Составление топографического плана М 1:500

От нижнего аэрофотоснимка оставляют участок первой зоны, а второй приклеивают к основе. Аналогично производят монтаж аэрофотоснимков и последующих зон.

Затем производят совместное разрезание смежных снимков в  маршруте и снимков смежных маршрутов.

По завершении монтажа  фотоплана проверяют его точность по порезам снимков так же, как это делается при оценке точности фотосхем. Величины расхождений на одноименных контурах не должны превышать 0,7 мм, а при фототрансформировании по зонам - 1 мм.

Оценивают точность фотоплана  также и по точкам основы. Смещения на них не должны превышать для равнинных районов 0,5 мм, а для горных 0,7 мм.

Помимо контроля по точности проверяют и фотографическое  качество фотоплана: разнотонность  фотоизображения по всей площади и, особенно по линиям порезов снимков, проработку деталей и резкость изображения. В процессе оформления фотоплана на него наносится координатная сетка, условными знаками вычерчиваются все опорные геодезические точки, наносятся границы рамок трапеций и все за рамочные подписи.

Фотосхемой называется единое фотографическое изображение местности, полученное путем соединения (монтажа) отдельных плановых снимков. В зависимости от вида снимков, из которых монтируют фотосхемы, их делят на контактные, монтируемые из контактных отпечатков нетрансформированных снимков, и приведенные – из аэрофотоснимков, предварительно приведенных приблизительно к одному масштабу.

Фотосхемы используют как  приближенный плановый материал, так  как им присущи все искажения  плановых снимков. Однако применение фотосхем на практике обусловливается быстротой их составления, не требующей к тому же никаких сложных и дорогостоящих приборов. Следует отметить также, что фотосхемы на равнинные участки местности, изготовленные из гиростабилизированных снимков, по точности приближаются к плану. Фотосхемы применяют в процессе рекогносцировочных работ, а также при некоторых видах геологических и географических работ, когда не требуется высокая точность измерений по аэрофотоснимкам.

Наиболее простым и  оперативным способом является составление (монтаж) контактной фотосхемы по контурам. Для монтажа смежных снимков применяют обычно так называемый способ миганий (мельканий), который заключается в накладывании одного аэроснимка на другой и быстром приподнимании и опускании перекрывающегося края верхнего снимка с одновременным наблюдением расхождения между одноименными точками обоих снимков. Перемещая верхний снимок, добиваются такого положения, чтобы не совмещения контуров распределялись симметрично относительно обоих снимков.

рис.4 Порез снимков

Далее, закрепив совмещенные снимки грузиками, острым скальпелем одновременно разрезают оба снимка по средней части их продольного перекрытия. Разрез делают кривой (рис. 4), причем избегают разрезать снимки по наиболее ответственным контурам (по строениям, населенным пунктами пр.), а реки, дороги и другие четкие линейные объекты стараются разрезать перпендикулярно к продольной оси контура.

Монтаж одномаршрутной фотосхемы начинают со средней пары аэрофотоснимков маршрута, присоединяя  затем к ней слева и справа последующие снимки. После разрезания всех снимков маршрута их наклеивают на картонную основу так, чтобы снимки по линиям порезов плотно подходили друг к другу без наползаний и зазоров. Края снимков ровно обрезают, делают необходимые зарамочные подписи. Далее выполняют оценку точности составленной фотосхемы по порезам снимков.

Для этого обрезки  снимков прикладывают точно к  линиям разрезов и вдоль них делают по два-три прокола четких контуров. Величины уклонений δ контуров на смежных снимках измеряют с точностью 0,1 мм. Оценку точности производят по формуле:

 (8)

где d - измеренные уклонения; n - число взятых измерений.

Для надежного определения  средней квадратической погрешности  построения фотосхемы число измерений m не должно быть менее десяти. Величина m не должна превосходить 1 мм, а предельные расхождения d на контурах - 2 мм. После этого определяют средний масштаб смонтированной фотосхемы путем сравнения расстояний между отдельными точками на фотосхеме и на местности или на карте, если она имеется на данный участок местности. Для более уверенного определения масштаба, выбираемые отрезки должны быть по возможности длиннее. За окончательный масштаб фотосхемы принимают среднее значение, полученное не менее чем по двум отрезкам.

