Общая часть

Содержание этого варианта аэрофототопографической съемки состоит в том, что контурная часть топографического плана создается на основе фотоплана, а съемка рельефа выполняется наземными способами.

Общая технологическая схема комбинированного способа аэрофототопографической съемки на фотопланах (рис.15) со держит ряд технологических процессов. Пять из них аналогичны технологическим процессам других способов съемки, и описание их дано в соответствующих разделах Руководства. В настоящей главе даются рекомендации по выполнению процессов, характерных только для данного вида съемки: съемки контуров на фотопланах и полевой съемки рельефа на фотопланах. Оба процесса могут выполняться как одновременно, так и в разное время.

Рис. 15. Общая технологическая схема комбинированного способа аэрофототопографической съемки на фотопланах

Съемка контуров и рельефа производится на репродукции с мозаичного фотоплана или непосредственно на фотоплане, полученном методами оптического монтажа или ортофототрансформирования.

Фотоплан или репродукция с него изготавливаются на матовой или полуматовой фотобумаге, наклеенной на алюминии, и должны иметь хорошее фотографическое качество, т.е. нормальную резкость и плотность, ровный тон и наиболее полную проработку деталей. Насыщенность тона фотоизображения должна быть такой, чтобы вычерченные карандашом линии были легко различимы на всех частях фотоплана. С этой же целью рекомендуется тонирование фотоплана в синий или коричневый цвет.

При съемке территорий с малоэтажной застройкой в случае наличия материалов картографического значения целесообразно изготавливать репродукцию с фотоплана на матированном пластике.

Перед, началом работ по съемке проверяется точность составления фотопланов путем накладки на них пунктов геодезического обоснования и сличения промеров, взятых с фотоплана, и промеров из зарисовок привязок пунктов.

СЪЕМКА КОНТУРОВ НА ФОТОПЛАНАХ

Технологический процесс крупномасштабной съемки контуров на фотопланах подразделяют на две части: камеральные и полевые работы (рис. 16).

Камеральные работы при съемке контуров на фотопланах заключаются в выделении и распознавании по фотоизображению объектов, подлежащих отображению на топографическом плане заданного масштаба, установлении их качественных и количественных характеристик. Для этих же целей максимально используются и материалы картографического значения.

Полевые работы состоят из проверки и доработки результатов, дешифрирования в отношении объектов, неуверенно распознающихся на фотоплане, из-за малых размеров, слабого контраста; закрытия тенью и т.д., инструментальной досъемки местных предметов и контуров, не изобразившихся при аэрофотосъемке, и сбора ряда топографических сведений о местности, которые вообще не могут быть получены по аэроснимкам (географические названия, огнестойкость зданий и т. п.).

Рис. 16. Технологическая схема съемки контуров на фотопланах

Соотношение затрат времени и средств между обеими частями зависит от многих факторов, главными из которых являются:

- сложность условий района работ;

- топографическая изученность местности;

- давность аэрофотоматериалов.

Вид, местонахождение и порядок использования материалов картографического значения определяются в техническом проекте и конкретизируются в редакционных указаниях по объекту.

Вышеприведенную технологическую схему необходимо применять на наиболее сложных объектах, какими являются застроенные территории городов и промплощадок. На простых объектах и в случае выполнения комплекса полевых и камеральных работ по съемке контуров на фотопланах одним исполнителем некоторые процессы могут исключаться, например, сбор сведений о местности, контроль камеральных работ и т. п.

Объекты, сведения о которых получены в ходе камеральных работ и вызывают сомнения, вычерчиваются в карандаше до уточнения в поле. Окончательные результаты камеральных и полевых работ должны быть вычерчены тушью на тофоплане с погрешностями не более ±0,2 мм и соответствии с условными знаками и надписями.

Контроль съемки контуров на фотопланах должен осуществляться выборочно.

2.2.1. Дешифрирование фотопланов

Субпроцесс дешифрирования фотопланов содержит три составные части: геометрическое, смысловое и измерительное дешифрирование (см. рис. 16). Две первые части тесно взаимосвязаны.

Геометрическое дешифрирование заключается в выделении по разностям фототона местоположения и границ объектов, т.е. определения их контуров. При смысловом дешифрировании производится распознавание содержания выделенных контуров и определение качественных и количественных характеристик объектов. При измерительном дешифрировании определяются метрические характеристики объектов: расстояния между деревьями и ширина крон, высота леса и кустарника, ширина дорог и мостов и т. п.

