На заросших или зарастающих озерах гряды образуют замкнутые контуры разнообразной тональности и рисунка, меняются в зависимости от распределения влажности и толщины покрова. Камышовые и тростниковые болота на аэроснимке имеют темно-серый тон с высоким растительным покровом, видимым на стереомодели.

3. Характерные черты дешифрирования автомобильных и железных дорог и их элементов

Автомобильные и железные дороги изображаются на аэроснимках в виде серых длинных полос с плавным очертанием кривых в плане.

На мелкомасштабных снимках их изображения сходны друг с другом. Автомобильные дороги отличаются своеобразием съездов и сопряжений с другими дорогами, а железные дороги - перпендикулярностью их пересечений с автомобильными дорогами на переездах, по своеобразию расположения станционных путей, по особенностям размещения сооружений дорожной эксплуатационной службы и т.д. На крупномасштабных снимках видны рельсы, шпалы, мачты контактной сети, светофоры и т.д.

Грунтовые дороги имеют вид светлых извилистых линий различной толщины. Полотно улучшенных грунтовых дорог на снимках имеет более ровную поверхность и окаймлено черными линиями изображений канав.

Местами на грунтовых дорогах встречаются разветвления, объезды или резкие уширения, которые указывают на трудность проезда в этих местах при сырой погоде. На крупномасштабных снимках обычно очень хорошо видны отдельные выбоины, колеи и т.д.

Мосты, путепроводы и виадуки на снимках резко выделяются в виде прямых светлых полос на фоне реки, выемки или лога. На крупно масштабных аэроснимках по тени и размерам элементов сооружения иногда можно судить о его конструкции.

Тоннели резко выделяются разрывом сплошности дорожной полосы у их порталов.

Выемки, насыпи и подпорные стенки хорошо видны на стереомодели. Трубы и мелкие мосты определяются по характеру расположения около них сточных русел и канав.

Линии электропередачи и связи обычно легко выявляют на снимках крупного и среднего масштаба по теням от столбов и мачт. Размещенные на пашне линии связи и электропередачи устанавливают по изображениям пятен незапаханных около столбов и мачт участков земли. В лесных масштабах все ЛЭП имеют прямолинейные просеки определенной ширины.

4. Определение почвенно-грунтовых и геологических характеристик местности

Рельеф местности на одиночном аэроснимке дешифрируется по характеру изображения гидросети и геоморфологического строения местности, по тени и степени освещенности склонов. Однако детальное дешифрирование рельефа следует выполнять только под стереоскопом.

Стереоскопическая модель достаточно подробно передает все формы рельефа местности даже в таежных условиях при большой густоте леса.

Определение почвенно-грунтовых и геологических характеристик местности ведут на основе изучения взаимосвязей:

оттенков плотности тона фотоизображения с цветом и отражательной способностью поверхности различных по составу почв, грунтов и горных пород;

форм рельефа и микрорельефа с геологическим строением, выветриванием пород, характером почвообразования, эрозией и составом грунтов;

особенностей произрастания отдельных видов растительности с геологическими элементами и видом почвенно-грунтового покрова;

плотности тона фотоизображения поверхности земли с особенностями

напластований и степенью увлажнения грунтов.

Лекция № 9

Тема: Получение пространственного изображения точек (линий) на универсальной модели местности (УММ) и создание топографических карт

1. Стереокомпараторы

Стереокомпараторами называются фотограмметрические приборы, с помощью которых измеряют координаты, продольные и поперечные параллаксы изображений точек на аэроснимках. Координаты и параллаксы измеряют по негативам, диапозитивам, контактным отпечаткам, трансформированным аэроснимкам.

Стереокомпараторы состоят из: станины, основной каретки, каретки левого и правого снимков с кассетами, бинокулярную наблюдательную систему, штурвал Х основной каретки, шкалу абсцисс, штурвал У, шкалу ординат, винт (штурвал) продольных параллаксов, шкалу продольных параллаксов, винт (штурвал) поперечных параллаксов, шкалу поперечных параллаксов, закрепительный винт левой каретки и осветителя.

Рисунок 13 - Схема устройства стереокомпаратора

Бинокулярная оптическая система содержит две измерительные марки, которые при стереоскопическом наблюдении сливаются в одну пространственную марку. Эту марку наводят на наблюдаемые точки.

