Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Аэрофототопографическая съемка. Методическое пособие по курсу "Топография" для студентов геолого-географического и биолого-почвенного факультетов

Голосов: 2

Аэрофототопографическая съемка является одним из основных методов создания современных топографических планов и карт крупного масштаба. Она включает совокупность процессов, позволяющих построить картографическое изображение местности по фотографиям, полученным слетательного аппарата: летно-съемочные работы (аэрофотосъемка) и получение контактных отпечатков - аэрофотоснимков (АФС); полевые топографо-геодезические и камеральные фотограмметрические работы.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
         МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


               Ростовский государственный университет




                            В.В.АСТАХОВ


            АЭРОФОТОТОПОГРАФИЧЕСКАЯ СЪЕМКА




             Методическое пособие по курсу «Топография»
для студентов геолого-географического и биолого-почвенного факультетов.




                           Ростов -на- Дону
                                 2001


 Печатается на основании решения кафедры общей географии, краеведения
и туризма Ростовского госуниверситета.
            Протокол № 2 от 8 октября 2001 г.




                        Составитель: кандидат географических наук,
                                     доцент кафедры общей географии,
                                     краеведения и туризма В.В. Астахов




                        Ответственный за выпуск
                кандидат геолого-минералогических наук,
                          доцент В.В. Ковалев


                               ВВЕДЕНИЕ


     Аэрофототопографическая съемка является одним из основных мето-
дов создания современных топографических планов и карт крупного мас-
штаба. Она включает совокупность процессов, позволяющих построить кар-
тографическое изображение местности по фотографиям, полученным с ле-
тательного аппарата: летно-съемочные работы (аэрофотосъемка) и получе-
ние контактных отпечатков – аэрофотоснимков (АФС); полевые топографо-
геодезические и камеральные фотограмметрические работы.


            1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АЭРОФОТОСЪЕМКЕ
                       И ПОЛУЧАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ


     Под аэрофотосъемкой понимают процесс фотографирования земной
поверхности с воздуха при помощи аэрофотоаппарата.
     Различают плановую и перспективную аэрофотосъемку. Плановой
является съемка, если оптическая ось камеры отклоняется от отвесной ли-
нии не более чем на 3°, при большем угле наклона съемка называется пер-
спективной. В первом случае площадь, отображенная на снимке, будет
меньше, но и искажения по краям снимка также будут не так значительны,
как при перспективной съемке (рис.1).
     Съемочные маршруты прокладывают таким образом, чтобы соседние
аэрофотоснимки одного маршрута перекрывались продольно на 60%, а
смежные снимки соседних маршрутов (поперечное перекрытие) – на 35-40%
от длины сторон снимка. Перекрытия необходимы для получения стерео-
скопического изображения местности и для гарантии сплошной съемки.
     При аэрофотосъемке применяют разные типы фотопленок, позволяю-
щие получать черно-белые, цветные, спектрозональные отпечатки. Разрабо


                                                                       5
тан также метод многозональной фотографии, позволяющий получить изо-
бражения местности одновременно в нескольких диапазонах спектра для
лучшего распознавания объектов съемки.
    Первичными аэрофотосъемочными материалами являются негативы
(используются при фотограмметрических работах) и контактные отпечатки
(аэрофотоснимки). В зависимости от типа съемочной камеры размер кон-
тактных отпечатков бывает 18х18 см, 24х24 см, 30х30 см . На углах аэрофо-
тоснимка отпечатаны круговой уровень для определения угла отклонения
оптической оси камеры от вертикали в момент фотографирования и часы с
указанием точного времени фотографирования. Эти данные необходимы
при определении положения, формы и размеров объектов по направлению и
размерам их теней. На краях аэрофотоснимка расположены координатные
метки. Прямые, соединяющие противоположные координатные метки, оп-
ределяют направление главных осей аэрофотоснимка Х и У. В верхнем пра-
вом углу аэрофотоснимка указывается условный индекс съемки, дата фото-
графирования, порядковый номер снимка (рис.2).
    Последовательное наложение снимков по тождественным точкам и
контурам местности называется накидным монтажом, а уменьшенная ре-
продукция накидного монтажа – первичной фотосхемой. Фотографическая
съёмка местности, смонтированная их нетрансформированных смежных
снимков, разрезанных по перекрывающимся контурам и состыкованных пу-
тём наклейки на общую основу, называется фотосхемой. Все эти материалы
не обладают свойствами топографической карты и нуждаются для её созда-
ния в дальнейшей обработке.


