- •Isbn 978-985-468-862-6 (ч. II)
- •1 Тахеометрическая съемка
- •1.1 Общие сведения о топографических съемках местности
- •1.2 Сущность тахеометрической съемки.
- •1.3 Приборы для тахеометрической съемки
- •1.4 Построение и уравнивание съемочной сети
- •1.5 Производство тахеометрической съемки. Журнал и абрис
- •1.6 Составление плана тахеометрической съемки
- •1.7 Автоматизация тахеометрической съемки
- •2 Мензульная съемка
- •2.1 Мензула, ее устройство, поверки и принадлежности
- •2.2 Устройство и поверки кипрегеля
- •2.3 Установка мензулы на станции.
- •2.4 Плановое и высотное обоснование мензульной съемки.
- •2.5 Подготовка планшета. Съемка ситуации и рельефа местности.
- •3 Нивелирование поверхности
- •3.1 Нивелирование поверхности по квадратам
- •3.2 Нивелирование поверхности по магистралям с поперечниками
- •3.3 Геодезические работы при вертикальной планировке.
- •4 Основы фотограмметрии
- •4.1 Понятие о фотограмметрии
- •4.2 Основные виды и методы фототопографических съемок
- •4.3 Основы аэрофотосъемки
- •4.3.1 Сканирующие съемочные системы
- •4.3.2 Виды аэрофотосъемки
- •4.4 Понятие о трансформировании
- •4.5 Дешифрирование
- •4.6 Стереофотограмметрические приборы
- •4.7 Методы цифровой фотограмметрии
- •4.8. Дистанционное зондирование Земли
- •5 Современные геодезические методы измерений
- •5.1 Электронная тахеометрия
- •5.2 Технология наземного лазерного сканирования
- •5.3 Спутниковые радионавигационные системы
- •5.4 Применение комплексных систем для съемки железных дорог
- •5.5 Понятие о геоинформационной системе
- •6 Геодезические работы,
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Инженерно-геодезические изыскания
- •6.3 Проложение трассы на местности. Измерение углов поворота
- •6.4 Разбивка пикетажа, плюсовых точек и поперечников.
- •6.5 Круговые кривые, их элементы и главные точки.
- •6.6 Переходные и суммарные кривые
- •6.7 Расчет пикетажных значений главных точек круговой кривой.
- •6.8 Привязка трассы к пунктам опорной геодезической сети
- •6.9 Нивелирование трассы и поперечников.
- •6.11 Обработка журнала нивелирования
- •6.12 Составление плана трассы. Ведомость углов поворота,
- •6.13 Гидрометрические работы
- •7 Способы и технология
- •7.1 Общие принципы геодезических разбивочных работ
- •7.2 Элементы разбивочных работ
- •7.3 Способы разбивочных работ
- •8 Геодезические работы
- •8.1 Геодезическая разбивочная основа для строительства
- •8.2 Разбивка и закрепление основных осей зданий и сооружений
- •Приемки-передачи результатов геодезических работ при строительстве зданий, сооружений
- •8.3 Геодезические работы при устройстве котлованов
- •8.4 Геодезические работы при сооружении фундаментов
- •8.5 Геодезические работы
- •8.5.1 Построение разбивочной основы на исходном горизонте
- •8.5.2 Передача осей и отметок на монтажный горизонт
- •8.5.3 Геодезические работы при возведении надземной части
- •8.6 Исполнительные съемки
- •9 Геодезические наблюдения за осадками
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Наблюдения за осадками сооружений
- •9.3 Измерение горизонтальных смещений
- •9.4 Наблюдения за креном сооружения
- •10 Геодезические работы при строительстве дорог
- •10.1 Восстановление трассы
- •10.2 Разбивка земляного полотна
- •10.3 Разбивка сопряжений уклонов продольного профиля
- •10.4 Геодезические работы
- •10.5 Геодезические работы при строительстве мостов
- •11 Геодезические работы при реконструкции
- •11.1 Геодезические работы при эксплуатации железных дорог
- •11.2 Геодезические работы, выполняемые при эксплуатации
- •11.3 Геодезические работы при проектировании, строительстве
- •11.4 Геодезические работы при реконструкции, эксплуатации
- •11.5 Геодезические работы при обмерах и реставрации
- •12 Организация геодезических работ
- •12.1 Организация геодезических работ
- •12.2 Техника безопасности при выполнении геодезических работ
- •Министерство образования республики беларусь
- •Isbn 978-985-468-862-6 (ч. II)
4 Основы фотограмметрии
И ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СЪЕМКИ
4.1 Понятие о фотограмметрии
Фотограмметрия (термин photogrammetrie является производным от греческих слов photos – свет, gramma – запись и metreo – измерение; дословно – измерение светозаписи) – научная дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и пространственного положения объектов в заданной координатной системе по их фотографическим и иным изображениям.
Фотограмметрия выделилась из геодезии в начале прошлого столетия благодаря применению новых начал измерительной техники, базирующихся на способности объектива строить изображения объектов, возможности регистрации этих изображений фотохимическими методами и измерения их с помощью оптических, механических, а позднее – и электронных приборов и инструментов.