Перед работой стереокомпаратор поверяют специальными контрольными сетками и устанавливают места нулей шкал прибора. При поверках устанавливают: плавность и прямолинейность движения кареток вдоль их осей, совпадение центров вращения кассет с их центрами и взаимную перпендикулярность движения марок вдоль осей х и у прибора при вращении соответствующих штурвалов и параллактических винтов.

Перед установкой в прибор на каждый негатив (аэроснимок) наносят положение его главной точки. Негативы закладывают в кассеты прибора эмульсионной стороной вниз и зажимают покровными стеклами, а аэроснимки и диапозитивы закладывают эмульсией вверх. При укладке негативов (снимков) в кассеты их главные точки совмещают с центрами кассет.

После установки и ориентирования аэроснимков на приборе приступают к измерению координат, продольных параллаксов (разностей абсцисс изображений точек на левом и правом аэроснимках) и поперечных параллаксов точек.

При измерениях марку прибора перемещают в пространстве стереомодели штурвалами Х и У и винтами продольных и поперечных параллаксов, последовательно совмещая ее с соответствующими точками модели. Координаты и параллаксы точек аэроснимков отсчитывают на соответствующих шкалах прибора после стереоскопического наведения марки на изображения определяемых точек.

Для высокоточных измерений используют специальные высокоточные стереокомпараторы. Современные стереокомпараторы имеют бинокулярную оптическую систему с увеличением 8…20^х, двухскоростное перемещение кареток от электропривода, переключение осей визирования и поворота изображения, фоторегистрирующие и проектирующие устройства наведения марок на точки, световое табло и автоматическое регистрирующее устройство для цифрового ввода измеряемых координат и параллаксов в персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ). Он обеспечивает измерения координат со средней квадратичной ошибкой ± 1 мкм и в связи с автоматизацией ряда процессов обладает в десятки раз большей производительностью, чем на стереокомпараторе, не имеющем регистрирующего устройства.

2. Определение превышений по аэроснимкам, определение параллаксов с помощью стереокомпаратора

Для определения превышений на стереокомпараторе рассматривают пару аэроснимков с взаимным продольным и поперечным перекрытием в случае горизонтальной аэросъемки, при которой оба аэроснимка горизонтальны и сняты с одной и той же высоты.

При этом за начала основных систем координат принимают центры проекций каждого снимка S; за направление оси абсцисс - прямую, направленную вдоль полета, от центра проекции левого аэроснимка S₁ через центр проекции правого снимка S₂; за оси ординат - прямые, направленные вдоль горизонтальной плоскости влево по перпендикуляру к осям абсцисс, а за ось аппликат - направление вверх по главному лучу каждого аэроснимка.

Рисунок 14 - Определение превышений по горизонтальным снимкам

Изображения точек местности на снимках будем определять в системах координатных осей каждого аэроснимка, которые ориентированы в пространстве в тех же направлениях, что и оси координат основных систем, но с началом координат в их главных точках.

Используя пропорциональность сторон подобных треугольников, образованных при центрах проекций стереопары, в основаниях которых лежат точки местности или соответствующие их проекции в плоскостях аэроснимков получают ряд формул:

, , , .

Длина базиса фотографирования при этом будет равна:

Разность абсцисс изображений одной и той же точки на левом и правом аэроснимках называется продольным параллаксом данной точки:

Тогда:

Или:

Отсюда следует, что все точки местности, лежащие в какой-либо горизонтальной плоскости Т_о, на снимках горизонтальной аэросъемки имеют одинаковые продольные параллаксы.

Рассматривая те же зависимости в другой горизонтальной плоскости, например, в плоскости Т_с, где лежит точка С, возвышающаяся над исходной плоскостью Т_о на превышение h_с, устанавливают, что:

откуда:

Из зависимостей видно, что продольный параллакс любой точки снимка является базисом фотографирования местности, выраженным в масштабе изображения данной точки. Так как и , то и разность продольных параллаксов двух точек на аэроснимках будет определять превышение между ними.

Взяв разность продольных параллаксов:

заменив

получают:

или:

Таким образом, измерив продольные параллаксы изображений ряда точек аэроснимков горизонтальной аэросъемки или их разности, можно по ним определить превышения между этими точками на местности. Геометрически величины продольных параллаксов точек и разностей продольных параллаксов выражены на том же рисунке. Продольные параллаксы измеряют на различных стереофотограмметрических приборах.

