План, карта, аэрофотоснимок, космический снимок. Условные знаки, масштаб

Аэрофотоснимок теоретически и практически резко отличается от карты, например, по внешнему виду. Вместе с тем карта и аэрофотоснимок имеют много общего, так как оба эти документа являются изображением местности. Это изображение как на карте, так и на аэрофотоснимке получено в определенном масштабе, которому свойственны размеры изображений тех или иных топографических объектов.

Существенное отличие аэрофотоснимка от топографической карты вытекает из геометрической сущности их получения.

Топографическая карта – ортогональная проекция местности (рис.99, а), т.е. такая проекция, в которой изображение объектов местности на плоскости получают с помощью проектирующих лучей, перпендикулярных к плоскости проецирования.

Рис. 99. Проекция: а) ортогональная; б) центральная

Ортогональная проекция характеризуется двумя основными свойствами: расстояния на карте пропорциональны горизонтальным проложениям соответствующих расстояний на местности; углы с вершинами в любой точке карты равны соответствующим горизонтальным углам на местности.

В отличие от карты на аэрофотоснимках изображение объектов местности строится проектирующими лучами, пересекающимися в объективе аэрофотоаппарата.

Проекция, в которой изображение предметов на плоскости получается с помощью проектирующих лучей, пересекающихся в одной точке, называется центральной (рис.99, б), а точка пересечения этих лучей – центром проекции. Следовательно, изображение аэрофотоснимка – центральная проекция местности.

Лекция 17. Фототопографические съемки (продолжение)

17.1.Летносъемочные работы

17.2. Масштаб аэрофотоснимка

17.3. Смещение точки на снимке за счет рельефа

17.4. Трансформирование аэрофотоснимков

17.5.Сгущение планов – высотного обоснования аэросъемки

17.6 Дешифрирование аэрофотоснимков

17.7 Создание топографических карт по аэрофотоснимкам

17.8. Вопросы для самоконтроля

Летносъемочные работы

Как правило аэрофотосъемку выполняют в более мелком масштабе по сравнению с заданным масштабом изготовляемой карты или плана.

Аэрофотосъемку выполняют так, чтобы продольное перекрытие было не менее 60%, а поперечное не менее 40%.

Для обеспечения заданной величины перекрытий необходимо соблюдать базис фотографирования. Базисом фотографирования называется расстояние, которое пролетает самолет между двумя соседними точками фотографирования. Базис фотографирования вычисляется по формулам:

,

,

– продольный базис фотографирования по маршруту;

– расстояние между осями двух смежных маршрутов;

– размеры продольной и поперечной стороны аэрофотоснимка;

– знаменатель масштаба аэрофотосъемки.

Для облегчения вождения самолета и захода его с маршрута на маршрут заранее намечают на карте хорошо видимые с воздуха ориентиры.

После выполнения аэрофотосъемки, заснятые кассеты обрабатывают, и с полученных после проявления и закрепления негативов путем контактной печати изготавливают аэрофотоснимки.

Для проверки летносъемочных работ выполняют накидной монтаж, представляющий собой приближенное соединение аэрофотоснимков по их одноименным контурам в одну сплошную картину заснятой местности.

Оценка качества летносъемочных работ выполняется по следующим критериям:

1) по качеству фотографического изображения;

2) величине продольного и поперечного перекрытия;

3) уклонению оси фотоаппарата от вертикали;

4) прямолинейности маршрута;

5) уклонению от заданной высоты полета самолета.

Выявленные недостатки аэрофотосъемки устраняются. Накидной монтаж фотографируют в мелком масштабе – получают репродукцию накидного монтажа. Её используют для предварительного изучения местности.

Масштаб аэрофотоснимка

Аэрофотоснимок горизонтального участка плоской местности, полученный при отвесном положении оптической оси АФА, представляет собой контурный план этой местности пригодный для различных измерений.

Рис. 100. Масштаб горизонтального аэрофотоснимка

Масштаб такого аэрофотоснимка (рис. 100) называется горизонтальным, выражается отношением

,

где m – знаменатель численного масштаба аэрофотоснимка; oа – отрезок на снимке; ОА – отрезок на местности;f k – фокусное расстояние АФА; H – высота полета самолета.

Если же оптическая ось отклонится от отвесного положения, то полученный аэрофотоснимок будет иметь в каждой своей точке разный масштаб. В этом случае можно говорить только о среднем масштабе снимка.

