Перенесение контурной точки с аэрофотоснимка на карту

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра геодезии и фотограмметрии

Т.В. Шулякова, Е.В. Шабрина

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ

РАБОТА С АЭРОСНИМКАМИ

Методические указания и задания для выполнения
лабораторной работы для студентов, обучающихся

по специальностям 1-74 05 01 Мелиорация и водное хозяйство,

1-74 04 01 Сельское строительство и обустройство
территорий

Горки

БГСХА

2017

УДК 528.422

Рекомендовано методической комиссией

мелиоративно-строительного факультета.

Протокол № 3 от 27 ноября 2017г.

Авторы:

кандидат технических наук, доцент Т.В. Шулякова;

старший преподаватель Е.В. Шабрина

Рецензенты:

кандидат архитектуры, доцент Д.В. Кольчевский;

старший преподаватель О.А. Куцаева

Инженерная геодезия. Работа с аэроснимками: методические указания и задания для выполнения лабораторной работы /Т.В. Шулякова, Е.В. Шабрина. – Горки: БГСХА, 2017. – 17с.

Приведены задания и методические указания по изучению центральной проекции аэрофотоснимка, определению масштаба аэрофотоснимка по элементам ориентирования и по базисам, измеренным на снимке и на карте, выполнению стереоскопического наблюдения снимков.

Для студентов, обучающихся по специальностям 1-74 05 01Мелиорация и водное хозяйство, 1-74 04 01 Сельское строительство и обустройство территорий.

сельскохозяйственная академия», 2017

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторная работа выполняется в соответствии с учебным планом по дисциплине «Инженерная геодезия». Цель работы ˗ получение практических навыков по работе с аэрофотоснимками.

Студент представляет к защите пояснительную записку с результатами измерений и вычислений.

Исходные данные и материалы: топографическая карта масштаба 1:10000 У-35-38-А-б-3 и гиростабилизированный аэрофотоснимок той же местности, измеритель, транспортир, масштабная линейка, карандаш, микрокалькулятор, стереоскоп.

СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Задание:

1. Ознакомиться с центральной проекцией как с геометрической основой аэрофотоснимка.

2. Определить масштаб аэрофотоснимка (АФС) по элементам ориентирования.

3. Определить масштаб АФС по базисам, измеренным на снимке и на топографической карте. Вычислить поправки за рельеф местности и ввести их согласно знакам превышений в измеренные базисы.

4. Перенести контрольную точку с аэрофотоснимка на карту.

Выполнить стереоскопическое наблюдение снимков. Основные теоретические положения по данной лабораторнойработе изложены в разделе «Общие сведения о фотогеодезии» учебного пособия [1], а также в параграфах 11, 49, 56, 58, 91 и 94 пособия [2].

ПОРЯДОК И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1 Центральная проекция как геометрическая основа
аэрофотоснимка

Под проекцией следует понимать изображение пространственных фигур на плоскости или какой-либо другой поверхности.

В ортогональной проекции все точки фигуры проектируются на горизонтальную плоскость по прямым линиям, перпендикулярным этой плоскости. Эти прямые линии являются в данном случае отвесными линиями.

Центральная проекция получается в результате проектирования всех точек фигуры на какую-либо плоскость или поверхность по прямым линиям, выходящим из определенной точки S, называемой центром проекции (рис. 1, рис.2).

Рис. 1. Центральная проекция (наклонный аэрофотоснимок)

При центральном проектировании используются следующие основные плоскости, линии и точки:

Е – предметная плоскость. Это горизонтальная плоскость, проходящая через какую-либо точку местности и называемая плоскостью основания;

Р – картинная плоскость (аэрофотоснимок). На этой плоскости размещается центральная проекция объектов предметной плоскости;

W – плоскость главного вертикала (направления съёмки);

So – главный луч;

So=f– фокусное расстояние объектива фотокамеры;

Н – высота съёмки – расстояние центра проекции относительно предметной плоскости;

о – главная точка аэрофотоснимка;

О – проекция главной точки на предметную плоскость;

с – точка нулевых искажений. В этой точке горизонтальные углы не искажаются;

С – проекция точки нулевых искажений на предметную плоскость;

n– точка надира (пересечения отвесной линии, проходящей через центр проекции, с плоскостью снимка);

ТТ – ось перспективы (линия основания) картины;

h₀h₀ – главная горизонталь;

Рис. 2. Центральная проекция (горизонтальный аэрофотоснимок)

V₀V –главная вертикаль;

h_ih_i –горизонталь, проходящая через точку схода i;

i – точка схода картинной плоскости;

V₀ – главная точка оси перспективы (пересечения линии основания с главной вертикалью).