При монтаже фотосхемы по начальным направлениям смежные аэрофотоснимки совмещают на монтажном столе так, чтобы вдоль начальных направлений получить наименьшие уклонения контуров. Этот способ монтажа трудоемок, но дает более точные результаты, чем способ монтажа по контурам.

Изготовление многомаршрутных  фотосхем начинают со среднего маршрута, а затем присоединяют к нему аэрофотоснимки смежных маршрутов, добиваясь при этом максимального совмещения общих контуров способом миганий, как по продольным, так и по поперечным перекрытиям. Аэрофотоснимки разрезают сначала по продольным перекрытиям, а затем по поперечным, причем в совместной обрезке должно участвовать только по два снимка одновременно.

2.5. Ориентирование и  обработка снимков на универсальных  стереокомпараторах (стереокомпаратор 18х18)

Для построения в определенном масштабе ориентированной  в пространстве стереомодели местности  и выполнения на аэроснимках измерительных  работ необходимо знать положение  аэроснимков в момент аэрофотографирования – их элементы ориентирования. Зная элементы ориентирования можно определить пространственные координаты точек сфотографированного объекта.

Последовательность  такова: измеряют фотокоординаты и  параллаксы точек стереопары снимков, и затем определяют пространственные фотограмметрические координаты заданных точек объекта, далее перевычисляют пространственные фотограмметрические координаты в геодезические по соответствующим формулам. Таким образом, по стереопаре снимков, полученных с базиса, определяются пространственные координаты точек объекта.

Делают все  перечисленные операции с использованием специального прибора – стереокомпаратора.

Стереокомпаратор – высокоточный стереофотограмметрический прибор, предназначенный для измерения фотокоординат и параллаксов точек на фотоснимках способом мнимой марки.

рис.5 Схема стереокомпаратора

Принципиальная схема  прибора представлена на рис. 5. На массивной  станине 1 при помощи штурвала Ш_х вдоль оси хх прибора перемещается общая (главная) каретка 2, на которой помещены снимкодержатели со снимками L и R. Правый снимкодержатель R, в свою очередь, расположен на параллактической (дифференциальной) каретке, которая при помощи винтов продольных р и поперечных q параллаксов может перемещать правый снимок относительно левого соответственно вдоль осей хх и zz прибора. Каждый из снимкодержателей может вращаться в своей плоскости на углы À₁ и À₂.

Измерения снимков на стереокомпараторе осуществляют стереоскопически по способу мнимой марки (имеющей  вид точки, кружка, перекрестия и  т. п.), изображения М1 и М2 которой вводятся в левую и правую ветви бинокулярной оптической системы, состоящей из подвижной части 3 и неподвижной 4.

Штурвал Ш_z служит для перемещения подвижной части бинокулярной системы относительно снимков вдоль оси zz прибора, которая перпендикулярна направляющим xx общей каретки.

рис.6 Стереокомпаратор СК 18х18

При измерении снимков  левая измерительная марка М₁ штурвалами Ш_х и Ш_z вначале приближенно совмещается с точкой левого снимка, а правая марка М винтами р и q - с соответственной точкой правого снимка. Далее оба снимка совместно рассматривают через бинокулярную систему стереокомпаратора и наблюдают стереоскопическую модель сфотографированного объекта, а также одно пространственное изображение марки. Дополнительными вращениями штурвалов Ш_х  и Ш_z добиваются совмещения пространственной марки с заданной точкой стереомодели. По шкалам стереокомпаратора берут отсчет абсциссы Х₁' и аппликаты Z_I' точки на левом снимке, а также продольный р и поперечный q параллаксы с точностью 0,01-0,001мм в зависимости от класса точности прибора.

В соответствии с рассмотренной  принципиальной схемой в разных странах  выпущен ряд моделей стереокомпараторов, различающихся только конструктивными  особенностями.

Широкое распространение  имеет стереокомпаратор СК 18х18, на котором можно измерять фотоснимки размеров до 18х18 см (рис. 6). Прибор отличается тем, что его бинокулярная система 1 состоит из двух частей – окулярной неподвижной и объективной подвижной, причем последняя расположена внутри прибора – под снимкодержателями. Все направляющие прибора и ходовые винты скрыты в корпусе и защищены от механических повреждений и пыли. Снимки освещаются сверху лампами дневного света 4 и 7. Цена наименьших делений шкал 3 (х’) и 2 (z’) составляют 10 мкм; продольного параллакса 6 (р’) - 1 мкм; поперечного параллакса 5 (q’) - 2мкм. Увеличение наблюдательной системы 8х. Масса прибора 132 кг. Этот стереокомпаратор относится к неавтоматизированным.