В середине XIX века над столицей Франции городом Парижем поднялся воздушный шар, и фотограф Надар впервые сфотогра-фировал город с птичьего полета. Парижане увидели, как выгля-дят сверху городские кварталы, улицы, река Сена, на берегах которой вырос город. Так появились первые аэрофотоснимки — уменьшенные фотографические изображения участка земной по-верхности (эр — по-французски «воздух»).

В настоящее время аэрофотоснимки делают с самолета и беспилотных летательных аппаратов, в том числе с мультикоптеров.

На аэрофотоснимке видны дома, дороги, мосты, реки и овраги, поля и леса — словом, все то, что мы видим на плане и карте. На-учиться распознавать географические объекты на снимке — зна-чит научиться дешифровать аэрофотоснимок. Важны не только предметы, но и тон изображения: чем влажнее, сырее земля, тем тон изображения темнее. Вода в реке или озере будет на снимке совсем темной. На карте нельзя увидеть, влажная на поле земля или нет. Да этого и не требуется, через несколько дней земля на поле может высохнуть.

Если самолет летит высоко над землей, то масштаб аэрофото-снимка оказывается мелким. Если самолет летит невысоко, аэро-фотоснимок будет иметь крупный масштаб, на нем будет видна с большими подробностями небольшая территория. Во время аэро-фотосъемки самолет летит в заданном направлении и через рав-ные промежутки времени делает снимки. Потом разворачивается и летит обратно параллельно недавнему пути, вновь фотографи-руя землю. Соседние аэрофотоснимки склеивают и, используя их, вычерчивают план или карту.

Карта — это уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности. Для изображения на карте от-бирают самое важное, самое существенное, то, что не изменится через неделю. На карте надписывают названия рек, населенных пунктов, основных дорог, на планах показывают и направление течения реки, и характер дороги — асфальтовая, грунтовая и т.д. Материал с сайта

Глобус достаточно точно отображает очертания суши Земли, но применять его не всегда удобно. Более практично дать об-рисовку Земли и её частей на плоскости, бумаге.

Рассмотрим в атласе изображение поверхности Земли — рисунок и план местности (рис. 14, 15), аэрофотосни-мок (рис. 16), космический снимок (рис. 17) и географическую карту (рис. 18). Чем они отличаются между собой?

Аэрофотоснимок — это фотография местности, которую делают из самолёта или другого летательного аппарата с помощью специального аэрофотоаппарата в соответству-ющем масштабе.

Аэрофотоснимок используют во время географических и геологических исследований, инженерных поисковых работ, а также при составлении топографических карт.

Космический снимок — это фотография земной поверхно-сти или всей планеты, которую делают автоматической фотоаппаратурой из искусственных спутников Земли.

Космические снимки дали возможность составить карты нового типа (космофотокарты). На их основе развивается такая отрасль науки, как космическая картография. В частности, есть подробные карты Луны, Венеры, Меркурия, Марса. На плане местности все предметы и объекты воспроизводят общепри-нятыми условными знаками.

План местности — это изображение небольшого участка местности с помощью условных знаков и в масштабе.

Рис. 16. Аэрофотоснимок местности

Рис. 17. Космический снимок

На географической карте, как и на плане местности, объек-ты также показывают условными знаками.

Географическая карта — это изображение необходимой территории или всей планеты с помощью условных зна-ков и в определённом масштабе.

Совокупность условных знаков и их разъяснения называют легендой карты . Все виды условных знаков делятся на контурные, внемасштабные, линейные . Контурные зна-ки передают действительные размеры объекта, состоят из контура, заполненного цветом или штриховкой. Например, лес, болото, озеро — на плане местности, горы, равнины, кон-туры материков — на географической карте. Внемасштабные знаки в виде геометрических фигур, симво-лов, рисунков показывают объекты, которые нельзя обозначить в масштабе плана или карты. Например, родник, колодец, шко-ла на плане местности, знаки полезных ископаемых и населён-ных пунктов, вершины гор. Линейные знаки передают на плане и карте линейные объекты: дороги, реки, границы и др. В масштабе показывают только их длину, но не ширину. В зависимости от величины изображаемой территории и размеров самой карты используют различные масштабы. Чем мень-ше территория и чем больше деталей в её воспроизведении, тем крупнее масштаб карты. Она называется крупномасштабной . Такой масштаб имеют планы местности (1: 5000 и более). Крупномасштабными бывают и топографические карты (от 1:5000 до 1: 200000) (рис. 19). На рис. 19 — масштаб крупнее, а на рис. 18 — меньше. На таких картах детально изображают небольшую терри-торию. Используются они в военном деле, строительстве, при прокладывании дорог, в сельском хозяйстве, туристических походах и т. д. Карты с масштабом от 1:200000 до 1:1000000 называют среднемасштабными (рис. 20).

