Расчет высоты фотографирования и масштаба аэрофотосъемки - Разработка технического проекта летно-съемочных работ для создания по аэро - и космоснимкам топографического (плана) карты местности
В соответствии с инструкцией [12] к аэрофотосъемкам (АФС) масштаба 1:25000 прилагаются следующие рекомендации:
- - Для аэрофотосъемки равнинных и всхолмленных открытых районов используют аэрофотоаппараты с fк = 70 мм; - Масштаб фотографирования 1:30000; - Перекрытие снимков 60*30%.
Согласно заданию курсового проекта (КП) необходимо обоснованно подтвердить расчетами выбор высоты фотографирования и масштаб аэросъемочных работ. Поэтому нужно провести соответствующие вычисления.
При проектировании аэрофотосъемочных маршрутов, согласно методическим указаниям [1], надлежит следовать условию соотношения (1), то есть стремиться к максимальному соотношению масштабов съемки и картографирования:
>1, (1)
Где k - коэффициент, который обеспечивает заметное уменьшение числа снимков; m - коэффициент масштаба съемки, t - коэффициент картографического масштаба.
Данное соотношение необходимо выполнять и учитывать, что увеличение значения коэффициента k приводит не только к уменьшению количества снимков в маршруте, но и к увеличению ошибки фотоизображения. Из этого следует, что необходимо знать метрические свойства снимка и требования к точности изображения объектов местности на плане. Поэтому масштаб съемки определяется по формуле (2):
, (2)
Где, - соответственно допустимая погрешность положения точки на плане и линейная разрешающая способность фотоизображения совместно с ошибками отождествления и измерения координат точки на снимке (мм); t - знаменатель масштаба картографирования (в данной работе t=25000). Средняя ошибка определения на карте (плане) планового положения точки согласно требований к топографической съемке [1] необходимо, чтобы не превышала 0,35 мм.
Важно отметить, значение обычно представляют в виде выражения вида (3):
= , (3)
Где r - линейная разрешающая способность объектива АФА (мм); c - коэффициент, зависящий от вышеназванных факторов, который изменяется в пределах от 1,5 до 3,0.
Основную часть ошибки составляет линейная разрешающая способность съемочной системы. Разрешающая способность определяется числом раздельно воспроизводимых черных линий в 1 мм изображения при таком же белом интервале между ними. Ее определяют путем съемки штриховой или радиальной миры (специальный тест-объект). Данная технология актуальна для аналоговых камер.
Снимок, полученный с цифровой камеры (ЦК) можно рассматривать практически в любом масштабе. Поэтому понятие масштаб съемки по отношению к ЦК является некорректным.
Из этого следует, что необходимо задать размер пикселя на местности в соответствии с нормативно-технической документацией. Но на сегодняшний момент никаких требований к пространственному разрешению в зависимости от масштаба выходной информации автором данной работы не было обнаружено, за исключением инструкции [12]. В ней изложена методика расчета размера пикселя при сканировании аналогового снимка в зависимости от масштаба фотографирования и масштаба создаваемой карты.
Прямого отношения эта методика к требованиям размера пикселя на местности при цифровой аэрофотосъемке не имеет. В данной методике представлены формулы (4) и (5):
, (4)
, (5)
Где 2 - коэффициент, учитывающий потерю точности из-за процесса обработки: сканирования, опознавания, стереонаведения и измерения точек; Vs - точность определения плановых координат (0.2 мм); Mc - масштаб обрабатываемых снимков, Mk - масштаб карты (плана); 70 - размер полутонового пикселя на бумаге (мкм).
Преобразовав формулы (3)-(4) к виду (6)-(7), позволяющему в некоторых случаях [14] оценить размер пикселя на местности (мм):
, (6)
, (7)
Можно рассчитать размер пикселя для масштаба 1:25000: Ps=2500 мм и Рр=1750 мм.
Согласно инструкции [12], за окончательный размер пикселя берется минимальное значение, полученное из формул (5)-(6).
С. А. Кандичанский в своей статье [14] доказывает необоснованность использования данных размеров пикселя и предлагает свой ряд значений пикселя на местности в зависимости от масштаба карты (рис.1.1).
Рис.1.1 Размер пикселя на местности в зависимости от масштаба карты (плана)
Учитывая тот факт, что для пользователей аналоговых камер понятие масштаб съемки есть отношение размеров объектов на пленке к их реальным размерам, то логично предположить, что отношение размера пикселя на матрице к его размеру на местности и есть масштаб съемки. В качестве подтверждения данного заключения можно обратиться к другой статье [15] Кадничанского С. А.
В данном материале [15] представлена методика сравнения производительности цифровых аэросъемочных систем. Интерес представляет формула (3) в статье [15] - расчет высоты аэрофотосъемки через фокусное расстояние f, физический размер пикселя p и размер пикселя на местности G:
, (8)
Если вспомнить курс фотограмметрии, то логично предположить, что знаменатель масштаба съемки m рассчитывается по формуле (9):
. (9)
На данном этапе написания КП выбор цифровой системы и камеры не осуществлен. Поэтому масштаб съемки рассчитан для моделей цифровых камер, обзор которых подготовил Зинченко О. Н. в 2013 г. [8]. В данной статье приведены технические характеристики камер, рассматриваемых авторов статьи.
Если за размер пикселя принимать значение, полученное согласно расчетам инструкции [12], то рассчитанный знаменатель масштаба съемки примерно совпадает с рекомендациями данной нормативно-технической документации (рис.1.2).
Рис.1.2. Значение знаменателя масштаба при заданном GSD 1,75 м
Но считать полученный результат за верное значение необоснованно. Так как размер, вычисленный по формуле (4), основан на требовании к графическому качеству напечанного на бумаге ортофотоплана. Поэтому знаменатель масштаба, полученный таким образом, не пригоден для дальнейшего проектирования съемочных работ.
Если в расчетах за размер пикселя принять его номинально рекомендуемое значения, то есть 0,80 м, то знаменатель масштаба уменьшится примерно в два раза (рис.1.3).
Рис.1.3. Значение знаменателя масштаба при заданном GSD 0,80 м
Такое значение знаменателя масштаба съемки противоречит условию соотношения (1). Отсюда следует, что расчет разрешения ЦК по данной методики не применим к данной ситуации.
Попробуем применить к ЦК подход расчета линейной разрешающей способности исходя из расчета различимости пространственных частот рсс на снимках. Рассчитаем ее по формуле (10):
, (10)
Где р - динамически устойчивое разрешение, пар линий/мм. Данная величина иллюстрирует значение пространственной частоты, на которой зафиксированы линии. В нашем случае она эквивалента линейному разрешению снимка [20].
Максимальное разрешение снимка находится по формуле (11):
, (11)
Где N - количество пикселов по длинной стороне кадра; L - размер матрицы по длинной стороне кадра, мм; 3 - поправочный коэффициент, показывающий качество динамической устойчивости принимаемого сигнала.
При условии, что различимость пространственных частот достигается при максимальном разрешении снимка, то есть при равенстве рсс=рс, можно найти разрешение по формуле (12):
. (12)
Получим значение масштаба съемки и соотношение этого масштаба и масштаба карты для различных ЦК (рис.1.4). Набор для выбора ЦК расширили.
Рис.1.4. Расчет значений масштаба съемки
Соотношение масштаба плана (карты) и аэрофотосъемки должно быть. Поэтому выбор ЦК останавливается на A3 или RMK-DX.
Следующим этапов необходимо рассчитать высоту фотографирования. Основным критерием при выборе (обосновании) высоты фотографирования является высота сечения рельефа горизонталями и точность подписываемых на плане высот точек. Согласно инструкции [12], средние погрешности съемки рельефа составляют принятой высоты сечения рельефа. Следовательно, максимальная высота фотографирования не может быть больше величины [1], вычисленной по формуле (13):
, (13)
Где составляет от hс.
Таким образом, получим:
м.
Определим фокусное расстояние по формуле:
. (14)
Полученные расчеты оформим в таблицу (см. рис.1.5).
Рис.1.5. Результат вычислений
К сожалению, по техническим характеристикам ЦК А3 не подходит для данной съемки, если учитывать рекомендации инструкции [12] и методические указания [1] по размеру фокусного расстояния, так как фокусное расстояние этой камеры равно 300 мм. Поэтому для проектирование съемки будем рассматривать ЦК RMK-DX (f=92 мм), потому что среди всех анализируемых камер коэффициент соотношения наиболее близок к 10.
Технические характеристики выбранной ЦК:
- - размер пикселя 7.2 мкм; - фокусное расстояние 92 мм; - радиометрическое разрешение 14 бит/пиксель; - число пикселей результирующего кадра вдоль/поперек маршрута 11200*11712
Окончательно имеем: f=92 мм, Н =2500 м, m=Н/f= 27173=27000. Так как знаменатель масштаба съемки округли высота фотографирования:
м
Как видим, соотношение масштабов k:
Формат снимка 81*84 мм.
Похожие статьи
-
Топографическая карта масштаба 1:25000, согласно инструкции по топографическим съемкам в масштабах 1:10000 и 1:25000 [11], используется: - в сельском...
-
Общие сведения об аэрофотосъемке Аэрофотосъемка плановый высотный привязка Аэрофотосъемка - это совокупность работ по получению аэронегативов и...
-
Определение географических координат углов рамки трапеции листа топографической карты масштаба 1:25000 номенклатуры М-39-69-Б-б. 39-номер колонны М-13...
-
Начало развития аэрофотосъемки для создания топографических карт было положено в России. В 1886 году в Санкт-Петербурге впервые была выполнена съемка...
-
Расчеты выполняются для ОПВ9 Таблица 4.А.1. Наименование направлений , км , ОПВ9-ПП107 28 30 0,598 2,796389 ОПВ9-Т2 88 00 2,888 0,119896 ОПВ9-ПП110 118...
-
Полученное, после регистрации 15 планшетов топографической карты масштаба 1 : 500 растровое поле о использовано для создания цифровой модели местности....
-
В результате создания курсового проекта выполнено проектирование геодезической съемочной сети и съемочной сети при стереотопографической съемке для...
-
Топографический аэрофотосъемка сеть опознак Курсовая работа представляет собой комплекс вопросов по проектированию аэросъемки, по проектированию...
-
Стереотопографическая съемка выполняется по одной из следующих технологических схем: 1 вариант: - контурная часть плана создается на основе фотопланов, а...
-
В областях с огромным числом контуров места съемочного объяснения обозначают в натуральных контурах. Контуры должны были точными и гарантировать...
-
Фильтрационный расчет однородной грунтовой плотины на водонепроницаемом основании при НПУ и отсутствии воды в нижнем бьефе. Порядок расчета: 1. Строится...
-
Расчет элементов полузапруды, возведенной из намывного или насыпного грунта, сводится к определению высоты полузапруды и крупности материала крепления ее...
-
Масштаб и пространственное разрешение - Обзор современных съемочных аэро - и космических систем
На протяжении всей истории развития аэросъемки показателем детальности изображения на снимках служил масштаб. Аэроснимки‚ как правило‚ подвергаются...
-
Сегодня 70 % цифрового картографического материала создается с использованием технологии, основанной на векторизации растровых копий бумажных карт....
-
Проектирование и оценка проекта теодолитного хода Для определения планового положения опознаков можно применять теодолитные хода. Теодолитные хода при...
-
Для сгущения государственной геодезической сети необходимо запроектировать плановую геодезическую сеть сгущения в виде двух отдельных полигонометрических...
-
Отметка гребня плотины определяется по формуле: ?ГП= ?ФПУ +d, (1) Где ?ФПУ - отметка форсированного подпорного уровня воды, м; D - превышения...