Используя фотограмметрические приборы и указанные выше зависимости, при проектировании инженерных сооружений можно по аэроснимкам или на стереомодели (УММ) успешно решать ряд важных задач:

создавать топографические карты на универсальном приборе;

определять превышения между точками местности (вести фотограмметрическое нивелирование);

по установленным в проекте координатам и рабочим отметкам проектных точек определять значения разностей продольных параллаксов;

по определенным разностям продольных параллаксов определять продольные параллаксы и абсциссы этих точек;

вычисленные продольные параллаксы и абсциссы точек позволяют определить положение проектных точек на аэроснимках с учетом их высотного положения;

положение проектных точек на аэроснимках с учетом их высотного положения в свою очередь дает возможность получить пространственное изображение этих точек, то есть создать универсальную стереомодель местности (УММ) с использованием автоматизированного стереокомпаратора и ПЭВМ;

возможность получения пространственного изображения точек на универсальной стереомодели местности (УММ) может быть использована для построения на ней макета запроектированного сооружения или его отдельных частей.

Однако случай горизонтальной аэросъемки почти не встречается. Каждый аэроснимок под влиянием различных причин даже при стабилизации аэрофотоаппарата будет занимать в пространстве по отношению к горизонтальной плоскости и смежным снимкам некоторое иное положение. Вследствие этого и разности продольных параллаксов точек плановых аэроснимков будут отличаться от соответствующих им разностей продольных параллаксов, свойственных горизонтальному случаю съемки.

Или иначе:

где - измеренная на плановых аэроснимках разность продольных параллаксов;

- истинное значение разности продольных параллаксов, соответствующей горизонтальному случаю аэросъемки;

- поправка к разности продольных параллаксов, связанная с влиянием элементов внешнего ориентирования снимков.

Таким образом, для получения истинных разностей продольных параллаксов р необходимо либо привести фотоизображения снимков или их координаты к горизонтальному случаю аэросъемки (выполнить трансформирование снимков), либо в измеренные на плановых аэросъемках разности продольных параллаксов р¹ ввести поправки, равные р.

Введение поправок в разности продольных параллаксов при известных элементах внешнего ориентирования снимков можно произвести как аналитически при помощи персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ), так и механически с помощью специальных приспособлений (корректоров), установленных в фотограмметрических приборах (стереометрах, стереопроекторах и т.д.).

Рисунок 15 - Внешний вид стереометра

Стереометры по конструкции являются стереокомпараторами, снабженными специальными коррекционными устройствами для автоматического исправления измеряемых разностей продольных параллаксов. В соответствии с этим на стереометрах можно получать уже исправленные продольные параллаксы точек, а по ним - исправленные разности продольных параллаксов и превышения.

Стереометры предназначены для фотограмметрического нивелирования, рисовки горизонталей, планов и могут быть использованы для решения многих инженерных задач (проведение линии заданного уклона, укладка трассы, определение рабочих отметок, оценка уклонов проектных линий и т.д.).

К универсальным стереофотограмметрическим приборам относят и фототеодолиты. Фототеодолитные снимки сооружений целесообразно обрабатывать на универсальных стереофотограмметрических приборах, предназначенных для обработки аэроснимков (стереопроектор, стереограф, стереометрограф и др.). Возможности обработки снимков сооружений на стереоавтографе, специально предназначенном для составления топопланов местности по фототеодолитным снимкам, ограничена.

Универсальные приборы используются главным образом в тех случаях, когда по фототеодолитным снимкам необходимо получить чертежный план, как это требуется при архитектурно-строительных обмерах.

Для получения более точных размеров используют аналогоаналитический метод, когда при визировании на точки стереомодели, кроме графической фиксации точки на планшете, берут отсчеты по шкалам х, у, z прибора. Эти отсчеты используются для вычисления пространственных фотограмметрических координат Х, У, Z точек объекта, размеров деталей и расстояний между различными точками сооружения.

Фототеодолитные снимки сооружений целесообразно обрабатывать на универсальных стереофотограмметрических приборах, предназначенных для обработки аэроснимков (стереопроектор, стереограф, стереопланиграф, стереометрограф и др.).

3. Укладка трассы инженерных сооружений на аэроснимках и универсальной стереомодели местности

Пространственная укладка трассы может осуществляться как совместно с фотограмметрическим нивелированием, так и независимо от него. Она выполняется по стереомодели местности в период трассирования сооружения одним из следующих способов:

способом визуального размещения трассы на стереомодели и фотосхеме (накидном монтаже);

способом подбора основных элементов трассы на стереомодели в зоне проведения линии заданного уклона;

способом последовательного инструментального подбора на стереомодели всех основных проектных элементов трассы.