Рис. 18. Физическая карта

Рис. 19. Топографическая карта (масштаб 1: 10 000)

Но чаще всего человеку необходимо показать на карте огром-ные территории материков, отдельные страны или их регионы, а иногда и всю планету. Тогда используют мелкий масштаб, а карты называют мелкомасштабными (рис. 21). Карты школьных атласов, стенные карты — мелкомасштабные. Например, масштаб карты полушарий в школьном атласе — 1:90 000000 (в 1 см —900 км), карты Украины— 1:6 000000 (в 1 см — 60 км). Обрати внимание, что масштаб первой карты мельче, а второй — крупнее.

На плане и карте невозможно показать все мельчайшие объек-ты на местности. Они мешали бы читать изображения. Поэтому на план и карту наносят только основные из них, т.е. изображение обобщают. Чем мельче масштаб карты, тем больше обобщен-ность. Материал с сайта

План и карта — это уменьшенное изображение земной по-верхности на плоскости, выполненное в масштабе.

Географические карты с изображением природных объек-тов (материков, океанов, гор, равнин, рек, озер и др.) называют физическими . Например, физическая карта полушарий, физическая карта Украины.

Существует несколько видов изображения Земли или её отдельных уча-стков: глобус, план местности, географическая карта, рисунок, аэрофотос-нимок, космический снимок.

На этой странице материал по темам:

• Что точнее физическая карта или аэрофотоснимок

• Аэрофотоснимок и карта

• Чем отличается аэрофотоснимок от плана

• Чем отличаются фотографии из космоса от аэрофотоснимков

• Чем отличается аэрофотоснимок от космического снимка

Вопросы по этому материалу:

Урок: Что такое план местности

1. Введение

Цель урока: узнать, какие бывают виды изображения местности, что такое план местности.

2. Виды изображений земной поверхности

Перед принятием решения о строительстве новых заводов, школ, спортивных учреждений, о прокладке дорог, о размещении сельскохозяйственных земель необходимо иметь изображение данной местности.

Небольшую по площади местность можно нарисовать или сфотографировать, но многие объекты земной поверхности по таким изображениям будет тяжело определить.

Наиболее распространенными изображениями земной поверхности являются аэрофотоснимки, снимки из космоса, карты и планы местности.

Рис. 1. Аэрофотоснимок

3. Аэрофотоснимки и планы местности: сходства и различия

План – чертеж уменьшенного изображения местности, выполненный в условных знаках в крупном масштабе (обычно 1: 5000 и крупнее). Обычно планы составляют на небольшой участок местности, размером в несколько квадратных километров, кривизна поверхности Земли при этом не учитывается. Первые в истории карты были планами. Планы используются в самых разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. При строительстве зданий, прокладке дорог и коммуникаций без них не обойтись.

Размещенные на поверхности объекты (леса, реки, поселки, поля и т.п.) будет видно лучше, если участок фотографировать сверху, например с самолета. Такое изображение местности называется аэрофотоснимок. На нем объекты похожи на их истинный вид на местности, видны их размеры и взаимное расположение. Между планом и аэрофотоснимком существует много различий. План местности – это чертеж на бумаге, изображающий небольшой участок земной поверхности в уменьшенном виде. От других изображений поверхности план отличается тем, что все объекты на ней показаны условными знаками. В целом удобнее и информативнее использовать план.

Аэрофотоснимок и план местности:

Рис. 2. Аэрофотоснимок и план местности

4. План местности. Условные знаки

Направления на плане указывают стрелкой, острие которой всегда показывает на север. Обычно север на плане бывает наверху, юг – внизу, восток – справа, запад – слева. По плану можно определить взаимное положение предметов по сторонам горизонта, измерить расстояние между ними, пользуясь единым масштабом.

Рис. 3. План местности

Рис. 4. План местности и условные знаки к нему

Условные знаки плана, во-первых, простые, во-вторых, непохожие друг на друга, в-третьих, напоминают самые предметы. При таких условиях они понятны всем, кто читает план. Так, реки и озера показаны голубым цветом воды, а леса – зеленым – цветом растительности. Для полей, огородов специального знака нет, поэтому такие участки оставляют на плане белыми. Знак лугов напоминает стебли травы. Пески изображены коричневыми точками. Небольшие ручьи, дороги, узкие улицы изображают условными знаками в виде линий. Такие условные знаки являются общепринятыми. Их используют на всех планах местности.