                                                                      6
               2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНОЙ ТОЧКИ, МАСШТАБА
        АЭРОФОТОСНИМКА И ВЫСОТЫ ФОТОГРАФИРОВАНИЯ


           Определение главной точки АФС. Перпендикуляр, опущенный
из центра проекции на плоскость аэронегатива, определяет главную точку
аэрофотоснимка.
      1). На аэрофотоснимке с помощью измерительной линейки соединяют
противоположные координатные метки.
      2). Пересечение этих линий в центре аэрофотоснимка и даст местопо-
ложение его главной точки.
      3). Если на аэрофотоснимке отсутствуют координатные метки, то по-
ложение главной точки находят на пересечении диагоналей квадрата рамки
аэрофотоснимка.
      Определение масштаба АФС и высоты фотографирования.
      При проведении фотограмметрических работ необходимо знать мас-
штаб аэрофотоснимка, фокусное расстояние аэрофотоаппарата и высоту фо-
тографирования. Эти данные можно получить по формулам:
           1
                =
                      d      (1)             H=f⋅   mс   (2)
           mc       D ⋅ mк
где   mc - знаменатель численного значения масштаба аэрофотоснимка;
      d - расстояние между контурными точками на аэрофотоснимке, в см.;
      D – расстояние между этими точками на карте, в см.;
      mк   - знаменатель численного значения масштаба карты;
      H – высота фотографирования, в м.;
      f – фокусное расстояние, в мм.;
1). На аэрофотоснимке отмечают две контурные точки, которые опознаются
на топографической карте. Прямая, соединяющая точки на аэрофотоснимке,
должна проходить через главную точку аэрофотоснимка или на расстоянии
не более 1 см. от нее.
2). Измеряют расстояние между контурными точками с точностью до 0,2 мм


                                                                      7
3). Опознают контурные точки на топографической карте и измеряют рас-
стояние между ними.
4). Вычисляют масштаб аэрофотоснимка по формуле (1).
5). Повторяют измерения и вычисления для следующей пары контурных то-
чек.
6). Результаты заносят в таблицу 1. Среднее арифметическое из полученных
значений и будет истинным масштабом аэрофотоснимка.
                                                              Таблица 1
                          Расстояние между кон-
   Контурные точки       турными точками, в см.        Масштаб АФС
                          на снимке   на карте




7). Определив масштаб аэрофотоснимка, по формуле (2) определяют высоту
фотографирования.


        3. ПОЛУЧЕНИЕ ПРАВИЛЬНОГО СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО
                            ИЗОБРАЖЕНИЯ.


       Стереоскопической парой (стереопарой) называют два аэрофото-
снимка одного и того же объекта, полученных при фотографировании с двух
различных точек пространства.
       Обычно стереопару образуют перекрывающиеся части соседних аэро-
фотоснимков одного маршрута фотографирования. Это позволяет при рас-
смотрении зоны перекрытия двух аэрофотоснимков в стереоскоп получить
стереоскопическое (объемное) изображение местности. Для получения сте-
реоэффекта снимки необходимо расположить под стереоскопом таким обра-
зом, чтобы направления, соединяющие главные точки снимков, находились
на одной прямой.


                                                                           8
          4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БАЗИСА ФОТОГРАФИРОВАНИЯ.


     При продольном перекрытии более 50% главную точку левого аэрофо-
тоснимка (О1) можно опознать на правом снимке в виде точки О′1 , а глав-
ную точку правого снимка (О2 ) на левом в виде точки О′2 (рис.3).
     Направления О2О′1 и О1О′2 носят название начальных направлений и
являются осями абсцисс аэрофотоснимков. Прямые, перпендикулярные к
начальным направлениям, проведенные через главные точки, образуют оси
ординат аэрофотоснимков.
     Расстояние между главными точками двух соседних аэрофотоснимков
называют базисом фотографирования.
1). На левом и правом аэрофотоснимках стереопары определяют местопо-
ложение главных точек.
2). Базисы фотографирования аэрофотоснимков измеряют с точностью до
0,2 мм.
3). По формуле (3) определяют средний базис фотографирования
                                   Вл + Вп
                            Вср=             (3)
                                      2
где Вср – средний базис фотографирования;
   Вл – базис фотографирования левого снимка;
   Вп – базис фотографирования правого снимка.




      5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕВЫШЕНИЙ ТОЧЕК МЕСТНОСТИ ПО
                              СТЕРЕОПАРЕ.


     По стереопаре можно определить превышения точек местности. Пред-
положим, что необходимо определить превышение между точками ''а'' и ''с''
(рис.3). В системе координат каждого снимка эти точки будут иметь абсцис


                                                                          10
сы: (ха;-ха1) и (хс;-хс1). Разность абсцисс идентичных точек левого и правого
аэрофотоснимков называют продольным параллаксом (р) этой точки.
                  Ра= ± ха – (±ха1);         (4)


                  Рс = ±хс – (±хс1);          (5)
Величина (Ра – Рс) носит название разность продольных параллаксов
( ∆ Р).
                               ∆ Р = Ра – Р с ;      (6)


Определение превышения между точками ''а'' и ''с'' производится по форму-
ле:
                                        Н ⋅ ∆Р
                                ±h=            ;    (7)
                                       РС + ∆Р



где h – превышение точки ''а'' над точкой ''с'';
      Н – высота фотографирования;
      Рс – продольный параллакс точки ''с'';
      ∆ Р – разность продольных параллаксов между измеряемыми точками.



