских условиях наземная стереофотосъёмка архитектурных сооружений отстояние фотокамеры от строения ограничивается шириной улицы, а внутри здания - размерами его помещений. Таким образом, эти отстояния можно измерить достаточно точно, поэтому конечная точность зависит от размера базиса фотографирования, который рассчитывают по формуле , где lХ - размер кадра вдоль базиса фотографирования, РX - процент продольного перекрытия. Если строение длинное и высокое, то фотосъёмку выполняют по примеру аэрофотосъёмки. С земной поверхности выполняют фотосъёмку его нижней части. Базисы фотографирования устанавливают по створной линии, примерно параллельной плоскости фасада. Тогда правый снимок первого базиса будет левым снимком второго базиса и т.д. Получается маршрутная фотосъёмка. В этом случае процент продольного перекрытия PX задают примерно 60% и число базисов вычисляют по формуле , где DX - длина строения. Для фотосъёмки верхней части строения либо отклоняют оптическую ось фотокамеры вверх, либо фотосъёмку выполняют из окон и с балконов противоположного строения или же используют автоподъёмник. При втором варианте фотокамеру поднимают на высоту, вычисленную по формуле , где lZ - размер кадра вдоль оси Z, РZ - процент поперечного перекрытия между снимкам, который задают, примерно, 30-40%. Число маршрутов nZ можно вычислить по формуле , где DZ - высота строения. 29.5. Полевые и камеральные работы В полевые работы входят: рекогносцировка местности, геодезические измерения, фотографирование, фотолабораторные работы при съёмке аналоговой фотокамерой, дешифрирование. В ходе рекогносцировки местности: - уточняют границы съёмочного участка; - устанавливают расположение пунктов государственной геодезической сети; - выбирают места расположения фотостанций. При выборе мест расположения фотостанций исходят из условия, что фотографирование всего участка должно быть произведено с наименьшего их числа. При этом число "мертвых" пространств на стереоскопическом изображении должно быть сведено к минимуму с целью сокращения затрат на досъёмку; - намечают способы привязки станций к геодезической сети и определения координат опорных и контрольных точек. После выбора положения фотостанции устанавливают границы рабочих площадей каждой стереопары, которые будут получены на этой фотостанции, и в пределах этих площадей намечают опорные и контрольные точки. Если нужно, их маркируют. В ходе выполнения на фотостанции геодезических работ измеряют геодезические координаты точек фотографирования и контрольных точек, длину базиса фотографирования. Средние погрешности в положениях точек фотографирования, опорных и контрольных точек не должны превышать 0,2 мм в масштабе создаваемой карты, а по высоте 0,2 от высоты сечения рельефа, выбранной для создаваемой карты. Фотографирование местности (объекта) производят во время её наилучшей освещённости. Фотосъёмку с обоих концов базиса проводят в минимально короткий промежуток времени, чтобы оба снимка стереопары были получены при одинаковых условиях освещённости. При фотосъёмке цифровой фотокамерой и наличии компьютера (ноутбука) снимки вводят в компьютер, на котором выполняют маркирование опорных и контрольных точек и наносят результаты полевого дешифрирования. Если съёмка выполняется аналоговой фотокамерой, то экспонированные фотопластинки (фотоплёнки) проявляют на фотостанции, чтобы избежать возможного брака при определении выдержки или по другим причинам. С полученных негативов изготавливают контактные отпечатки, на которых отмечают контрольные точки и наносят результаты полевого топографического дешифрирования. Камеральная фотограмметрическая обработка наземных фотоснимков производится так же, как и обработка аэроснимков. Но наземные фотоснимки имеют перед аэроснимками преимущество - их элементы внешнего ориентирования определяют геодезическими измерениями и, следовательно, их обработка упрощается. Результаты фотограмметрической обработки наземных фотоснимков могут быть представлены каталогом координат точек объекта или совокупностью данных цифровой модели поверхности сооружения, графическими чертежами, планами, развертками, профилями, фотопланами и фотосхемами. 