Рис. 5. Условные знаки

Группы условных знаков:

1. Площадные

Аэрофотосъемка Аэрофотосъемка – комплекс работ для получения топографических планов, карт и ЦММ с использованием материалов фотографирования местности с летательных аппаратов или из космоса. Материалы аэросъемки являются основой для составления планшетов, планов, схематических карт и других графических документов, служащих для решения оперативных задач и для планирования долговременных мероприятий в лесном хозяйстве. Виды аэрофотосъемки (по конструктивным особенностям АФА) 1. Кадровая (серия отдельных кадров); 2. Щелевая (щелевой снимок - в виде сплошной «ленты» вдоль маршрута 3. Панорамная (прямоугольные снимки с большим поперечным углом поля зрения) (по высоте полета летательного аппарата) 1. Космофотосъемка земной поверхности (первые сотни км) выполняется с искусственных спутников Земли. 2. Аэрофотосъемка (АФС) выполняется с самолетов и вертолетов: 2 а – высотная (5-10 км). 2 б – стандартная (1-5 км). 2 в – низковысотная (м)

(по использованию зон спектра) 1. Цветная – снимки получают в естественных цветах местности; 2. Черно-белая – снимки получают в оттенках серого. Это позволяет снять излишнюю пестроту изображения территории, сохраняя фототон – интенсивность серого цвета и фактуры изображения. 3. Спектрозональная – с помощью фильтров получают снимки определенных частей спектра и раскрашивают их в условные цвета. Технология позволяет совмещать и комбинировать изображения отдельных частей видимого спектра. 4. Радиолокационная – получение изображения по отраженным от точке местности радиоволнам – всепогодная съемка. 5. Инфракрасная (тепловая) – с помощью тепловизоров. 6. Многозональная –сразу несколькими синхронно работающими камерами. (по способу организации работ) 1. Маршрутная. Разновидность плановой съемки. Производится вдоль определенных направлений, долин рек, горных дорог и т.д. 2. Площадная (многомаршрутная) –основной вид съемки при изысканиях площадных и линейных объектов. 3. Комбинированная. Сочетание АФС с одним из видов наземной топографической съемки..

(по положению оптической оси АФА) 1. Плановая. Фотографирование производится в вертикальном направлении, сверху вниз, с отклонением от вертикали не более 3º. Этим видом съемки покрывают большие территории, пролетая над ней галсами (залетами). Обычно залеты имеют широтную ориентировку. Это наиболее часто используемый вид съемки. I-1 I-2 I-4 I-6 I-7 I-8

Планово-высотное обоснование аэросъемки Плановое положение контурных точек определяют в камеральных условиях фототриангуляцией. На местности во время полевых наземных геодезических работ определяют координаты соответствующего числа точек местности, необходимого для создания триангуляции. Опознавательный знак – контурная точка аэроснимка, координаты которой определены на местности в результате привязки к пунктам ГГС. Плановые опознаки совмещают с четкими, легко опознаваемыми на аэроснимке контурами местности. Местоположение опознаков тщательно определяют и накалывают на аэроснимке.

АЭРОФОТОСЪЕМОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ АЭРОСЪЕМОЧНЫЙ ПРОЦЕСС Аэрофотоустановка – крепления АФА к корпусу летательного аппарата; амортизирует фотокамеру. Управляющий (командный) прибор: дистанционное управление и контроль за работой АФА. Навигационное оборудование (радио- или лазерный высотомер: определяет высоту полета; статоскоп: определяет колебания высоты полета). Аэрофотосъемочный процесс включает в себя: Подготовительные работы: определение объектов и сроков проведения АФС. Летно-съемочные работы: фотографирование с летательного аппарата в благоприятное для съемок время. Фотолабораторные работы состоят в проявлении аэрофильмов и получении на их основе аэроснимков и диапозитивов.

Накидной монтаж аэроснимков получают, накладывая их друг на друга перекрывающимися частями. Репродукция накидного монтажа – это копия накидного монтажа на фотобумаге. С помощью накидного монтажа оценивают качество летно-съемочных работ. Определяют: -отклонения фактических продольных и поперечных взаимных перекрытий смежных аэрофотоснимков от допустимых значений (допустимые минимальные перекрытия: 35% для продольного и 15% для поперечного); -- неизменность высоты фотографирования (допустимые изменения высоты полета – до 5%); -- прямолинейность маршрута (допустимые отклонения маршрута от прямой – не более 3% от общей его длины).