          6. ЭЛЕМЕНТЫ ТОПОГРАФИЧЕСКОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ
                              АЭРОФОТОСНИМКОВ.
          Дешифрированием называется процесс извлечения из аэрофотоснимка
количественной и качественной информации.
       При этом производится обнаружения, распознавание объектов, опре-
деление их географической сущности, установление их качественных и ко-
личественных характеристик и закрепления результатов изучения на снимке
или карте условными знаками.
       Топографическое дешифрирования АФС заключается в обнаружении и
получении характеристик тех объектов, которые должные быть изображены
на топографической карте – населенные пункты, пути сообщения, линии


                                                                      11
связи и электропередач, водные объекты, рельеф земной поверхности, грун-
ты, растительность.
     Дешифрирование АФС проводится визуально и с помощью специаль-
ной аппаратуры. Во всех случаях оно должно опираться на знания основных
географических особенностей исследуемой территории: географической
сущности изображенных объектов, закономерностей их пространственного
размещения и взаимосвязей.
     Признаки, позволяющие определять содержание фотоизображения, на-
зываются дешифровочными признаками. Прямыми дешифровочными при-
знаками называют те свойства сфотографированных объектов, которые на-
ходят свое отражение на аэрофотоснимке. К ним относятся: форма, размер,
фототон (цвет) и тень изображения объекта, а также структура фотоизобра-
жения.
     Форма изображения. На плановых АФС изображения плоских объек-
тов (водоемов, пашен и т.д.) сохраняют их очертания. Вертикальные объек-
ты (башни, фабричные трубы, высокие деревья) в центре снимка изобража-
ются в ортогональной проекции, в виде плана, а по мере удаления от центра
они имеют все более перспективное изображение, с наклоном от главной ь
точки снимка.
     Размер изображения объекта зависит от масштаба снимка. Линейная
величина объекта в натуре L = l⋅m, где l – длина (ширина) того же объекта
на снимке; m – знаменатель масштаба снимка. Часто этот признак привле-
кается для распознавания объектов, имеющих одинаковую форму. Так, от-
дешифрировав в населенном пункте постройки, имеющие на АФС одну и ту
же прямоугольную форму, можно по их размерам выделить жилые и хозяй-
ственные (хозяйственные как правило, имеют большие размеры).
     Фототон. В зависимости от спектральной отражательной способности
объектов, условий освещенности, их изображение на АФС будет различным.
Светлоокрашенные предметы (снег, известняк), объекты в сухом состоянии,
наиболее освещенные поверхности имеют на фотоснимках более светлый


                                                                     12
тон, а шероховатые или сильно увлажненные получаются более затемнен-
ными.
     Изображение теней объектов на снимках используют для определения
формы предметов, выступающих над земной поверхностью. Различают тень
собственную и падающую. Собственная тень – часть поверхности объекта,
расположенная со стороны противоположной Солнцу. Падающая тень от-
брасывается предметом на поверхность земли или на другие предметы. По
ней можно судить о форме вертикальных объектов, имеющих малые плано-
вые размеры (пункты триангуляции, кроны деревьев, опоры высоковольт-
ных передач и т.д.). Длина тени зависит от высоты Солнца в момент съемки
и от высоты самого объекта, а также от наклона поверхности, на которую
она падает (рис.4).
     Рисунок аэрофотоизображения отражает на снимках характер по-
верхности объектов. Различают бесструктурный (аморфный) рисунок, ха-
рактерный для изображения спокойной водной поверхности, луговой расти-
тельности, и структурный – пятнистый, зернистый, точечный, полосатый и
др. Пятнистый рисунок, состоящий из плоских пятен разного тона, чере-
дующихся в различных соотношениях, присущ торфяно-бугристой тундре;
зернистый рисунок – отображает участки леса; линейно-точечный рисунок
имеют посевы технических культур; полосатая структура характерна для
изображения свежевспаханных почв.
     Косвенные дешифровочные признаки основаны на закономерных
взаимосвязях и зависимостях объектов земной поверхности. Они указывают
на наличие или свойства объекта, не изобразившегося на снимке или не оп-
ределяемого по прямым признакам. Так, например, по рисунку проселочной
дороги можно судить о грунтах местности: на влажных участках дорога
сильно разбита, имеет много объездов; на песчаном грунте – границы доро-
ги расплывчатые; на глинистом грунте контур дороги резко выражен.



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика