Лабораторна робота № 1

Вступ

Заказ № 492.

Метою наведеного методичного посібника є засвоєння студентами загальної теорії фотограмметрії та теоретичних положень, на яких базуються сучасні методи і прилади оборобки знімків.

Програма курсу націлена на засвоєння суми знань та набуття у студентів практичного вміння використовувати фотограмметричні методи і технічні засоби для розв’зування задач кадастру, картографування територій, інженерних вишукувань в будівництві та архітектурі, застосовувати фотограмметрію в різних сферах науки і народного господарства.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні:

- знати загальні теоретичні положення фотограмметрії, теоретичне обґрунтування методів і приладів обробки повітряних і наземних знімків;

- вміти розв’язувати інженерно-технічні задачі з використанням фотограмметричних методів.

Тема: Розрахунок параметрів планового аерофотознімання

Мета роботи:

- ознайомитися з аеронавігаційним та аерофотознімальним устаткуванням;

- вивчити основні вимоги до планового аерофотознімання;

- навчитися виконувати розрахунок та складати проект планового аерофотознімання.

1 Основні положення

У процесі вивчення вказаної теми необхідно зрозуміти, що аерофотознімання (АФЗ)– процес фотографування ділянок земної поверхні з літальних апаратів [1], (літака, гелікоптера, планера, аеростата, повітряної кулі, керованої або некерованої авіамоделі тощо). Фотознімання, яке виконується з космічного апарату, називається космічним.

АФЗ за призначенням поділяють на топографічне–для створення топографічних планів і карт, і нетопографічне – для спеціального тематичного дешифрування.

АФЗ виконують у таких масштабах:

- великих (від 1:1000 до 1:10 000);

- середніх (від 1:10 000 до 1:50 000);

- дрібних (дрібніше 1: 50 000 до 1: 200 000).

Залежно від характеру польоту, методу одержання аерофотознімка, розміру і форми сфотографованої ділянки земної поверхні АФЗ поділяють на кілька видів:

- багатомаршрутне (аерофотознімання площі), коли фотографують місцевість шляхом прокладання ряду прямолінійних і взаємно паралельних аерофотозйомочних маршрутів як правило з заходу на схід і зі сходу на захід. В цьому випадку суміжні аерофотознімки одного маршруту перекриваються між собою на величини поздовжніх перекрить, а аерофотознімки суміжних маршрутів – на величини поперечних перекрить, рис.1.1

Рис. 1.1 Перекриття аерофотознімків

- одномаршрутне, при якому проводять АФЗ вузької полоси місцевості. В цьому випадку суміжні аерофотознімки зв’язані між собою поздовжнім перекриттям;

- одиночне, коли одержують одиночний аерофотознімок об’єкта.

АФЗ називають плановим, коли оптична вісь аерофотоапарату(АФА) відхилена від прямовисного положення на кут до 3⁰, і перспективним – при більшому куті відхилення.

У випадку використання гіроскопічної стабілізації АФА з допомогою гіроскопу, вказаний вище кут відхилення як правило не перевищує 30¹-40¹ Такий вид планового АФЗ називають гіростабілізованим.

Для картографічних цілей в основному використовують планове одно- або багатомаршрутне АФЗ, при цьому використовують носії (літаки, гелікоптери) з експлуатаційною швидкістю 180 – 450 км/год.

АФА класифікують за призначенням, фокусною відстанню, форматом знімка, принципом дії, умовами зйомки Основні технічні вимоги до планового АФЗ наведені у [ 4 ].

Перед виконанням лабораторної роботи необхідно самостійно опрацювати такі розділи підручників:

- відомості з топографічної аерофотозйомки – р.3[5];

- аерофотозйомочні роботи - §1-4,[2].

Вихідними даними для розрахунку планового АФЗ є масштаб АФЗ(1/м); фокусна відстань АФА (f); формат знімків (l_x, l_y); проценти поздовжнього і поперечного перекриття (P і Q); розміри зйомочної ділянки (довжина, С_км і ширина, D_км); шляхова швидкість літака (w).

Проект АФЗ виконують на топографічній карті масштабу, в кілька разів дрібнішому за масштаб АФЗ. З цієї ж карти вибирають найвищу (А_мах) і найнижчу (А_міn) відмітки на ділянці, відмітку аеродрому (А_а), а також розміри ділянки, що підлягає АФЗ – довжину С, яка дорівнює довжині північної або південної рамки карти і ширину D, яка дорівнює довжині західної або східної рамки карти.

Розрахунок планового аерофотознімання виконують у такій послідовності.

Визначають висоту фотографування (H) відносно середньої горизонтальної площини ділянки аерофотознімання:

H = f * m, (1.1)

де f – фокусна відстань АФА;

m – знаменник масштабу АФА.

Обчислюють відмітку середньої площини (А_ср) за формулою :

A_ср= (А_max+ A_min) / 2. (1.2)

Знаходять максимальне перевищення над середньою площиною з виразу:

h = (A_max – A_min) / 2 (1.3)

Обчислюють абсолютну висоту фотографування з виразу:

H_абс= H - А_ср , (1.4)

висоту польоту відносно аеродрому з відміткою А_а з виразу:

H_a = H_абс- А_а . (1.5)

Якщо мінімально допустиме поздовжнє перекриття 56%, то номінальне, % :

P = 62% + 38% * h / H. (1.6)

Для мінімально допустимого поперечного перекриття 20% розраховують номінальне, % :

Q = 34% + 66% * h / H. (1.7)

Обчислюють базис на аерофотознімку за формулою:

b = l_x / 100 * (100% - P%), (1.8)

та базис на місцевості:

(1.9)

Знаходять відстань між маршрутами в масштабі аерофотознімка з виразу:

. (1.10)

Визначають відстань між маршрутами на місцевості з виразу:

(1.11)

Знаючи довжину маршруту (С_км), обчислюють кількість аерофотознімків в одному маршруті за формулою:

(1.12)

За відомою шириною ділянки D, обчислюють кількість маршрутів на ділянці АФЗ з виразу:

. (1.13)

В формулах (1.12) і (1.13) l_x і l_y виражають у сантиметрах. Нарешті загальну кількість аерофотознімків на ділянці визначають з виразу:

(1.14)

Інтервал між експозиціями розраховують з виразу:

, (1.15)

де - шляхова швидкість літака, гелікоптера.

Обчислюють необхідну кількість аерофотоплівки () , враховуючи проміжок між кадрами 1 см, з виразу:

(1.16)

За виконаними розрахунками складають проект планового аерофотознімання (АФЗ) на топографічній карті масштабу в 5-10 разів дрібнішому, ніж масштаб АФЗ. На карті вказують:

- осі всіх маршрутів планового АФЗ з центрами всіх аерознімків першогоі останнього маршрутів;

- площі поперечного перекриття між суміжними маршрутами;

- площу окремого аерознімка;

- площі подвійного та потрійного поздовжнього перекриття.