Способ визуального размещения трассы применяется в равнинной и пересеченной местности, где отсутствует необходимость развития трассы по установленному или предельному уклону. Этот способ подробно рассматривается на лабораторных занятиях.

Способ пространственной укладки трассы на стереомодели вдоль предварительно проведенной линии заданного уклона предназначен для трассирования сооружений в пересеченной и горной местности, где имеются участки со значительной извилистостью косогоров и с развитием линий по заданному уклону. Укладка начинается с проведения линии уклона, установленного в качестве наиболее целесообразного для данных условий. Линию заданного уклона проводят на фотограмметрических приборах. Затем по стереомодели в зоне прохождения линии заданного уклона стереомаркой прибора и прозрачными шаблонами кривых прокладывают трассу дороги.

Способ последовательного инструментального подбора на стереомодели всех основных проектных элементов трассы (уклонов, радиусов кривых, рабочих отметок и др.) применяют в сложных условиях рельефа, когда возникают затруднения в разделении трассы на отдельные проектные участки.

В этом методе в отличие от предыдущего пространственная укладка трассы осуществляется последовательным подбором горизонтальных кривых и продольных уклонов вдоль направлений, ранее выбранных по карте и под стереоскопом.

Для наглядной оценки трассировочных работ результаты укладки трассы целесообразно фиксировать сразу на двух снимках стереопары не только проведением трассы, но и накалыванием на нее точек нулевых работ, переломов проектной линии в профиле и главных точек закруглений, определяющих пространственное положение трассы на стереомодели местности. При таком закреплении трассы на двух аэроснимках каждой стерео пары или одновременно на стерео фотосхеме и ее вкладышах с надлежащим оформлением положения и тональности изображения откосов насыпей и выемок можно под стереоскопом наблюдать пространственное изображение уложенной трассы и оценивать по нему выполненное проектирование дороги.

Окончательно выбранная трасса инженерного сооружения на аэроснимках должна оформляться в виде ее ортогонального следа, образующегося при проектировании точек трассы на поверхность стереомодели по вертикальной плоскости.

Линия ортогонального следа изображает на аэроснимках положение ортогональной проекции воздушной линии трассы на местности, тогда как изображение местности, представленное на аэроснимке вдоль воздушной линии трассы, проходит по иному направлению в соответствии с центральной проекцией этой линии (рисунок 16).

Следовательно, для выполнения различных проектно-изыскательских работ по трассе (для фотограмметрического нивелирования, перенесения трассы с аэроснимков в натуру и т.д.) необходимо на аэроснимке иметь не только трассу, но и изображение ее ортогонального следа.

Из теории перспективы известно, что проведенная на местности пространственная прямая изображается на аэроснимках также прямой. Поэтому, пересекая глубокую балку, прямолинейная трасса в высокой насыпи (линия ABCDEF) на аэроснимке изобразится также прямой (abcdef). Ее же ортогональный след в натуре (линия ABC_оD_оEF) на аэроснимке окажется смещенным в сторону от изображения пространственной прямой. Величина этого смещения зависит от удаленности прямой относительно начального направления снимка и от величин рабочих отметок насыпи. Ортогональный след трассы на аэроснимке будет проходить по линии abcdef.

Рисунок 16 - Положение ортогональной проекции воздушной линии трассы на местности

Однако вдоль той же воздушной прямой ось дороги может проходить и по склонам балки при незначительных земляных работах (описывая поперечное сечение балки по линии ABC_оD_оEF). В этом случае изображение оси автодороги на аэроснимке будет совпадать с изображением ее ортогонального следа, т.е. будет проходить вдоль линии abcdef. Следовательно, если ось автомобильной дороги и ее воздушная линия совпадают с поверхностью склонов (рисунок 17), как линия AMNK, то изображения трассы и ее ортогонального следа на аэроснимке совпадают и проходят по одной и той же линии аmnk. Когда же воздушная линия трассы висит над местностью и осью дороги, то ее изображение на аэроснимке будет отличаться от положения изображения ортогонального следа трассы. При фотограмметрическом трассировании дорог по геометрическим моделям, образующимся на универсальных приборах и приборах двойного проектирования, положение ортогонального следа трассы легко фиксируется на планшете прохождением марки прибора вдоль трассы по поверхности модели местности.

