Основные виды и методы фототопографических съемок

ФЛекция 1

Введение

1. Общее понятие о дисциплине «Фотограмметрия». Задачи и содержание курса, его связь с другими дисциплинами;

Основные виды и методы фототопографических съемок

Краткий исторический очерк развития аэрофотогеодезических методов картографирования и современное состояние фотограмметрии

Фотограмметрия[1] – научная дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и пространственного положения объектов в заданной координатной системе по их фотографическим и иным изображениям.

Фотограмметрия выделилась из геодезии в начале прошлого столетия благодаря применению новых начал измерительной техники, базирующихся на способности объектива строить изображения объектов, возможности регистрации этого изображения фотохимическими методами и измерения его с помощью оптических, механических или электронных приборов и инструментов.

Термин «фотограмметрия» происходит от греческих слов: fotos – свет; gramma – запись; metro – измеряю. Фотограмметрия определяет формы, размеры и положения предметов в пространстве по их фотографическим изображениям.

Их достижениями определяется и современное состояние фотограмметрии, в котором можно выделить несколько направлений:

фототопографию (аэрофототопографию), изучающую методы и технические средства создания планов и карт по цифровым или аналоговым изображениям земной поверхности, полученным с летательного аппарата;

прикладную фотограмметрию, изучающую вопросы применения фотограмметрии в интересах различных областей науки и техники – в строительстве, архитектуре, медицине, геологии, военном деле и т. п.;

космическую фотограмметрию, изучающую вопросы применения фотограмметрии для получения и обработки снимков Земли, планет и иных небесных тел, полученных непосредственно из космоса (с борта космического аппарата) или с помощью спускаемых аппаратов.

Появившиеся в конце XX в. технические средства и методы получения, обработки и хранения цифровых изображений придали фотограмметрии новый импульс и обусловили возникновение и развитие цифровой фотограмметрии, основанных на применении электронных вычислительных машин.

Основные виды и методы фототопографических съемок

Фототопография, как составная часть фотограмметрии, решает задачи определения координат точек местности, составления топографических карт и цифровых моделей местности по результатам фотограмметрической обработки ее изображений.

Фототопографической съемкой называют комплекс процессов, выполняемых для создания топографических или специальных карт и планов по материалам фотосъемки. В этот комплекс входит фотографирование местности, полевые геодезические работы по определению координат опорных точек и камеральные фотограмметрические работы, результатом которых является топографический или специальный план (карта) местности.

В зависимости от применяемых технических средств, выполняемых при фототопографической съемке, ее делят на наземную и воздушную, или аэрофототопографическую съемку (рис. 3).

Наземная фототопографическая съемка основана на использовании наземных фотоснимков исследуемой территории, полученных с помощью фототеодолитов с концов некоторого базиса. Обработку полученных фотоснимков выполняют стереофотограмметрическим методом, с помощью специальных приборов. Этот метод съемки иногда называют фототеодолитной, или наземной стереофотограмметрической съемкой. В современных условиях область ее применения ограничивается съемкой карьеров, горных выработок, а также изучением деформации инженерных сооружений (в том числе высотных башен, зданий, плотин и т. п.).

Аэрофототопографическая съемка предусматривает фотографирование местности аэрофотоаппаратом, установленном на воздушном носителе (самолете, вертолете, космическом аппарате и т. п.), и последующую обработку полученных результатов. В зависимости от применяемых методов обработки результатов аэрофотосъемки различают два метода аэрофототопографической съемки: комбинированный и стереотопографический.

Комбинированный метод аэрофототопографической съемки основан на использовании свойств одиночного снимка и предполагает получение плановой (контурной) части карты в камеральных условиях, а высотную часть – в полевых. При этом камеральные работы включают операции по сгущению полевого обоснования и изготовление контурных фотопланов, а полевые – съемку рельефа приемами мензульной съемки. В виду значительной трудоемкости и большого объема полевых работ комбинированный метод в настоящее время свою актуальность потерял.

Стереотопографический метод решает задачу составления карты на основе свойств пары снимков и в современных условиях является основным методом картографирования. Применение стереотопографического метода предполагает составление плановой (контурной) и высотной части карты в камеральных условиях.

В стереотопографическом методе, в зависимости от применяемых методов и приборов, различают два способа обработки снимков: универсальный и дифференцированный.

Дифференцированный способ решает задачу обработки снимков на нескольких приборах, одна часть которых (фототрансформатор) применяется для изготовления контурного фотоплана, а другая часть (стереометр) – для рисовки рельефа (горизонталей). Дифференцированный способ обработки материалов аэрофотосъемки широко применялся до 60-х гг. прошлого столетия, когда на смену ему пришел более точный и производительный универсальный способ.

Универсальный способ обработки снимков основан на применении методов и приборов, позволяющих по результатам обработки пары снимков определить одновременно плановые координаты и высоты точек. Все процессы такой фотограмметрической обработки выполняются на одном приборе.

Создание топографического плана (карты) фототопографическим методом связано с дешифрированием снимков и обеспечением их опорными точками.

Дешифрирование снимков – процесс распознавания изображенных на снимках объектов и определения их характеристик.

Опорными точками в фотограмметрии называют опознанные на снимках контурные точки, необходимые для преобразования изображения снимка и представления конечных результатов в требуемой координатной системе. Координаты опорных точек определяют в результате полевых геодезических или камеральных фотограмметрических работ. Во втором случае речь идет о построении по снимкам одного или нескольких маршрутов сети фототриангуляции, опирающейся на редкую сеть точек с известными геодезическими координатами. Число опорных точек на каждом снимке определяется методом их последующей обработки.