> Техника, страница 89 > Фототеодолитная съемка

Фототеодолитная съемка

Ф0т0те0д0литная съемка, один из видов фототопографической (наземной) съемки (смотрите Фотосъемка), служит для составления топографии. плана сфотографированной фототеодолитам (смотрите) местности. Каждый участок местности заснимается с двух точек стояния, которые выбираются на возвышенностях с тем, чтобы иметь хороший кругозор. Ф. с. основывается на тригонометрии, сети или на полигонометрич. ходах (смотрите Триангуляция и Полигонометрия). Для составления плана местности на парных фотографии, снимках нужно произвести измерение координат идентичных точек. В том случае, когда эти измерения проводятся на каждом снимке независимо друг от друга, Ф. с. назы

вается наземной фотограмметрической. В случае же применения стереоскопии, методов измерения Ф. с носит название наземной стерео-фотограмметрической съемки.

Наземная фотограмметрическая съемка, впервые примененная в 1850 г. французским военным инж. Э. Лосседа, часто называется мензульной фотограмметрией на том основании, что положение точек местности определяется графически при помощи прямой засечки (смотрите). Сущность этого вида съемки заключается в следующем: на местности выбирают базис, с которого производят фотографирование. Оптическая ось фототеодолита при съемке направляется примерно на середину фотографируемого пространства и вместе с координатной осью хх пластинки строго приводится в горизонтальное положение (фигура 1). Точки стояния фототеодолита и положение оптических осей определяются во время полевых работ обычцыми способами геодезии. При составлении плана местности на чертежную бумагу накладывают по координатам базис и прочерчивают направления оптич. осей. На оптических осях от концов базиса откладывают фокусное расстояние камеры и цроводят перпендикулярно к оптич. осям Координатные оси хх пластинок. Для определения планового положения какой-либо точки местности нужно измерить координаты ее х_х и х₂ на левом и правом снимках и отложить их на оси хх на плане. Проведя из концов базиса направления к точкам п_х

Пт Уг 2
*2

левый правый

и п₂, получаем в пересечении точку п₀, которая и является плановым положением точки N местности. Превышение точки местности над горизонтом объектива (обычно на левом конце базиса) находится по ф-ле:

где D—удаление точки от левого конца базиса, определяемое по плану. Наложивши на план все точки и отметив их высоты, вычерчивают, руководствуясь снимками, контуры и проводят горизонтали. Недостатки фотограмметрии, съемки: 1) для получения надежных засечек при построении плана необходимо производить фотографирование с больших базисов (длина базиса равняется примерно половине глубины снимаемого пространства); 2) при больших базисах и однообразной местности становится трудно, а иногда и совершенно невозможно найти идентичные точки на снимках; 3) процесс составления плана слишком кропотлив и отнимает много времени. Наземная фотограмметрии, съемка в описанном виде применяется редко.

Наземная стереофотограмметрическая съемка. При наземной стереосъем-

F F F F F F

Фигура 2.

ке местность фотографируется сравнительно с небольших базисов. Съемка обыкновенно производится при трех положениях оптической оси (фигура 2). В случае, когда оптическая ось F фототеодолита установлена перпендикулярно к базису, съемка наз. нормальной. Два других случая называются равномерно отклоненными влево и вправо. Плоскость пластинки и координатная ось уу занимают отвесное положение. Положение точек местности при наземной сте-реофотограмметрич. съемке определяется в прямоугольной системе координат. Начало координат располагается в передней узловой точке объектива на левом конце базиса. За координатную ось Z принимается направление оптической оси. Координатные оси×и У занимают соответственно горизонтальное и вертикальное положения. Между пространственными координатами и координатами на фотографических снимках существует зависимость:

•Σ=7*ι, Y=fyi,

Ζ=~ 7 ^sin<p) ’ ···’ О

где b—длина базиса, /—фокусное расстояние камеры, <р—угол отклонения оптич. оси от нормали (для современных фототеодолитов равен 30—35°). Минус в скобке соответствует отклонению осей вправо, плюс—влево. Величина р=х₁—х₂ называется г о ри зонтальным стереоскопическим параллаксом.

Измерение координат и параллакса производится особы-миинструментами на основе стереоскопического зрения (см.

Стереоскопия:). При стереоскопия. зрении два фотография, снимка, сделанные с нек-рого базиса, рассматриваются одновременно : левым глазом левый снимок и правым глазом правый снимок. При таком рассматривании создается впечатление пластичности, наблюдатель видит перед собой как бы модель заснятой местности. Явление стереоскопичности с геометрия, стороны объясняется тем. что изображения на левом и правом снимках не совсем одинаковы, то есть идентичные точки имеют параллакс. Для измерения координат и параллакса точек в 1900 г. Пульфри-хомбыл (^конструирован и фирмой Цейсс построен инструмент, называемый стереокомпаратором (фигура 3). Основными частями стереокомпаратора являются: главная каретка А, каретка параллаксов В и бинокулярный микроскоп О. Главная каретка двигается вдоль основания прибора при помощи маховичка М.