Рисунок 17 - Изображение трассы и ее ортогонального следа на аэроснимке при совпадении оси автомобильной дороги и ее трассы (воздушной линии) с поверхностью склонов местности

Однако при фотограмметрических работах, где изображение геометрической линии трассы представлено на аэроснимках, положение этого изображения относительно линии ортогонального следа трассы, проектируемого на поверхность местности или стереомодели, будет претерпевать некоторые смещения относительно их ортогональных проекций. Поэтому нивелирование, разбивку пикетажа и перенесение в натуру изображенной на аэроснимках трассы следует производить вдоль линии ортогонального следа трассы.

На линии ортогонального следа, кроме всех переломных точек трассы, должны быть также показаны и хорошо опознаваемые в натуре контурные точки, по которым в дальнейшем трасса может быть опознана в натуре. Линию ортогонального следа трассы следует находить на стереомодели по высотным переломам местности вдоль воздушной линии, вычерченной по фотосхеме, или на аэроснимках накидного монтажа, в пределах однородных участков трассы.

Лекция № 10

Тема: Фотограмметрическое нивелирование, перенесение проектов с материалов аэросъемки в натуру

1. Фотограмметрическое нивелирование трассы

Фотограмметрическое нивелирование и разбивка пикетажа на трассе состоят из:

предварительных работ по определению исходных данных и ориентированию аэроснимков на приборах;

фотограмметрических измерений высот или параллаксов переломных точек трассы и поперечников;

определения отметок;

установления масштабов изображений этих точек;

измерения длин линий и углов поворота трассы на аэроснимках или планшете прибора;

определения расстояний, расчета и разбивки пикетажа;

оформления результатов фотограмметрических нивелирных работ.

Работы по нивелированию могут проводиться на различных фотограмметрических приборах: стереокомпараторах и ПЭВМ, стереометрах, стереопроекторах, стереографах, стереометрографах и т.д.

Наиболее высокой точностью обладает нивелирование на стереокомпараторах и ПЭВМ и на универсальных приборах с ориентированием аэроснимков по высотам стандартных точек, полученных из фототриангуляции или фотограмметрического сгущения высот на основе камеральной или полевой привязки аэроснимков.

Нивелирование трасс автомобильных дорог, линий электропередач и радиорелейной связи можно выполнять без полевого геодезического планово-высотного обоснования аэросъемки. Ориентирование аэроснимков на фотограмметрических приборах при этом может производиться как по предварительным установочным элементам коррекционных устройств приборов, так и по высотам стандартно расположенных точек стереопар.

Для нивелирования основных осевых линий таких инженерных сооружений, как аэродромы, каналы и др., должны предусматриваться полевая привязка аэроснимков, фототриангуляция и ориентирование аэроснимков на стереоприборах лишь по высотам ориентирующих точек.

Независимо от методов производства работ, фотограмметрическое нивелирование трассы вдоль аэрофотосъемочных маршрутов должно выполняться дважды (в прямом и обратном направлениях), а расхождение в превышениях должны соответствовать установленной для них предельной точности работ.

К нивелированию трассы и поперечников приступают после окончания ориентирования аэроснимков, при наличии допустимых расхождений в отметках связующих точек. В процессе нивелирования, постепенно двигаясь по трассе, дважды наводят нить или марку прибора на каждую определяемую точку, допуская расхождения в таких отсчетах в соответствии с точностью прибора. Среднее из полученных отсчетов записывают в журнал нивелирования. При нивелировании на стереометрах после определения продольных параллаксов всех наблюдаемых точек приступают к вычислению превышений и высот. Нивелирование на универсальных фотограмметрических приборах аналогично указанному выше. Передача высот производится по связующим точкам трассы, общим для смежных стереопар. Подбор проектной линии трассы производится непосредственно по стереомодели местности специальным наклонением ее поверхности относительно горизонта в направлении трассы на величину проектного уклона или путем автоматизированной установки движения марки фотограмметрического прибора вдоль проектной линии трассы с учетом ее уклона и кривизны. Фотограмметрические высоты точек и продольный профиль трассы могут быть получены через рабочие отметки. В этом случае рабочие отметки во всех переломных точках определяют сразу по стереомодели, без предварительного нахождения отметок, прямо по отсчету на шкале высот прибора величин отстояний проектной линии от линии профиля местности с учетом масштаба модели.

Найденные таким путем значения проектных уклонов и рабочих отметок используются для вычерчивания профильной линии трассы несколько иным методом, чем обычно. Вначале относительно горизонтальной плоскости (плоскости горизонтирования) по абсолютным или условным отметкам крайних точек проектных участков строят проектную линию трассы, а затем от нее по рабочим отметкам всех переломных точек - профильную линию местности. Следует отметить, что при таком начертании профильной линии ее конфигурация будет полностью соответствовать существующей в натуре, независимо от величин назначения проектных уклонов.