АЭРОФОТОСНИМОК Аэрофотоснимок – это центральная проекция участка местности, которая образуется связкой проектирующих образуется связкой проектирующих лучей. лучей. Точка пересечения оптической оси аэрофотоаппарата с плоскостью светочувствительного слоя (О) называется главной точкой и принимается за начало прямоугольной системы координат снимка. S - центр проекции (задняя узловая точка аэрофотоаппарата); Аа, Be, Oo, Cc. Dd - световые лучи; Аа, Be, Oo, Cc. Dd - световые лучи;

О - главная точка снимка; So = t - фокусное расстояние объектива АФА; SO - высота фотографирования; о, в. о, с, d - изображение на светочувствительном слое. Проекция, в которой изображение предметов на плоскости предметов на плоскости получается с помощью проектирующих лучей, пересекающихся в одной точке, называется центральной, а точка пересечения этих лучей – центром проекции.

Перекрытие АФС Перекрытие аэрофотоснимка – "общая" часть земной поверхности, изображенная двух соседних снимках. По ходу залёта перекрытие должно составлять не менее 60%, по соседним залетам – 15% (ГОСТ) Масштабы АФС Ограничение накладывает разрешающая способность глаза (0,1–0,2 мм). Поэтому для решения различных задач используют АФС разного масштаба. По нормативам масштаб используемых АФС должен быть по крайней мере в 2 раза крупнее масштаба работ. 1. Региональные задачи – м-б АФС 1: – 1: (космофотосъемка). 2. Среднемасштабные геологосъемочные работы – м-б АФС 1: – 1: (высотная и стандартная аэрофотосъемка). 3. Крупномасштабные и детальные геологосъемочные работы – м-б АФС 1: – 1: (низковысотная аэрофотосъемка).

Геометрия снимка 1. Рабочая часть и поля снимка. На полях (1 а) помещают номер снимка и дополнительную информацию (номер заказа, дату и время съемки, пузырьковый уровень). 2. Главная точка снимка. Изображение точки поверхности, куда нацелена оптическая ось камеры. 3. Координатные вершины снимка. Метки, помогающие установить главную точку снимка. 4. Базис снимка. Расстояние между главной точкой текущего снимка и положением на нем главной точки предыдущего снимка. 5. Точка надира. Изображение на снимке точки на поверхности земли, находящейся точно под самолетом. 6. Направление съемки. Линия, проходящая через главную точку и точку надира. Самолет не может лететь абсолютно ровно, ветры крутят его как хотят, т.е. в момент съемки самолет всегда в той или иной степени наклонен: тангаж кренрысканье

Искажения на АФС 1. Искажения, связанные с непостоянством масштаба Снимок представляет собой центральную проекцию, а не плановую, как карта. Стандартный масштаб снимка 1 / М = f / H, где f – фокусное расстояние камеры, H – высота съёмки над местностью Очевидно, что SA = SB > H, поэтому M H H, поэтому M H

2. Искажения из-за наклона самолета Масштаб объектов А и Б одинаков В идеальном случае, т.е. когда самолет расположен совершенно горизонтально и ориентирован строго по курсу, центральная точка снимка (o) совпадает с точкой надира (n). В реальном полете так не бывает, поэтому центральная точка снимка "гуляет" вокруг точки надира. кабрировании пикировании При тангаже самолет либо задирает нос (кабрирование), либо опускает его (пикирование). При кабрировании центральная точка "уходит" вперед от точки надира, из-за чего масштаб части АФС, расположенной по ходу полета, становится мельче. При пикировании центральная точка "уходит" назад от точки надира, из-за чего масштаб части АФС, расположенной по ходу полета, становится крупнее. n,o n о n о БА Масштаб объекта Б мельче, чем масштаб объекта А Б А Б А Масштаб объекта Б крупнее, чем масштаб объекта А

Масштаб объектов А и Б одинаков левом крене мельче правом крене При крене самолет качается относительно продольной оси (качает крыльями). При левом крене центральная точка "уходит" вправо от точки надира, из-за чего масштаб части АФС, расположенной справа по лёту, становится мельче. При правом крене всё наоборот. n,o n о n о БА Масштаб объекта Б мельче, чем масштаб объекта А Б А Б А Масштаб объекта Б крупнее, чем масштаб объекта А При рыскании изменяется угол между продольной осью самолета и направлением полета. Это не приводит к дополнительным искажениям масштаба, в пределах одного снимка, однако зона перекрытия становится трапециевидной, что затрудняет дальнейшую интерпретацию.