Дешифрирование выполняется при стереоскопическом рассматривании фотоплана и аэроснимков. При небольших масштабных коэффициентах используются контактные отпечатки и зеркально-линзовые стереоскопы (ЛЗ, ЗЛС-1). При масштабных коэффициентах 1,5-3 используются увеличенные до масштаба фотоплана аэроснимки и те же стереоскопы либо контактные отпечатки и стереоскопы, позволяющие наблюдать разномасштабные изображения, например, стереоскоп Баштана, ЗЛС-2 или интерпретоскоп. При масштабных коэффициентах свыше 3 дешифрирование контуров фотопланов рекомендуется выполнять на интерпретоскопе с использованием диапозитивов, изготовленных на стеклянных пластинках.

Для измерительного дешифрирования следует использовать измерительные лупы, стереоскопы с параллаксометрами и интерпретоскоп.

В процессе геометрического дешифрирования границы контуров и оси объектов закрепляются на фотоплане мягким, тонко отточенным карандашом с погрешностью не более графической точности плана.

Местоположение прямолинейных четких контуров - зданий, кварталов, изгородей и т.п. - закрепляется на фотоплане наколами по углам поворотов прямых линий, после чего наколы соединяются по линейке карандашом.

Рис. 17. Определение основания здание по двум видимым на фотоплане сторонам

Наиболее трудной задачей при геометрическом дешифрировании является правильное определение положения на фотоплане оснований высоких объектов (здания, сооружения и т.п.), поскольку, как правило, на аэроснимках изображается только верхняя часть (крыши) этих объектов.

Если на фотоплане видна хотя бы часть основания высокого объекта, имеющего в плане правильную прямоугольную форму или окружность, то задачу можно решать следующими способами.

Первый способ определения основания высоких зданий применяется, если на фотоплане изобразились три угла основания (рис. 17). Четвертый угол находится в пересечении прямых, проведенных через соответствующие углы основания параллельно изобразившимся сторонам.

При наличии теней величиной 2 мм и более следует применять второй способ определения планового положения основания зданий, суть которого поясняется рис. 18. Недостающие точки основания здания b ₀и с ₀находятся в пересечении перпендикуляров, восставленных в точках а ₀ и d ₀, с линиями направления теней T_b и T_с, проведенных параллельно линяй T_a через точки b и с. Этот способ применим, если величина карниза здания не превышает 0,5 мм в масштабе фотоплана.

Рис. 18. Определение основания здания с помощью теней

Суть третьего способа (рис. 19) заключается в нахождении точки пересечения направления, проведенного из центральной точки снимка на изображение верха данного контура, с направлением тени от этого контура. Если здание имеет карнизы величиной более 0,3 мм в масштабе фотоплана, то необходимо (рис. 20) центральное направление проводить не через угол крыши (точка b),а через верх угла здания (точка b'). Эта точка находится путем откладывания ширины карниза (k)от соответствующих краев изображения крыши.

Рис. 19. Определение оснований зданий и сооружений с помощью теней и центральных направлений

Если на фотоплане изобразилась только одна сторона здания (рис. 21), то применяют четвертый способ. При этом сначала вычерчивают видимую на фотоплане сторону здания, затем из одного конца вычерченной стороны восставляют перпендикуляр и откладывают на нем ширину здания l или длину, в зависимости от того, какая сторона изобразилась на аэроснимке, измеряя ее фотограмметрически или, в крайнем случае, непосредственно в натуре. После этого через другой конец вычерченной стороны проводят линию, параллельную восставленному перпендикуляру, и также откладывают на ней ширину здания. Полученные таким образом наклоны и будут являться искомыми углами здания, соединяя которые, находят контур основания его.

Для фотограмметрического определения ширины здания необходимо измерить ширину крыши l ' ивеличину карниза k. С учетом поправок за разномасштабность крыши и основания ширина здания l определяется по формуле

(9)

где Н - средняя высота фотографирования;

h - высота здания.

Рис. 20. Учет величины карниза крыши при третьем графическом способе

Рис. 21. Определение основания здания по одной стороне

В случае, когда основание здания или сооружения имеет форму многоугольника, то положение невидимых на фотоплане углов основания определяется путем введения соответствующих поправок в изображения углов крыши таких объектов или, в крайнем случае, путем полевых измерений и линейных засечек от ближайших надежно определенных контурных точек.

В изображение верха объекта вводятся следующие, графические поправки:

- за перспективное смещение верха объекта;

- за разномасштабность изображения основания и верха объекта;

- за величину карнизов крыш.