В продольном профиле такого нивелирования устраняются некоторые излишние данные и показываются лишь величины, действительно необходимые производству: черные и красные отметки переломных точек проектной линии, элементы горизонтальных и вертикальных кривых, рабочие отметки и расстояния между точками по пикетажу во всех переломах профильной линии, уклоны проектных участков и их длина, характеристики грунтов, изображение ситуации притрассовой полосы и элементов плана трассы.

Разбивка пикетажа состоит из измерений по снимкам расстояний между переломными точками трассы и поперечников, расчета масштаба изображений таких отрезков на аэроснимках, определения длин линий и величин углов поворота трассы, определения положения главных точек горизонтальных и вертикальных кривых, расстановки километров и вычисления пикетного значения всех точек трассы.

Пикетаж разбивают одновременно с фотограмметрическим нивелированием или после него. Поперечные точки и характерные поперечники назначают на стереомодели, сообразуясь с изменением рельефа местности по трассе.

Масштаб изображения отдельных точек или отрезков 1/m_i устанавливается в пределах каждого аэроснимка по фокусному расстоянию аэрофотоаппарата f_k и высоте фотографирования над определенным отрезком Н_i.

, (8)

По измеренному на аэроснимке отрезку l_i между смежными переломными точками трассы и масштабу его изображения 1/m_i находят расстояние между точками:

L_i = l_i. m_i,

Суммируя найденные расстояния и выделяя пикеты, устанавливают пикетажное значение каждой точки.

При развитии трассы с предельным уклоном перед измерением углов поворота рекомендуется в положение их вершин вводить поправки за рельеф местности. Поправки получают, используя таблицы, номограммы или формулы.

Пикетаж на кривых рассчитывают общепринятыми методами. Углы поворота трассы измеряют на фотосхемах и плановой фототриангуляционной основе транспортиром.

2. Аналитико-фотограмметрическое нивелирование на стереокомпараторах и ЭВМ

Основные элементы плана и профиля трассы на ЭВМ определяют по специальной программе, которая состоит из ряда алгоритмов, соединенных вместе. В процессе расчета преобразуют исходные данные и результаты аэрорадионивелирования, определяют превышения между главными точками снимков, устанавливают элементы взаимного и внешнего ориентирования снимков, находят фотограмметрические и геодезические координаты точек трассы и поперечников, рассчитывают углы поворота трассы, основные элементы кривых и пикетаж, определяют расстояния между точками трассы.

В качестве исходных величин для расчетов принимают показания радиовысотомера D и статоскопа l, геодезические координаты опознавательных знаков X_оп, Y_оп, Z_оп, отсчеты координат и параллаксов x, y, p, q по шкалам стереокомпаратора на всех стандартных точках стереопар, опознавательных знаках, переломных точках трассы и ее поперечниках.

Вводимые в ЭВМ данные должны иметь свой характерный признак в виде определенного кода.

Геодезические координаты точек трассы и связующих точек смежных маршрутов определяют в процессе производства аналитической пространственной фототриангуляции. Так как полученные координаты выражены в условной системе координат каждого маршрута, то для определения основных элементов дорожной трассы необходимо привести координаты точек всех маршрутов в координатную систему первого маршрута. Такое приведение осуществляется поворотом на угол _i системы координат каждого последующего маршрута относительно координат первого маршрута по координатам связующих точек смежных маршрутов а и b.

Полученные геодезические координаты точек являются исходными для определения значений углов поворота трассы, основных элементов кривых, расчета координат и пикетажа главных точек дорожных закруглений, расчета пикетажа всех переломных точек трассы и расчета расстояний между точками поперечников. Расчеты могут производиться как по клотоидной трассе, так и по трассе с круговыми и переходными кривыми. Найденные значения позволяют составить ведомость углов поворота, продольный профиль и план трассы.

По полученному продольному профилю трассы можно на той же ЭВМ запроектировать проектную линию, исходя из минимума приведенных затрат или другого критерия, с определением продольных уклонов, подобранных радиусов вертикальных кривых, проектных и рабочих отметок, суммарных участковых и пикетных объемов земляных работ и т.д.