Каретка параллаксов, расположенная на главной каретке, может перемещаться вдоль главной каретки и перпендикулярной к ней при помощи винтов Р и V, Бинокулярный микроскоп находится на мостике, перекинутом через главную каретку. Маховичок N сообщает движение бинокулярному микроскопу, перпендикулярное к движению главной каретки. Шкалы х, у, р, связанные соответственно с главной кареткой, бинокулярным микроскопом и кареткой параллельной, служат для отсчитывания абсцисс ординат и параллакса (на фигура 3 шкала у не видна). Отсчеты по шкалам ж и у производятся с точностью до 0,02 миллиметров, по шкале р—до 0,01 миллиметров. Главная каретка и каретка параллаксов имеют рамки для негативов, устанавли-в аемые при помощи исправительных -винтов г так, чтобы координатные оси У пластинок были

параллельны движению бинокулярных микроскопов. В левом и правом окулярах имеются визирные марки в виде баллончика. Рассматривая в бинокулярный микроскоп негативы (или диапозитивы), надлежащим образом установленные, наблюдатель видит стереоскопич. изображение местности и баллончика, причем последний кажется находящимся в пространстве. Работая винтами Ж, N ц Р, наблюдатель получает впечатление, что баллончик перемещается в пространстве. Чтобы измерить координаты и параллакс какой-либо точки, нужно устано вить баллончик над стереоскопич. изображением этой точки, после чего сделать отсчеты по шкалам. Этот момент чувствуется наблюдателем чрезвычайно остро. Измерив координаты и параллакс точек местности по ф-лам (1), вычисляют или определяют графически пространственные координаты, на основании которых и составляется план местности. По точности составленный таким путем план можно считать одинаковым с мензульной съемкой. Кроме стереокомпараторов сист. Цейсса в настоящее время большое распространение имеют стереокомпа-

раторы сист. Гугерсгоф-Гейде. Обработка снимков на стереокомпараторе дала возможность в значительной степени устранить отмеченные выше недостатки фотограмметрии, съемки, так как отпала необходимость в опознавании иден-тйчных точек на снимках и вместе с тем повысилась точность измерения. Но самый процесс составления плана по существу остался тот же: план строится по точкам и горизонтали проводятся путем интерполирования. Этот весьма существенный недостаток удалось устранить Орелю, который в 1909 году изобрел инструмент, названный стереоавтографом (фигура 4).

Стереоавтограф дает возможность строить план автоматически, проводя горизонтали непрерывными линиями без интерполиро-

ненного с чертежной доской посредством ряда линеек-рычагов, механически решающих уравнения (1), На фигуре 5 дан образец проведения- горизонталей на плане при помощи стереоавтографа. Кроме стереоавтографов системы Цейсса в настоящее время имеются стереоавтографы системы Вильда и ряд других инструментов, предназначенных для тех же целей. План, составленный при пбмощи стереоавтографа, по сравнению с мензульной съемкой имеет то преимущество, что контуры и горизонтали на нем нанесены с одинаковой точностью. Полевые работы при наземных стерео-фотограмметрич. съемках начинаются с рекогносцировки местности, во время которой намечается примерное расположение базисов. Величина базиса находится в зависимости от глубины фотографируемого пространства и фокусного расстояния камеры. На практике руководствуются формулой ь=ю^; Z_max определяется приближенно при помощи стереотрубы, по карте и т. д. (b—в м, f—в миллиметров. Z_maa)—в м). Геодезические работы на каждом базисе состоят: 1) в измерении базиса, 2) привязке левого конца его к пунктам триангуляции или полигонометрии, 3) определении азимута направления оптич. осей и 4) определении контрольных пунктов, имеющих целью при камеральной обработке снимков выявить ошибки в положении фототеодолита при съемке. Координаты контрольных пунктов вычисляются двояким путем: на основании измеренных в поле углов и по фотография, снимкам; сопоставляя полученные результаты, можно судить о точности фототеодолитных работ и в случае .необходимости ввести соответствующие поправки при обработке снимков. Контрольными пунктами обеспечивается каждая пара снимков. При наземной стереофотограмметрич. съемке всегда остаются такие участки, которые нельзя бывает но каким-либо причинам заснять или обрабо тать, например ущелья, густые заросли и т. д. Эти районы заполняются при помощи мензулы (смотрите) или тахеометра (смотрите). В среднем они составляют 10—20% снимаемой площади. При наземной стереофотограмметрич. съемке применяются масштабы 1 : 5 000—1 :* 50 000; наиболее удобен для работ масштаб 1 : 10 000. При хорошо выбранных базисах каждая стереопара снимков захватывает площадь 5—12 км². Планшет масштаба 1 : 25 000 покрывается с 10—15 станций. Обработка одной пары на стереоавтографе продолжается ок. 6 час. Использование наземной стереофотограмметрич. съемки в гористых районах может дать экономию в расходах, доходящую до 300% по сравнению с наземной съемкой. Наземная стереофотограмметрич. съемка находит себе применение: 1) при государственных топография, съемках в гористых районах, 2) в инженерном деле, например при изысканиях путей сообщения, в гидротехнич. работах и т. д., 3) при съемке морских побережий, 4) в экспедициях и во многих других случаях, когда применение методов наземной съемки бывает затруднительно.

Лит.: Тиле Р., Фототопография в современном развитии, т. 1—3, СПБ, 1908; Курс геодезии, под ред. Ф. Красовского, ч. 2, М.—Л., 1930; Gr a s t Р., Vorle-sungen iiber Photogrammetrie, Lpz., 1930; Gruber O., Ferienkurs in Photogrammetrie, Stg., 1930; H u g e r s-h о f f R., Photogrammetrie u. Luftbildwesen, Handb. d. wissenschaftliche u. angewandte Photographie, hrsg. v. A. Hay, B. 7, W., 1930. H. Бобир.