10. Фототопографические съемки

Фототопографией называется дисциплина, изучающая способы создания топографических карт и планов с использованием материалов фотосъемки. Теоретической основой фототопографии является фотограмметрия, которая занимается определением форм, размеров и положением различных объектов путем измерения их изображения на фотоснимках.

По способу получения фотоизображения различают воздушную (аэрофотосъемку) и наземную фотосъемки.К воздушным фототопографическим относят комбинированную и стереотопографическую, а к наземным фототопографическим – фототеодолитную. К фототопографическим съемкам относится и космическая фотографическая съемка, материалы которой используются для обновления топографических карт.

Одним из основных методов создания государственных топографических карт является стереотопографическая съемка.

10.1. Общие сведения об аэрофотосъемке

Аэрофотосъемка (АФС) местности осуществляется с самолета (АН–2, ИЛ–14, АН–30) или другого летательного аппарата при помощи специальных топографических аэрофотоаппаратов (АФА) – полностью автоматизированных приборов, управляемых электрическими командными приборами.

Во время съемочного полета АФА, включенный через командный прибор полностью осуществляет аэрофотосъемочный цикл: экспонирование (открытие и закрытие затвора АФА), перематывание пленки для нового кадра, выравнивание пленки в плоскость с точностью до 0,02 мм. Современные АФА обеспечивают выдержки от 1/30 до 1/1000 с.

Наиболее распространенные в странах СНГ АФА имеют размеры кадров 18×18 см, за рубежом – 23×23 см.

Основные части АФА следующие: объектив, состоящий из 4–10 линз; кассета для фотопленки с устройством для ее выравнивания; командный прибор, управляющий работой аэрофотоаппарата, который работает в автоматическом и полуавтоматическом режиме. Для стабилизации заданного положения АФА и уменьшения наклона плановых снимков применяют гиростабилизирующие установки.

В зависимости от величины фокусного расстояния f аэрофотоаппараты делятся на короткофокусные (70–140 мм), среднефокусные (200 мм) и длиннофокусные (350 и 500 мм).

В результате выполнения аэрофотосъемочного цикла получается непрерывный аэрофильм, представляющий собой ряд смежных аэронегативов.

По числу снимков и их взаимному расположению аэрофотосъемка подразделяется на выполненную одиночными кадрами, одномаршрутную (вдоль заданной трассы – дорог, нефте-газопроводов и других линейно-вытянутых объектов) и многомаршрутную, или площадную.

Многомаршрутная аэрофотосъемка местности производится по маршрутам, прокладываемым с запада на восток и обратно, параллельно друг другу. Для каждого маршрута намечаются входные и выходные ориентиры, четко различаемые с самолета.

Перед началом АФС рассчитывают расстояния между экспозициями затвора АФА для того, чтобы фотографирование местности выполнялось через определенные интервалы с расчетом, чтобы аэрофотоснимки в маршруте перекрывали друг друга. Тогда на каждом следующем аэрофотоснимке частично будет изображаться площадь, заснятая на предыдущем. Перекрытие двух смежных снимков в одном маршруте называется продольным перекрытием Рх и должно быть не менее 60 % от размера снимка. Расстояние между маршрутами устанавливается таким образом, чтобы поперечное перекрытие снимков Ру было не менее 30 % (рис. 10.1).

Рис.10.1

В результате продольного и поперечного перекрытия все снимки оказываются взаимосвязанными между собой. Два снимка одной и той же территории, полученные из разных точек пространства, называются стереоскопической парой.

АФС выполненная при отвесном положении оптической оси АФА (отклонение от вертикали не должно превышать 3º) называется плановой, а снимки – плановыми. Современные гиростабилизирующие установки обеспечивают отклонение оптической оси от вертикали в пределах 15–30´. Снимки получаемые с большим чем 3º отклонением оптической оси от вертикали являются перспективными.

Аэрофотоснимок представляет собой центральную проекцию местности. Если при съемке равнинной территории ось АФА занимает отвесное положение, то изображение на аэрофотоснимке подобно местности, а следовательно совпадает с ортогональной проекцией – планом. В таком случае масштаб изображения местности будет одинаков для всех частей снимка и будет равен отношению фокусного расстояния f к высоте летательного аппарата H, т. е. Отношение длины отрезка на аэрофотоснимкеS_a к длине этого же отрезка на местности S_м является численным масштабом аэроснимка, т. е.

Масштаб перспективного снимка будет непостоянен, удаленные линии местности будут иметь более мелкий масштаб.

На масштаб аэрофотоснимка в целом влияет: отклонение оси аэрофотоаппарата от отвесного положения; рельеф земной поверхности, т. е. повышенные участки местности имеют более крупный масштаб и кривизна Земли – чем меньше масштаб съемки и больше охват территории, тем большее влияние она оказывает.

После окончания съемки пленка проявляется и нумеруются негативы, для чего в северо-восточном углу каждого аэрофотоснимка указываются номер снимка, шифр залета, время и дата производства аэрофотосъемки. Аэрофотоснимки изготавливают контактным способом.

С отпечатанных фотоснимков изготавливается накидной монтаж, т. е. производится последовательная накладка смежных снимков путем совмещения одинаковых контуров ситуации.

По накидному монтажу из аэроснимков производят оценку качества выполненных летно-съемочных работ: масштаб и процент продольного и поперечного перекрытий аэроснимков; прямолинейность и взаимную параллельность маршрутов; величину углов наклона оптической оси аэрофотоаппарата; правильность ориентирования аэроснимков по направлению аэрофотосъемочных маршрутов.