3. Искажения, связанные с рельефом При фотографировании территории с расчлененным рельефом, разные точки находятся на меняющемся расстоянии от центра проекции, что приводит к искажению изображения по сравнению с плановой проекцией. Точки, находящиеся на возвышенностях, на снимке "отодвигаются" дальше от главной точки снимка, а находящиеся в понижениях – "приближаются" к ней. При этом, естественно, искажается и масштаб: объекты на возвышенностях выглядят крупнее, объекты в низинах – мельче. r – смещение на снимке до положения на плановой проекции (поправка), r – расстояние от точки до главной точки снимка, Н – средняя высота съемки над местностью, h – превышение точки над средней высотой местности.

ЭЛЕМЕНТЫ ОРИЕНТИРОВАНИЯ СНИМКОВ Элементы ориентирования аэрофотоснимка – величины, определяющие его положение в момент фотографирования относительно выбранной пространственной прямоугольной системы координат. Различают элементы внутреннего и внешнего ориентирования снимка.

ЭЛЕМЕНТЫ ВНУТРЕННЕГО ОРИЕНТИРОВАНИ АЭРОФОТОСНИМКОВ. Три элемента внутреннего ориентирования – фокусное расстояние фотокамеры f, координаты x 0, y 0 главной точки о. Они определяют положение центра проекции относительно аэрофотоснимка. S f y o o" x y0y0 x0x0

ЭЛЕМЕНТЫ ВНЕШНЕГО ОРИЕТИРОВАНИЯ АЭРОФОТОСНИМКОВ Элементы внешнего ориентирования позволяют установить положение снимка (связки), которое она занимала в момент фотографирования относительно заданной пространственной прямоугольной системы координат. Для снимков, полученных АФА, на практике используют две таких системы. Рис.1 Рис.2

В первую систему ЭВО (рис. 1) входят координаты Xs, Ys, Zs точки фотографирования, а также углы поворота снимка α, ω и κ. Продольный угол наклона снимка α образуется осью Z΄ и проекцией главного луча Sо на плоскость X΄ Z΄. Поперечный угол наклона снимка ω заключён между главным лучом Sо и его проекцией на плоскость X΄ Z΄. Угол поворота снимка κ образуют ось у снимка и след плоскости, проходящей через главный луч Sо и ось Y΄ (в этой плоскости находится угол ω). На рис. 1 углы κ и ω положительные, угол α - отрицательный. Вторая система (рис.2) ЭВО содержит: координаты Xs, Ys, Zs точки фотографирования; t – дирекционный угол оптической оси фотокамеры – он образуется следом плоскости главного вертикала W и положительным направлением оси X΄; ε - угол наклона снимка, находится в плоскости главного вертикала между главным и надирным лучами; κ – угол поворота в плоскости снимка, образуется главной вертикалью и осью y плоской системы координат x y.

ОСНОВЫ СТЕОФОТОГРАММЕТРИИ Главной задачей фотограмметрии в применении ее для топографии является определение координат точек местности по аэрофотоснимкам. Используя одиночный аэрофотоснимок, можно определить лишь плановое положение точек, изобразившихся на нем. Для определения высот точек местности необходимо иметь два аэрофотоснимка данного участка, полученных из двух разных точек или с двух концов базиса фотографирования. Два снимка с изображениями одного и того же участка местности, полученные с двух точек пространства, имеющие между собой перекрытие не менее 55%, называются стереоскопической парой снимков (стереопарой). Снимок, полученный с точки фотографирования S 1, называется левым, а с S 2 – правым.

На рис. изображена пара снимков в положении, которое она занимала в момент фотографирования. А – точка местности, изобразившаяся на снимках в точках а 1 и а 2. Они называются соответственными или одноимёнными точками. Проектирующие лучи S 1 A и S 2 A, проходящие через эти точки называются соответственными или одноимёнными проектирующими лучами. A a1a1 a2a2 A S1S1 S2S2 S 2 a 2 W1W1 W2W2 bпbп

Расстояние В между точками фотографирования S 1 и S 2 – базис фотографирования. Плоскость W A, проходящая через базис и точку А местности есть базисная плоскость. Плоскости, проходящие через базис фотографирования и главные лучи являются главными базисными плоскостями (W 1 - левого W 2 - правого снимков). Любая пара соответственных лучей пересекается, если снимки занимают положение, которое было в момент фотографирования. Совокупность их точек пересечения образует поверхность. Ее называют стереомоделью или просто моделью местности. Если одна из связок (например, правая) поступательно перемещается вдоль базиса из положения S 2 в S 2, одель при этом не разрушится, но изменится ее масштаб. Расстояние b п между центрами проекций двух связок, по которым построена модель, называется базисом проектирования. Если одна из связок (например, правая) поступательно перемещается вдоль базиса из положения S 2 в S 2, то модель при этом не разрушится, но изменится ее масштаб. Расстояние b п между центрами проекций двух связок, по которым построена модель, называется базисом проектирования. Ее масштаб вычисляется по формуле: i/t = b n B i/t = b n B

