- •Лекция №1, Предмет геодезии. Сведения о фигуре Земли.
- •Изображение земной поверхности на картах и планах
- •Геодезическая система координат
- •Лекция №2 Работа с топографической картой
- •Номенклатура топографических карт.
- •Изображение рельефа местности на картах и планах. Изучение рельефа по карте
- •Измерение площадей по топографическим картам и планам
- •Лекция №3 Топографические съемки, геодезические сети
- •Опорные геодезические сети
- •Обозначение и закрепление на местности пунктов съёмочной сети
- •Понятие о съемке местности
- •Основные геодезические задачи
- •Прямая и обратная геодезические задачи
- •Лекция №4. Геодезические измерения на земной поверхности
- •Мерные ленты и рулетки
- •Понятие о правилах вычислений
- •Лекция №6. Теодолитная съемка
- •Камеральные работы при теодолитной съемке
- •Вычисление, уравнивание приращений координат и вычисление координат пунктов теодолитного хода.
- •Составление плана по результатам теодолитной съемки.
- •Лекция №7. Тахеометрическая съемка
- •Полевые работы при тахеометрической съемке.
- •Камеральные работы при тахеометрической съемке
- •Мензульная съемка.
- •Лекция № 9. Геодезические работы при проведении лесохозяйственных мероприятий. Аэрофототопографическая и космическая съемка.
- •Полевые работы при нивелировании
- •Камеральная обработка результатов горизонтальной и вертикальной съемок трассы
- •Проектирование по профилю
- •Аэрофототопографическая и космическая съемка.
- •Ознакомление с методикой дешифрирования аэрофотоснимков
Проектирование по профилю
При проектировании линейных сооружений (дорог, каналов и др.) на профиль наносят проектную линию и используют его для вычисления проектных и рабочих, а также данных о положении точек нулевых работ.
Требования к проектной линии зависят от назначения и характера дороги. В частности, уклоны должны быть максимально пологими: не более 40‰ на лесовозных дорогах и 60‰ на лесохозяйственных. Расстояние между вершинами переломов проектной линии (шаг проектирования) должно обеспечивать размещение вертикальных кривых, необходимых для обеспечения плавности движения и видимости пути. Земляные работы должны быть минимальными при соблюдении баланса, т.е. равенства объемов насыпей и выемок.
Проектные отметки вычисляют по уклону проектной линии, а уклон – по высотам отдельных фиксированных точек этой линии: местам примыкания к другим дорогам, рассчитанным или заданным высотам мостовых переходов и др. С использованием отметок таких точек, уклон проектной линии вычисляют по формуле:
i=(Нк-Нн)/S,
Нк,, Нн – проектные отметки конца и начала линии; S – длина горизонтального проложения линии.
Отметки всех других точек данной проектной линии получают по формуле:
Нпослед= Нпред+ i Sj,
где i – уклон, вычисленный по; Нпослед , Нпред – проектная отметка предыдущей и последующей точек; Sj – длина горизонтального проложения линии, соединяющей эти точки.
Рабочая отметка – разность между проектной отметкой и отметкой земли.
Точка нулевых работ – точка пересечения проектной линии с профилем земли. Она расположена в месте перехода насыпи в выемку или выемки в насыпь. При проектировании рассчитывают удаление точки нулевых работ от ближайших к ней пикетов и плюсовых точек трассы, а также ее высоту. Результаты расчетов оформляют графически на профиле трассы.
Аэрофототопографическая и космическая съемка.
Съемка местности с самолета называется аэрофотосъемкой. В настоящее время это основной метод картографирования земной поверхности. Достоинствами его являются: быстрота выполнения полевых работ, возможность охвата съемкой труднодоступных районов, объективность, точность и большая информативность фотографических снимков местности.
Для фотографирования местности с воздуха необходимо иметь специально оборудованный самолет, снабженный аэро фотосъемочным аппаратом. Особенностью этого аппарата является то, что фотографирование местности им производится автоматически через постоянный наперед заданный интервал времени, который рассчитывается так, чтобы фотографируемая местность перекрывалась соседними снимками. Величина продольного перекрытия должна составлять 60% размера аэроснимка.
Аэрофотосъемка может быть одномаршрутной и многомаршрутной (площадной). Одномаршрутная аэрофотосъемка применяется при изыскании и обследовании объектов линейного протяжения (дорог, каналов, трубопроводов и т.д.). При площадной аэрофотосъемке на местности прокладывают ряды параллельных маршрутов (рис. 11.1). Маршруты проектируют, как правило, в широтном направлении; между соседними маршрутами предусматривается поперечное перекрытие снимков порядка 30%.
Продольное и поперечное перекрытия предохраняют от пропусков в фотографировании земной поверхности. Кроме того, продольное перекрытие позволяет по каждой паре снимков создать пространственную модель местности и на ее основе построить топографический план.
Во время полета на маршруте необходимо выдерживать заданную высоту съемки, камера аэрофотоаппарата при фотографировании должна находиться в отвесном положении.
Снимки в маршрутах нумеруются (номер снимка подписан в северо-восточном углу), это позволяет быстро составить из одиночных снимков накидной монтаж любого аэросъемочного маршрута или площади отснятого объекта местности.
При составлении накидного монтажа снимки последовательно укладывают на рабочем столе таким образом, чтобы в пределах зоны свободного перекрытия два соседних снимка были наложены один на другой и изображения одних и тех же объектов местности левого и правого снимков совместились, при этом обязательно должны быть видны номере снимков (рис. 3). Смонтированные таким образом снимки закрепляют. По окончании монтажа первого маршрута переходят ко второму. Укладывая снимки второго маршрута, следят за совмещением контуров не только в зоне продольного перекрытия, но и в зоне поперечного перекрытия.