При фотографировании объекта местности часть световых лучей, отраженных его точками А, В, С, D (рисунок 4.1), улавливается объективом фотокамеры, проходит через его узловую точку S и дает негативные изображения а, b, с и d точек объекта на светочувствительном слое в плоскости Р.
Если установить негатив Р в то положение, которое он занимал в момент фотографирования, и, воспользовавшись принципом обратимости фотографического процесса, осветить его, то световые лучи Sa, Sb, Sc и Sd пройдут через объектив S и те же точки объекта ABCD.
Поставив на пути световых лучей экран Р', в сечении его лучами светового пучка получим изображения a0b0c0d0 тех же точек ABCD объекта в масштабе, зависящем от соотношения удалений экрана Р' от объектива S и этого объекта. Изменяя угол, под которым световой пучок пересекает экран Р', можно выполнять преобразование (трансформирование) изображения.
Методы построения и преобразования изображений объектов, основанные на использовании свойств одиночного аэроснимка, называются фотограмметрическими.
Так как оценка положения точек по высоте при такой обработке невозможна, то область применения методов фотограмметрии ограничивается преобразованием изображений объектов, расположенных в одной плоскости.
Полное описание формы, размеров и пространственного положения объектов местности возможно лишь на основе методов стереофотограмметрии (от греческого слова stereos – пространственный), использующей свойства пары снимков.
Пусть из двух точек пространстваS1 и S2 (рисунок 4.2) получена пара перекрывающихся снимков P1 и Р2. Точки местности А и В изобразились на левом снимке P1 в виде точек a1 и b1, а на правом Р2 – в виде точек а2 и b1. Если снимки P1 и Р2 установить в то положение, которые они занимали во время съемки, то связки лучей, существовавшие в момент фотографирования, окажутся восстановленными, и в пересечении соответственных лучей S1a1 и S2a2, S1b1 и S2b2, проходящих через соответственные точки зоны перекрытия снимков, возникает пространственная (стереоскопическая) модель, подобная сфотографированному объекту местности.
Масштаб стереоскопической модели определяется расстоянием S1S2 между вершинами связок, и, изменяя его, можно привести построенную модель к заданному масштабу. Вращение модели вокруг координатных осей позволяет привести ее в требуемое положение относительно системы координат местности.
Теперь для получения плана (карты) достаточно выполнить измерение координат точек А, В и др. стереоскопической модели и ортогональное их проектирование на плоскость карты (точки A0, B0).
Легко видеть, что построение пространственной модели местности возможно лишь при совместной обработке пары перекрывающихся между собой снимков. Наличие перекрытий между снимками позволяет создавать высокоточные фототриангуляционные сети, состоящие из снимков одного или нескольких маршрутов.
Преобразование координат точек сети в систему местности выполняется по включенным в нее опорным точкам, положение которых в системе координат местности определяют по результатам полевых геодезических измерений.
Таким образом, применение фотограмметрического и стереофотограмметрического методов связано с получением аэроснимков с помощью летательных аппаратов и последующей их камеральной обработкой.
Фотографирование исследуемых объектов и последующая камеральная обработка их изображений вместо самих объектов предопределяют основные преимущества фотограмметрических и стереофотограмметрических методов исследований перед другими. Это, прежде всего, высокая производительность метода; объективность, достоверность и документированность данных; высокая точность; возможность безопасного получения информации о любых (в том числе быстро движущихся) объектах и т. п. Эти преимущества фотограмметрии обеспечили применение ее методов в самых разнообразных отраслях науки и техники: геодезии и картографии (для создания планов и карт); строительстве (для контрольных измерений и исследования деформации сооружений); архитектуре (для съемки исторических памятников); астрономии и космонавтике (для определения положения космических объектов и картографирования планет); военно-инженерном деле (для определения координат цели, траектории и иных параметров полета снаряда и пр.) и т. д.
Фотограмметрическая обработка фотоснимков позволяет выявить месторождения полезных ископаемых и их границы, определить интенсивность движения городского транспорта, параметры деятельности вулканов, характеристики объектов микромира и т.п.
Становление и развитие фотограмметрии тесно связано с точным приборостроением и авиацией, космонавтикой и физикой, химией и электроникой, математикой, геодезией и картографией. Их достижениями определяется и современное состояние фотограмметрии, в которой можно выделить несколько направлений:
– аэрофототопографию, изучающую методы и технические средства создания планов и карт по цифровым или аналоговым изображениям земной поверхности, полученным с летательного аппарата;
– прикладную фотограмметрию, изучающую вопросы применения фотограмметрии в интересах различных областей науки и техники – в строительстве, архитектуре, медицине, геологии, военном деле и т.п.;
– космическую фотограмметрию, изучающую вопросы применения фотограмметрии для обработки снимков Земли, планет и иных небесных тел, полученных непосредственно из космоса (с борта космического аппарата) или с помощью спускаемых аппаратов.
Появившиеся в конце XX в. технические средства и методы получения, обработки и хранения цифровых изображений придали фотограмметрии новый импульс и обусловили возникновение и развитие цифровой фотограмметрии, основанной на применении электронных вычислительных машин, теории машинного зрения и др.