3. Перенесение проектов трассы с материалов аэросъемки в натуру

В настоящее время имеется два основных метода перенесения проекта трассы в натуру: метод опознавания контуров и вешения створов и метод прокладки магистрального хода. В первом методе вблизи ортогонального следа запроектированной трассы опознают в натуре резко выраженные контурные точки местности и провешивают между ними створы. Затем вдоль полученных створов откладывают расстояния до точек или линий трассы.

Наиболее просто и быстро направление прямолинейных элементов трассы может быть найдено в тех случаях, когда опознаваемые контурные точки разместились непосредственно на ортогональных следах фотоизображений этих элементов трассы или на их продолжениях. Также быстро и просто находит направления прямолинейных элементов трассы, когда опознаваемые контурные точки размещены вблизи трассы или находятся на контурах, пересекающих трассу. В таких случаях, провешив створы между опознанными контурными точками, вдоль них откладывают ранее определенные по аэроснимкам расстояния до линии трассы. Во многих случаях для определения точек трассы используют способ перпендикуляров, способ полярных координат или способы угловых, линейных и комбинированных засечек.

Метод опознавания контуров и вешения створов применяется в условиях открытой контурной местности, когда проект трассы представлен на аэроснимках, фотосхемах или фотоплане.

Положение контурных точек, расположенных сбоку от трассы, определяют с учетом поправок за рельеф (относительно горизонтальной плоскости, где размещена точка ортогонального следа трассы).

Перенесение трассы с аэроснимков в натуру осуществляется на стереомодели. В процессе перенесения вначале опознают все наиболее характерные контурные точки местности, лежащие на ортогональном следе прямолинейных проектных участков трассы, и устанавливают в них створные вехи. Затем вдоль каждого створа с помощью бинокля, зрительной трубы или глазомерно провешивают линию.

Вершины углов поворотов трассы находят на пересечении смежных створов, провешенных вдоль сторон угла. Положение главных точек горизонтальных кривых устанавливают отложением тангенсов кривых от углов поворота трассы. Расположение отдельных плюсовых и пикетных точек определяется отложением по трассе соответствующих проектных расстояний от опознанных в натуре контурных точек.

Длины откладывают с учетом значений поправок за рельеф местности. Просеки прорубают от опушек, инструментально продолжая створ через опознанные точки, выявленные в открытой части проектного участка.

В целях упрощения переноса проекта трассы с аэроснимков в натуру створные точки на трассе желательно определить в наиболее характерных выпуклых и вогнутых формах рельефа с хорошей видимостью между ними.

Все контурные точки, по которым производится перенесение трассы с аэроснимков на местность, следует подбирать на линиях ортогональных следов прямолинейных участков трассы и только, когда они на этих линиях отсутствуют, использовать для этих целей положения других контурных точек, расположенных сбоку от трассы.

Как правило, каждый переносимый с аэроснимков в натуру участок трассы должен иметь не менее трех хорошо выраженных створных контурных точек. На длинных прямых в пересеченной местности следует устанавливать хорошо видимые створные вехи высотой 5…6 м.

Способы перенесения проекта трассы в натуру следует подбирать в соответствии с обстановкой и наличием подсобных средств. Лучшими способами следует считать те, в которых направление каждого прямолинейного участка трассы находят опознаванием непосредственно находящихся на нем контурных точек местности. При сильной залесенности теодолит поднимают вверх над опознанной точкой и со специально устроенного помоста ведут наблюдения. Все створы, пересекающие трассу, следует подбирать с таким расчетом, чтобы они были направлены вдоль центральных направлений аэроснимка.

Исходные контурные точки должны быть опознаны в натуре. Вешение створов между контурными точками, расположенными на трассе в лесу, рекомендуется вести по световым сигналам, по привязному шару-зонду или по радиопеленгу. Для получения таких створов с прорубкой просек могут быть использован лазерный визир или прибор управления лучом ПУЛ.

В положение контурных точек, расположенных на участках трассы с глубокими выемками или высокими насыпями, вводят поправку за рельеф (за величину рабочей отметки).

Отдельные проектные данные для перенесения трассы в натуру можно определять по результатам измерений их изображений на снимке или чертеже и путем аналитических вычислений. К измерениям на аэроснимках и чертеже следует прибегать лишь в тех случаях, когда в проекте трассы отсутствуют более точные данные, с помощью которых можно установить искомую величину, необходимую для работ. Так как точность таких измерений ограничена масштабом аэроснимка или плановой основы фотосхемы и в значительной степени зависит от качества чертежных работ, состояния проектного документа и деформации бумаги.