По накидному монтажу оценивают качество аэросъемки — прямолинейность съемочных маршрутов, фактические величины перекрытий, фотографическое качество аэрофотоснимков и т.д.
А главное накидной монтаж позволяет получить общее представление о районе планируемых работ.
Аэроснимок представляет собой центральную проекцию земной поверхности. Если в момент съемки оптическая ось ОС фотоаппарата была отвесна, а снимаемая местность являлась горизонтальной плоскостью АВ, то на фотопленке, находящейся в горизонтальной плоскости, получается плановый аэроснимок местности (рис. 4). Если местность или аэрокамера, или фотопленка наклонены, то аэроснимок будет иметь искажения). На плановом аэроснимке можно производить различные измерения, однако для этого надо знать масштаб аэроснимка.
Определение масштаба снимка. Масштаб аэрофотоснимка можно определить несколькими способами:
а) опознанием на снимке точек, расстояние между которыми на местности известно. Отношение длины отрезка l между опознанными точками на снимке и расстоянию L между ними на местности и есть масштаб снимка 1 : mс, т.е.
;
б) по значениям фокуса аэрофотоаппарата fк и высоты фотографирования Нф, известным из паспорта залета. На рис. 4 пояснено геометрическое соотношение между этими величинами
, отсюда ;
Рис. 4
в) с использованием топографической карты на тот же район, что изображен на аэрофотоснимках. Этим методом рекомендуется воспользоваться для определения масштаба аэрофотоснимка при выполнении лабораторной работы.
Нанести на карту границы сфотографированной на аэрофотоснимке территории (привязать снимок к карте). Определить масштаб аэрофотоснимка.
Выявляют на аэрофотоснимке наиболее крупные объекты: населенные пункты, шоссейные и железные дороги, реки, участки леса и т.д. Эти же объекты находят на карте. Затем находят характерные детали этих объектов (повороты дорог, изгибы рек, контуры оврагов и т.д.) и по ним определяют район аэрофотосъемки. Мягким карандашом проводят на карте линии, соответствующие краям снимка, показывая границы сфотографированной на снимке территории. Масштаб аэрофотоснимка может быть определен по соотношению идентичных расстояний на снимке (l) и крупномасштабной топографической карте (L). Этот способ определения масштаба аэрофотоснимка наиболее часто используется в практической работе с аэрофотоснимками.
Формула для определения масштаба аэрофотоснимка имеет вид:
, (1)
где: mк - знаменатель численного масштаба карты;
mс - знаменатель численного масштаба снимка.
При определении масштаба аэрофотоснимка на карте следует иметь в виду, что точность способа зависит от выбора подходящей линии на снимке. Эта линия (см. рис. 5) по возможности должна удовлетворять следующим условиям:
а) она должна лежать в средней части аэрофотоснимка и проходить, по возможности, вблизи его главной точки;
б) длина ее должна быть, возможно, больше (не менее 50мм);
в) взаимное превышение концов должно быть, возможно, меньше;
г) концами линии должны служить четко выраженные на снимке и карте точки (пересечение дорог, резкие повороты контуров леса, характерные постройки, мосты на реках и т. д.).
Для контроля масштаб определяют по двум направлениям. С этой целью на снимке измеряют длины отрезков 1 и 2 , расположенных примерно по диагонали аэрофотоснимка, а на карте идентичные им расстояния L1 и L2. Измерения выполняют циркулем-измерителем и поперечным масштабом с точностью до десятых долей миллиметра. По формуле (1) вычисляют два значения масштаба аэрофотоснимка и среднее его значение принимают как окончательное.
Определение высоты фотографирования. Высота фотографирования Нф может быть определена из зависимостей, поясняемых рис. 4
=; =,
где fк - фокусное расстояние аэрофотоаппарата, равное 100мм;
mсн – знаменатель масштаба снимка, вычисленный в предыдущем примере.
Пример. Для получения аэрофотоснимков масштаба 1 : 18300 аэрофотоаппаратом с фокусом 100мм самолет должен выдерживать при аэрофотосъемке высоту полета
Нф = 100мм · 18300 = 1830000мм = 1830м.
Измерение базиса фотографирования. Базисом фотографирования В называется расстояние в пространстве между двумя смежными центрами проектирования (рис. 7).
Для определения базиса фотографирования в масштабе снимка используют главные точки снимков, получаемые при пересечении главных осей х и у, построение которых сводится к соединению координатных меток, расположенных на противоположных сторонах снимка.
Базисы bл и bп измеряют с помощью измерителя и линейки до 0,1мм, за окончательную его длину принимают среднее значение
bср = (bл + bп ) / 2
На аэрофотоснимках с 60% перекрытием базис фотографирования приблизительно равен 70мм.
Задание 3. Определение по снимку расстояния между заданными точками на местности. Для определения по аэрофотоснимку расстояния между двумя точками на местности используют формулу:
, (3)
где - расстояние между двумя точками на аэрофотоснимке, в миллиметрах;
- расстояние между теми же точками на местности, в миллиметрах;
- знаменатель среднего численного масштаба аэрофотоснимка.
Расстояния на аэрофотоснимке измеряют при помощи линейки с миллиметровыми делениями, производя отсчеты до 1мм.