ПРОДОЛЬНЫЙ И ПОПЕРЕЧНЫЙ ПАРАЛЛАКСЫ При измерении стереопары кроме координат точек используют разности этих координат на обоих снимках, называемые параллаксами При стереосъёмке точки объекта изображаются в разных частях левого и правого снимков. Например, на левом снимке точка объекта изобразилась в точке m. В системе координат o" Л x Л y Л этого снимка она будет иметь координаты x Л, y Л. На правом снимке та же точка объекта изобразилась в точке m", и в системе координат o" П x П y П она имеет координаты x П, y П.

По координатам x Л, y Л нанесём на правом снимке положение точки m. Смещения точки m" относительно точки m вдоль координатных осей х и у являются, соответственно, продольным (буква р) и поперечным (буква q) параллаксами. Их величины рассчитывают по формулам: p = x Л - x П, q = y Л - y П. Продольный параллакс р является базисом фотографирования b в масштабе съёмки данной точки. Это видно из формулы, где В - базис фотографирования, Н - высота фотографирования, f - фокусное расстояние фотокамеры, m - знаменатель масштаба съёмки. Продольный параллакс р имеет переменную величину по площади снимка из-за изменений высоты фотографирования Н в зависимости от рельефа местности. Следовательно, измерив на стереопаре снимков продольные параллаксы, можно рассчитать высоты на местности. Поперечный параллакс q возникает из-за различия в величинах элементов внешнего ориентирования левого и правого снимков. B X = X Sп - X Sл не изменяет координат у П по сравнению с координатами у Л и, следовательно, не вызывает появления поперечного параллакса. B Y = Y Sп - Y Sл изменяет ординаты на правом снимке на величину. B Z = Z Sп - Z Sл изменяет масштаб правого снимка относительно левого. Разность углов w Л и w П, a Л и a П, k Л и k П вызывают изменения координат на снимках относительно друг друга.

Получение стереоскопического эффекта Стереоскопический эффект – объемное видение взаимного расположения объектов – получается из-за того, что каждый из двух глаз видит взаимное расположение объектов под своим углом зрения. левый правый Мозг обрабатывает информацию, создавая общую объемную картину. Важно, что при этом зрачки находятся в постоянном движении, и эта объемная картина непрерывно корректируется.

Из-за взаимного перекрытия, на двух соседних снимках будет изображен один участок местности, снятый с двух разных точек. Если создать такие условия, при которых каждое из изображений будет видеть только один глаз, то мозг обработает эту информацию, создавая объемную картину рельефа территории. Зона перекрытия на рабочих частях снимков Задачу разделения изображений (левый глаз видит только левый снимок, а правый глаз – только правый) решает стереоскоп: 1 – большое зеркало; 2 – линза; 3 – малое зеркало; 4 – место для носа 1234 Стереоскоп зеркально- линзовой

Кроме термина стереомодель, используют другой термин - стереоэффект. Различают прямой, обратный и нулевой стереоэффекты. Прямой стереоэффект возникает при рассматривании левого снимка левым глазом, а правого - правым (рис. а, перекрывающиеся части снимков покрыты сетчатым полем). Если снимки поменять местами (рис. б), то физиологические параллаксы поменяют знак, и будет наблюдаться обратный стереоэффект, т.е., например, возвышенности будут восприниматься как углубления. Если оба снимка повернуть на 90 0 и сместить вверх-вниз относительно друг друга (рис. в), то будет наблюдаться нулевой стереоэффект, т.е. два плоских изображения сольются в одно плоское. Это объясняется тем, что вдоль глазного базиса установятся ординаты точек, разности которых вызываются разными положениями снимков в пространстве, а не рельефом местности. Измерения стереопары выполняют при прямом стереоэффекте.