Различают элементы внутреннего ориентирования аэрофотоснимка и элементы внешнего ориентирования. К элементам внутреннего ориентирования относятся фокусное расстояние f и координаты х_о, у₀ главной точки в системе координат снимка оху, а к элементам внешнего (рис. 3) – координаты Х_s, Y_s, Z_sточки фотографирования S в системе координат OXYZ местности, а также углы Эйлера: χ – угол поворота снимка в плоскости XY, a – угол продольного наклона снимка в плоскости ZX, w – угол поперечного наклона в плоскости ZY.

В частном случае, рассматриваемом в настоящей работе (см. рис. 3), χ =0 и w=0, Za =H, а зависимость между координатами точки на снимке и на местности определяется формулами:

Рис. 3. Ориентирование аэрофотоснимка

За начало координат здесь принимаются точки с и С соответственно.

Различают перспективную (a>3⁰) и плановую (0£a£3⁰) аэрофотосъёмки.

Когда a=0⁰, съёмка горизонтальная и центральная проекция имеет вид, приведенный на рис. 2.

При этом точки n, cи о совпадают и находятся в геометрическом центре снимка.

Как следует из формулы (1), координаты точек объектов можно определять по измерениям их фотографических изображений. Это является предметом науки, которая называется фотограмметрией. Её название происходит от греческих слов photos– свет, gramma– запись и metreo– меряю.

2.2 Определение масштаба аэроснимка по элементам
ориентирования

Будем полагать нашаэроснимок горизонтальным. Тогда, если местность представляет собой горизонтальную плоскость, масштаб аэрофотоснимка определится соотношением:

(2)

где m – знаменатель масштаба АФС.

Но поскольку:

(3)

то

(4)

Из формулы (3) можно вычислить высоту фотографирования:

(5)

если известен ее масштаб и фокусное расстояние фотокамеры.

Задача.Вычислить высоту фотографирования, если фокусное расстояние фотокамеры f = 70 мм, а масштаб аэрофотосъёмки 1:12000.

2.3 Определение масштаба АФС по базисам,
измеренным на снимке ина топографической карте

Задача.На аэрофотоснимке и топографической карте выбрать два базиса. Измерив длину каждого из них s_k на карте и S_к с учетом поправок за рельеф на снимке, определить масштаб горизонтального аэрофотоснимка. Из двух значений масштаба найти среднее арифметическое.

Пояснения к выполнению задачи. Если длина отрезка на карте масштаба 1:М равна s_k, то его длина на местности:

(6)

Тогда, полагая в формуле (2):

перепишем ее в следующем виде:

(7)

Тогда знаменатель масштаба аэрофотоснимка:

(8)

Его определение выполняют по обоим базисам. За окончательное принимается среднее значение.

Формулы (7), (8) справедливы в том случае, когда местность представляет собой горизонтальную плоскость. В общем случае в измеренные длины базисов необходимо вводить поправки, учитывающие смещения точек снимка, вызванные рельефом местности.

Определение смещения точек снимка, вызванного рельефом местности.Из рис. 4 и 5 видно, что при положительном превышении точки А относительно средней плоскости ее положение смещается от главной точки горизонтального снимка, а при отрицательном превышении это смещение направлено к главной точке.

Рис. 4. Смещение точки на аэрофотоснимке при положительном

превышении ее относительно главной точки

Для вычисления величины этого смещения запишем соотношение пропорциональных отрезков:

(9)

Но из подобия треугольников АА¢А² и SOA² (рис. 4) следует, что

(10):

Рис. 5. Смещение точки на аэрофотоснимке при отрицательном

превышении ее относительно главной точки

Тогда на основании (8) и (9) можно составить соотношение

(11)

из которого определяем величину смещения положения точки А за рельеф:

(12)

где h – превышение;

Н – высмота;

r – расстояние от контрольной точки до главной точки АФС.

Если превышение точки положительное, то поправку за рельеф следует вводить в отрезок оа со знаком минус, если отрицательное, то поправка вводится со знаком плюс.