Поправки за перспективное смещение верха объектов на фотоплане d r_h, вычисляются по формуле

(10)

где r - удаление изображения точки верха объекта от центра снимка, измеренное на фотоплане.

Знак «минус» в формуле (10) показывает, что для нахождения точки основания необходимо от изображения точки верха объекта отложить величину поправки в направлении к центру снимка.

Для вычисления поправки за перспективное смещение с точностью ±0,1 мм по формуле (10) необходимо знать высоту здания h (рис. 22) с относительной погрешностью не ниже, чем указано в табл. 6.

Таблица 6

r, мм
	1:1000	1 1:2000	1:3000

Рис. 22. Определение высоты здания

Требуемая точность может быть обеспечена при стереоскопическом измерении высоты зданий с использованием стереоскопа и параллаксометра до r = 100 мм и на интерпретоскопе до r = 300 мм.

Для различных точек объектов равной высоты перспективные смещения принимаются одинаковыми, если удаление их от центра снимка различается на величину Δ r, меньшую, чем вычисленная по формуле

(11)

Величина зон равных перспективных смещений (в мм) для зданий различной этажности приведена в табл. 7.

Таблица 7

Этажность здании	Высота фотографирования, км
0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
	6,7	13,3	20,0	26,6	33,3	40,0	46,7	53,3
	3,7	7,4	11,1	14,8	18,5	22,2	25,9	29,6

Если на фотоплане изобразился хотя бы один угол основания здания, то величину перспективного смещения рекомендуется снимать с помощью измерителя непосредственно с фотоплана и использовать ее для введения поправок в изображение верха зданий равной с ним высоты. Когда разность отстояний от центра снимка Δ r для точек получения и введения поправки за перспективное смещение превышает величину, указанную и табл. 7, следует учитывать разницу поправок, вычисляемую по формуле

(12)

Разномасштабность изображения основания и крыши здания не учитывается, если параметры здания: высота h и ширина (или длина) l ', измеренные на фотоплане, и высота фотографирования находятся в соотношении

hl ' £ 0,2 H. (13)

Поправка за разномасштабность может быть вычислена по формуле

(14)

Иначе ширину (длину) основания здания можно вычислить по формуле

(15)

если на фотоплане предварительно измерить величины d, d' и l ' (рис. 23).

Таблица 8

Масштаб фотоплана	1:6000	1:2000	1:1000	1:500
Величина карнизов крыш, м	1,0	0,4	0,2	0,1

Размеры карнизов крыш бывают весьма различны: от 30 см до 1,5-2,0 м. Поправку за карнизы необходимо вводить, если размеры их превышают величины, приведенные в табл. 8.

Точность определения карнизов не должна превышать половины этих величин.

Если фотоизображение четкое, то величину карниза можно измерить по фотоплану или по тени (от угла крыши до угла постройки). При типовой застройке достаточно выполнить такие определения для двух-трех зданий.

В случае, когда по фотоизображению таких определений сделать нельзя, то выполняется непосредственный обмер в натуре сооружения по методу горизонтальной съемки.

Полнота смыслового дешифрирования зависит от уровня знания закономерностей отображения топографических объектов на аэрофотоснимках, полученных при конкретных условиях аэрофотографирования, и определяется рядом факторов, которые необходимо учитывать при выполнении данного вида работ. Прежде всего, это квалификация исполнителя, зависящая от профессиональной подготовки и опыта.. Для повышения профессиональной подготовки рекомендуется чаще чередовать камеральное дешифрирование и полевую корректуру одним исполнителем.

Необходимо создание эталонов (ключей) дешифрирования. И, наконец, использование материалов картографического значения не только повышает полноту камерального дешифрирования, но и позволяет наносить объекты, не изобразившиеся на фотоплане, сокращая тем самым объем полевой досъемки. Отдельные характеристики объектов, которые нельзя получить по аэроснимкам непосредственно, могут быть определены на основе корреляционных зависимостей, существующих между изображениями и характеристиками объектов, отдешифрированных или полученных по картографическим источникам.

Рис 23. Определение поправки за разномасштабность изображения основания и крыши

С этой целью необходимо использовать опыт отраслевого дешифрирования. Так, при дешифрировании лесов следует пользоваться таблицами зависимостей средней высоты деревьев от максимальной, измеряемой по аэроснимкам, а также толщины деревьев от густоты и высоты.