Фотосхема. Фотоплан Некоторые технологические варианты стереотопографической АФС предусматривают составление фотопланов или ортофотопланов. Фотоплан (ортофотоплан) - это фотографическое изображение местности, составленное из трансформированных снимков (ортофотоснимков) одного масштаба. Фотографическое изображение местности, составленное из плановых снимков, называется фотосхемой. Их точность ниже точности фотопланов, поэтому они используются для приближенных количественных оценок в лесоустройстве, землеустройстве и т.д. Фотоплан (ортофотоплан) - это фотографическое изображение местности, составленное из трансформированных снимков (ортофотоснимков) одного масштаба. Фотографическое изображение местности, составленное из плановых снимков, называется фотосхемой. Их точность ниже точности фотопланов, поэтому они используются для приближенных количественных оценок в лесоустройстве, землеустройстве и т.д. Фотосхемы бывают одномаршрутные и многомаршрутные. Трансформирование – процесс преобразование фотоснимков из наклонных в горизонтальные с одновременным приведением их к заданному масштабу. Принцип трансформирования состоит в том, что по снимку можно восстановить связку проектирующих лучей такой, какой получался в АФА при съемке, а при помощи этих лучей спроектировать изображение снимка на горизонтальную поверхность. Прибор, с помощью которого реализуется, технология трансформирования называется фототрансформатор. В зависимости от целевого назначения различают фотопланы топографические и специальные. Первые составляют в общегосударственной разграфке с соблюдением инструкций и наставлений по топографическим съемкам. Специальные фотопланы составляют, как правило, в произвольной разграфке, и они должны удовлетворять требованиям ведомственных инструкций.

Фотопланы составляют из трансформированных снимков путем монтажа их на основе по опорным точкам. Фотоплан составляют на жесткой основе (бумаге, наклеенной на алюминий, авиационной фанере или пластике), на которой по координатам в заданном масштабе нанесены опознаки, пункты геодезической сети и трансформационные точки. Выполняют это либо путем монтажа отдельных фотоснимков либо путем оптического монтажа с одновременным трансформированием по зонам. Основными процессами составления первым из названных способов являются: подготовительный, монтаж снимков, контроль качества фотоплана и его оформление. Подготовительные работы включают: подбор фотоснимков по трапециям и по маршрутам в пределах трапеции; контроль их качества и точности трансформирования; пробивку пуансоном отверстий диаметром около 1 мм на всех опорных, трансформационных точках, и пунктах геодезической сети.

Монтаж начинают с левого снимка северного маршрута. Его укладывают на основу, усредняют погрешности совмещения центров отверстий с точками на основе и закрепляют грузиками. Затем на основу укладывают второй снимок, так же совмещают отверстия с опорными точками и, закрепив его, проверяют сходимость контуров в зоне перекрытия. Для этого накалывают четкий контур на верхнем снимке и проверяют, где он оказался на нижнем снимке. Отклонение накола от контура не должно превышать 0.7 мм. После этого разрезают оба снимка одновременно примерно посередине продольного перекрытия. Линия пореза не должна проходить через ответственные контуры и вдоль линейных объектов. Обрезки от каждого снимка сохраняют для последующего контроля, а соответствующие части первого и второго снимков наклеивают на основу. Аналогичные операции выполняют при соединении второго и последующих снимков маршрута, а также при монтаже снимков смежных маршрутов. Но в последнем случае контроль сходимости контуров, а также порез, осуществляют и по поперечным перекрытиям.

Дешифрирование АФС Под дешифрированием понимается выявление, распознавание и определение характеристик объектов местности, изобразившихся на фотоснимках. Виды дешифрирования: - топографическое; - специальное (с/х, лесное, геологическое, экологическое, военное, гидрологическое и т. д.). Топографическое - показывает информацию об элементах на поверхности Земли (количественно и качественно). Специальное - позволяет проводить региональное и топологическое районирование местности для изучения процессов, происходящих на поверхности Земли для решения специальных задач. Методы дешифрирования: а) полевое; б) аэровизуальное; в) камеральное; г) комбинированное; Дешифровочные признаки: прямые, косвенные, комплексные.

Прямые - те свойства объектов, которые передаются непосредственно и воспринимаются дешифровщиком однозначно. К прямым относятся: форма, размер, тень, фототон, структура, протяженность. Косвенные дешифровочные признаки указывают на наличие или характеристику объекта, не изобразившегося на снимке или неопределённого по прямым признакам, а также устраняют многозначность или неопределённость прямых признаков. Комплексные дешифровочные признаки - это сочетание прямых и косвенных признаков. Топографическое дешифрирование выполняют с целью выявления, распознавания и определения характеристик объектов местности, которые должны наноситься на план в соответствии с требованиями действующих условных знаков. Дешифрирование снимков в процессе обследования местности в натуре называется полевым. Распознавание на фотоизображениях объектов и контуров без обследования их в натуре называется камеральным дешифрированием. В зависимости от топографической изученности картографируемого района и принятой технологии работ полевое дешифрирование проводится до камерального или после него.