-
Рекогносцировка местности, закрепление точек планово-высотной основы На учебном полигоне руководитель практики задает каждой бригаде границы участка для...
-
Для работы с трехмерными моделями реальной местности, которые создаются в ГИС"Карта2011" применяется функция "Навигатор3D". "Навигатор3D" - это...
-
Каждый коэффициент неоднородности используется для определения отдельных параметров пласта, которые сами по себе очень важны, но мало информативны, так...
-
Ветровое волнение на озере - Расчет водного баланса для Псковско-Чудской водной системы за 1968 год
Расчет элементов ветровых волн фильтрационным способом производится по данным опорной метеостанции за безледоставный период 1968 года по заданному...
-
Расчеты производительности труда, количество бригад и сроков выполнения отдельных видов работ На основе расчетов нормируемых затрат времени и труда в...
-
Система разработки - Технология и комплексная механизация открытых горных работ
Под системой открытой разработки месторождения понимается установленный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ. Выбранная...
-
Ширина выправительной трассы рассчитывается двумя способами: - с помощь графика связи между ширинами и наибольшими глубинами русла; - по...
-
Тахеометрические ходы прокладывают при создании планового и высотного съемочного обоснования для производства тахеометрической съемки. Они могут также...
-
Используя устройства СИНВ-П с разным временем замедления и соединения их в разной последовательности можно получить различные схемы инициирования. Это...
-
Методика спутниковых измерений - Состав геодезических работ, выполняемых на строительной площадке
Определение координат и высот точек ситуации выполнено спутниковыми измерениями. Неподвижная базовая станция устанавливалась над пунктом изыскательской...
-
Сканеры: оптико-механические (сканирующее устройство - быстрокачающееся зеркало, которое, просматривая местность поперек движения носителя, посылает...
-
Проектирование и оценка проекта прямой многократной засечки Расчеты выполняются для ОПВ8таблица 4.Б.1. Наименование направлений , км , Т1-ОПВ8 181 30...
-
Межевой план - это документ, который составлен на основе кадастрового плана соответствующей территории или кадастровой выписке о соответствующем...
-
Пунктами съемочной геодезической сети будут являться все запроектированные в зонах поперечного перекрытия опознаки. В данном разделе требуется...
-
Масштабы, Условные знаки топографических планов и карт - Основы геодезии
Масштаб - отношение длины линии на плане к соответствующему отрезку на местности. Ь Числовой - это правильная дробь, в числителе которой единица, а...
-
Водосбросной канал рекомендуется проектировать трапецеидальной формы. Входную часть канала принимают в виде расширяющейся воронки с порогом на отметке...
-
При возведении насыпи второго яруса (отм. 385м) первоначально устраивается насыпь высотой 4 м с приямком из грунта отвала. Плановое положение ее...
-
Сбор исходных данных Найти описание экологической обстановки на территории города новосибирска Оценка экологической ситуации с использованием...
-
Створ плотины назначается в процессе рекогносцировки местности. Ось плотины назначается, по возможности, перпендикулярно к общему направлению балки. При...
-
Основные буровзрывные работы Буровые работы предусматривается выполнять станками шарошечного бурения типа СБШ-250МН. Годовые объемы буровых работ и...
-
Результатом любой топографической съемки является топографический план снимаемого участка местности, способ создания которого зависит от метода съемки....
-
Аерофототопографічне знімання в залежності від типу території, фотограмметричного обладнання, строків виконання робіт може виконуватись...
-
Расчеты на прочность и долговечность - Подбор оптимальных режимов работы насосных агрегатов
Валы многоступенчатых центробежных насосов проверяют на статическую прочность, выносливость и динамическую устойчивость. На статическую устойчивость вал...
Расчет высоты фотографирования и масштаба аэрофотосъемки - Разработка технического проекта летно-съемочных работ для создания по аэро - и космоснимкам топографического (плана) карты местности