2.5.1. Внутреннее  ориентирование

Внутреннее ориентирование снимков заключается в установке снимков в проектирующих камерах универсального стереокомпаратора по элементам внутреннего ориентирования. В результате этого главная точка снимка совпадает с главной точкой проектирующей камеры, а фокусное расстояние проектирующей камеры станет равно фокусному расстоянию снимка. Следует иметь в виду, что фокусное расстояние снимка и АФА могут отличаться из-за деформации снимка после фотообработки и хранения. Если главные точки снимка и проектирующей камеры достаточно точно совпадают с пересечением линий, соединяющих координатные метки, то внутреннее ориентирование снимков сводится к его установке по координатным меткам (центрированию) и к установке фокусного расстояния проектирующей камеры, равного фокусному расстоянию снимка. В результате внутреннего ориентирования восстанавливается связка проектирующих лучей, подобная связке, существовавшей при съемке.

Если внутреннее ориентирование выполнено не достаточно точно, то связка проектирующих лучей исказится, в результате этого стереомодель деформируется и, следовательно, координаты и отметки точек получают с определенными ошибками, зависящими от ошибок установки снимков в проектирующих камерах стереоприбора. Очевидно, что снимки в проектирующих камерах следует устанавливать с такой точностью, чтобы погрешность определения координат стереомодели не превышала определенного допуска, который устанавливается или исходя из возможной точности измерений, или из допуска к определению пространственных координат Х, У, Z.

Внутренние элементы ориентирования определяют положение центра проекции (объектива) относительно плоскости аэронегатива. К ним относятся:

1. Главное расстояние f аэрофотоаппарата. Величину f периодически определяют в лаборатории с ошибкой не более ± 0,01 мм.

2. Координаты х₀ и y₀ главной точки аэронегатива, определяемые при помощи его координатных осей. Положение последних на аэронегативе (аэроснимке) получается по координатным меткам. Эти метки автоматически отпечатываются в момент фотографирования в виде геометрических фигур той или иной формы (рис.7). Если диаметрально противоположные метки соединить, то пересечение линий даст начало плоской координатной системы аэронегатива. Метки стремятся устанавливать в аэрофотоаппарате так, чтобы начало координат и главная точка аэронегатива совпадали. В большинстве случаев несовпадение этих точек бывает весьма незначительно, а потому часто им пренебрегают, особенно в контурной и комбинированной аэросъемке.

рис.7 Координатные метки

Биссектрисы углов, образуемых диагоналями, или непосредственно  линии, соединяющие метки, дают оси абсцисс и ординат. Положение этих осей на аэронегативе постоянно, в то время как положение главной вертикали и главной горизонтали изменяется в зависимости от ориентирования аэронегатива в пространстве.

2.5.2. Взаимное  ориентирование снимков

Как уже отмечалось, результатом  выполнения взаимного ориентирования снимков является построение геометрической модели объекта в масштабе базиса проектирования. Построение геометрической модели соответствует условию пересечения  всех соответствующих проектирующих лучей стереопары снимков, т. е. выполнению условия, которое означает отсутствие видимого поперечного параллакса, т. е. двоения контуров по оси у, в пределах всей построенной модели.

Элементы взаимного  ориентирования аэроснимков – величины, определяющие взаимное расположение снимков при фотографировании, и через базис фотографирования b – расстояние между центрами проектирования аэроснимков.

Элементами взаимного ориентирования аэроснимков являются: взаимный продольный угол наклона аэроснимков, взаимный поперечный угол наклона аэроснимков, взаимный угол разворота аэроснимка, дирекционный угол базиса фотографирования, образованный отвесной базисной плоскостью с плоскостью координат XZ, и угол наклона базиса фотографирования к горизонту.

Элементы взаимного ориентирования определяют для установки по ним аэроснимков в топографических стереометрах, для определения условных точек надира, для пространственной фототриангуляции. Рассмотрим технику определения этих элементов по поперечным параллаксам, измеренным при помощи стереокомпаратора.