29.6. Определение деформаций объекта Определение деформаций объекта производят чаще различными геодезическими методами, позволяющими уловить весьма малые перемещения. Однако они не дают возможности фиксировать перемещение всех точек в один и тот же момент времени. В этом отношении фотограмметрические методы имеют преимущество, хотя по точности они уступают геодезическим методам. Определения деформаций фотограмметрическими методами выполняют путём сравнения между собой снимков объекта, полученных до и после появления деформаций. Для определения деформаций используются как одиночные снимки, так и стереопары. Одиночные снимки позволяют определить деформации в плоскости, параллельной плоскости снимка. По стереопарам выявляют пространственные смещения точек объекта. Параметры фотосъёмки рассчитывают, исходя из заданной точности определения деформации. Для фотосъёмки одиночными снимками основным параметром является отстояние; для стереофотосъёмки - отстояние и базис фотографирования. С целью повышения точности определения деформаций выполняют многократную фотосъёмку объекта. Перед фотосъёмкой на поверхности объекта производят маркировку точек, смещения которых нужно определить, и точек, которые являются неподвижными (заранее известно, что они не будут смещаться). Эти точки используют в качестве опорных. Существует два способа определения деформаций: 1) нулевого базиса и 2) стереофотограмметрический. Способ нулевого базиса или способ смещений используется тогда, когда деформационные процессы происходят в плоскости, параллельной плоскости снимка. Фотосъёмки выполняют при следующих условиях: - используется одна и та же фотокамера; - главная оптическая ось фотокамеры является перпендикуляром к плоскости, в которой нужно определить смещения; - пространственная ориентация фотокамеры должна быть неизменной; - отстояние Y фотокамеры от исследуемого объекта измеряется либо непосредственно, либо по стереопаре, которую получают со вспомогательного базиса фотографирования. Формулы расчёта смещений X и Z точек объекта имеют вид: (19) где x1, z1 - координаты, измеренные на снимке первого сеанса, X1, Z1 - координаты точки объекта, вычисленные по координатам x1, z1, x2, z2 - координаты, измеренные на снимке второго сеанса, X2, Z2 - координаты точки объекта, вычисленные по координатам x2, z2. Ожидаемую точность определения деформации этим способом рассчитывают по формулам: . (20) На основании этих формул можно сделать вывод, что точность определения деформации будет возрастать с уменьшением отстояний и увеличением фокусного расстояния фотокамеры.

Похожие:

	Методическое руководство по курсу Теория вычислительных процессов Контрольная работа предназначена для контроля усвоения основ теоретического программирования методов исследования, интерпретации...		Методические указания по выполнению контрольной работы Контрольная... Контрольная работа выполняется по учебно-методическому пособию Авиационный английский язык. Контрольная работа : учеб метод пособие...
	Учебно-методическое пособие по курсу «Рентгенографический анализ» Казань, 2010 Методическое пособие предназначено для студентов и аспирантов геологического факультета		Методическое пособие по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу Методическое пособие предназначено для обучающихся по специальности 151901 Технология машиностроения
	Программа и методические указания по курсу «прикладная геодезия» Программа и методические указания по курсу «Прикладная геодезия». Часть Изд. МиигаиК. Упп «Репрография», 2012 г., с. 52		Методическое пособие для самостоятельной работы студентов по курсу... Методическое пособие подготовлено доцентом кафедры разведения с Х. животных и зоотехнологий Хасановой С. А
	Методическое пособие по вопросам организации и проведения контроля... Контроль выполнения мероприятий по устранению недостатков и нарушений, выявленных в результате проверки		Учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям по курсу «Основы кристаллооптики» Практическое руководство по работе с поляризационным микроскопом для исследования петрографических объектов: Учебно-методическое...
	Методическое пособие по вопросам организации и проведения контроля... Контроль выполнения мероприятий по устранению недостатков и нарушений, выявленных в результате проверки		Учебно-методическое пособие филиал казанского (Приволжского) федерального... Кулинарный практикум: учебно-методическое пособие / А. Л. Файзрахманова, И. М. Файзрахманов. – Елабуга: Изд-во филиала кфу в г. Елабуга,...
	Учебно-методическое пособие Казань 2010 Печатается по рекомендации... Учебно-методическое пособие по курсу «Организационное поведение» /Д. М. Сафина. – Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет;...		Контрольная работа по курсу «Теория менеджмента» Проанализировать... Ждем вас на осеннюю сессию, которая состоится с 24 сентября по 14 октября 2012 г. Просим вас до 15 сентября сдать в учебную часть...
	Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...		Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...
	Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» Контрольная работа предназначена для студентов специальности: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 4 курс...		Итоговая контрольная работа по географии 5 класс фгос Образовательные: Обобщить и систематизировать знания по курсу; выявить уровень усвоения учащимися результатов обучения