Исходя из формул (8) и (12), можно записать требования к выбору базисов.

1. Базисы должны проходить вблизи главной точки АФС, лишь тогда будет справедлива формула (12).

2. Если концы базисов будут располагаться на одинаковых высотах, то при их асимметрии до 1,5 см поправки за рельеф можно не учитывать.

3. Концам базиса должны быть выбраны четкие контурные точки, которые однозначно опознаются с погрешностью не более 0,1 мм.

4. Из возможных вариантов выбираются базисы наибольшей длины.

5. С целью учета влияния углов наклона снимка базисы выбираются под углом 90⁰. Поскольку наш снимок принимается горизонтальным, то это требование выполнять необязательно.

Порядок решения задачи

1. В соответствии с изложенными выше требованиями выбрать два базиса.

2. Каждый из них опознать на карте и аэрофотоснимке. С точностью 0,1 мм измерить длину базиса на снимке s¢_c и на карте s_k.

3. Найти главную точку снимка. Для этого соединить противоположные координатные метки снимка двумя прямыми линиями. Их пересечение даст главную точку снимка.

4. Опознать на карте главную точку аэрофотоснимка.

5. С точностью ±1 м определить превышение точек начала и конца базиса относительно главной точки снимка.

6. Определить на снимке расстояния r₁иr₂ от главной точки до точек начала и конца базиса.

7. Для обоих точек базиса найти поправки за рельеф по формуле (12).

Если превышение h по модулю меньше 1 м, то поправка за рельеф принимается равной нулю.

8. Ввести эти поправки в измеренную на снимке длину базиса и получить исправленную длину:

(13)

9. По формуле (7) определить знаменатель масштаба.

Аналогичные действия выполнить для второго базиса и по двум значениям знаменателя масштаба аэрофотоснимка найти средний. Результаты измерений записать в табл. 1.

Таблица 1. Определение масштаба аэрофотоснимка по базисам

Название базиса i-j	S_c¢, мм	h_i_, мм	r_i_, мм	d_hi, мм	h_j, мм	r_j, мм	d_hj, мм	S_c мм	s_k мм	m	m_ср
1-2	150,8	-1	91	+0,1	+6	66	-0,5	150,4	197,0	13098
											12988
3-4	117,6	+4	28	0,1	+4	92	-0,5	117,0	149,6	12879

Перенесение контурной точки с аэрофотоснимка на карту

Задача: Перенести со снимка на карту относительно точек 3 и 2 к востоку от железной дороги поворот шоссе, проходящего через поселок Двинск. На рис. 6 этот поворот обозначен буквой А. Контрольным принять расстояние от точки 1 до А.

Точка 1 – пересечение оси западного железнодорожного моста с левым берегом реки Голубая (юго-западная часть квадрата 64‒12). Точка 2 – пересечение осей автомагистрали и лесополосы (юго-восточная часть квадрата 66‒12). Точка 3 – пересечение осей железной дороги и автомагистрали (южная часть квадрата 65–12).

Пояснения к выполнению задачи. Перенесение точек с аэрофотоснимка на карту можно выполнять следующими способами: полярных координат, линейной засечки, прямой угловой засечки, обратной угловой засечки, прямоугольных координат и др. Необходимые для каждого способа элементы (углы и расстояния) определяются по аэрофотоснимку. Точность измерения углов составляет 5¢, а расстояний – 0,1 мм.

Результаты измерений записываются в табл. 2.

Таблица 2.Вычисление расстояний для перенесения точек

Со снимка накарту

Линии i–j	s_c, мм		s_k, мм
2–А 3–А 1–А	11 78 73	1,2518	13,8 97,6 91,4

Рис. 6. Перенесение точки А со снимка на карту

Расстояния. по которым точка А наносится на карту, вычисляются по формуле:

(14)

полученной из формулы (7).

В настоящей работе перенесение выполнить способом линейной засечки. Для этого радиусом s_k_2-_Aиз точки 2 прочертить дугу в предполагаемом месте точки А. Такую же дугу прочертить из точки 3 радиусом s_k_3-_A. В их пересечении будет находиться точка А. Для контроля с точки 1 прочертить дугу радиусом s_k_1-_A. Она должна пройти через точку А. Несовпадение с ней не должно превышать 0,5 мм.

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 322; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!