Проектные отрезки и координаты измеряют по поперечному масштабу, а проектные углы - геодезическим транспортиром.

Прокладка магистрального хода для перенесения трассы в натуру облегчается в результате использования сети опорных точек, развиваемой в зоне трассирования для планово-высотного обоснования аэрофото-топографических работ.

4. Составление фронтальных планов на универсальных стереофотограмметрических приборах

Обработка снимков сложных архитектурных сооружений, имеющих значительное количество деталей, аналитическим методом практически неосуществима и может быть выполнена только на универсальных стереофото-грамметрических приборах.

Наиболее целесообразно для этой цели использовать универсальные стереофотограмметрические приборы, предназначенные для обработки аэроснимков (стереопроектор, стереограф, стереопланиграф, стереометрограф и др.). Если проектируется обработка снимков на универсальных приборах, то при съемке следует разбивать базис и ориентировать фотокамеру таким образом, чтобы углы наклона снимков не превышали допустимые.

Количество и расположение опорных точек устанавливают в зависимости от сложности сооружения и заданной точности работ. При составлении фронтальных планов в масштабе 1: 100 и 1: 200 достаточно на сооружении иметь две точки, между которыми измерено расстояние в натуре.

Базис съемки измеряют приближенно, поскольку масштабирование модели выполняют по опорным точкам. При съемке сооружений в масштабах 1: 10 и 1: 50 и съемке с наклонными оптическими осями необходимо иметь на здании четыре опорные точки.

При съемке сложных сооружений может возникнуть необходимость в дополнительных точках. Во всех случаях целесообразно опорные точки располагать по так называемой геометрической (стандартной) схеме, когда точки располагаются строго по горизонтали или вертикали одна относительно другой. Это в значительной степени ускоряет и уточняет ориентирование снимков на универсальном приборе. Обработка фототеодолитных снимков сооружений на универсальных приборах выполняется аналогично обработке аэроснимков. Однако имеются особенности, связанные с выполнением съемки со смещенным положением объектива, другим форматом кадра (13 х 18 см вместо 18 х 18 см), а также с возможностью использования геометрических форм сооружения. Обработка снимков на универсальных стереофото-грамметрических приборах выполняется в такой последовательности: подготовительные работы; взаимное ориентирование снимков; внешнее ориентирование модели; составление фронтального плана и выполнение аналогоаналитических измерений.

Подготовительные работы заключаются в поверках и юстировках приборов, подготовке основы, подборе снимков, расчете установочных данных и т.д. Расчет установочных данных выполняется так же, как при обработке аэроснимков.

На снимке по металлической линейке, соединяя координатные метки снимка, прочерчивают тонкой иглой крест, которым отмечают начало координат снимка. Снимок ориентируется по координатным меткам таким образом, чтобы линии, соединяющие метки, были направлены параллельно соответствующим осям прибора. Главную точку накалывают иглой под проекцией визирной марки. При наколке главной точки нужно учитывать элементы внутреннего и внешнего ориентирования.

После взаимного ориентирования снимков и горизонтирования модели проверяют масштаб модели. Учитывая, что при съемке измеряют базис фотографирования и что на приборе устанавливают соответствующие значение базиса проектирования в масштабе модели, то окончательное масштабирование будет выполняться незначительным изменением базиса проектирования. Причем это изменение возникает в связи с возможными погрешностями установки снимков в кассетах, погрешностями юстировки прибора и т.д.

Для повышения точности масштабирования при наведении на контрольные точки следует использовать отсчет по шкалам счетчиков х или z в зависимости от положения контрольного отрезка.

Если фронтальный план сооружения строится по нескольким стереопарам, то масштабирование последующей стереопары нужно контролировать по контурам чертежа, полученного из обработки предыдущей стереопары.

Ориентирование фототеодолитных снимков сооружений, полученных при наклонных оптических осях, выполняется несколько сложнее. Для ускорения ориентирования целесообразно при съемке измерять углы и использовать их для предварительной установки снимков на стереоприборе. При ориентировании таких снимков следует убедиться в отсутствии поперечных параллаксов и искажений модели.

Сравнительный анализ фронтальных планов, полученных стереофотограмметрическим методом на универсальных приборах, и планов, полученных натурными архитектурными обмерами, показал, что составленные стереофотограмметрическим методом фронтальные планы по точности, детальности и полноте изображения намного превосходят планы, полученные по натурным обмерам.

Размещено на Allbest.ru

...