авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |

«Ю. А. ФЕДОРОВ С ОСНОВАМИ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ Р е к о м е н д о в а н о Г о с у д а р с т в е н н ы м ко- митетом Российской Федерации по ...»

-- [ Страница 8 ] --

Затем проводят рекогносцировку местности для уточнения и конкретизации проекта' путем общего обзора с командных высот и детального обследования запроектированных мест расположения фотостанций. В ходе детального обследования конкретизируют ме ста расположения пунктов съемочной сетщ изображений которых должно быть не менее трех на каждой стереопаре, окончательно устанавливают методы их геодезической привязки, т. е. способы определения координат и высот. Если эти пункты, а также кон трольные точки не совмещены с характерными контурами или с местными предметами, то одновременно с рекогносцировкой их маркируют путем сооружения туров из камней, установки рам с натянутой белой марлей, бязью, миткалем или полиэтиленовой пленкой, раскраской фигуры «крест» или «угол» на скальных по родах и др. Размеры маркировочных знаков определяются рас стоянием от знака до фотостанций. В журналы маркировки зано сят сведения о выполненных знаках: форму, размер, цвет, высоту точки визирования и дату установки.

Геодезическое съемочное обоснование развивают либо путем триангуляционных построений, либо прокладывая теодолитно-вы сотные ходы. Привязку фототеодолитных станций и контрольных точек, не совмещенных с пунктами геодезической съемочной сети, выполняют прямыми, обратными и комбинированными засечками, теодолитными ходами в зависимости от условий местности.

Фотосьемочные работы выполняют фототеодолитом с обоих концов базиса фотографирования. При этом оптическую ось фото, камеры можно сориентировать для трех видов съемки (рис. 8.2):

1) нормальной - - Л, В, когда оптическая ось фотокамеры пер пендикулярна базису и угол скоса ср = 0°;

;

../".'", w ;

2) параллельной со скошенными оптическими осями фотока меры влево на 30°—Л/,;

3) параллельной со скошенными оптическими осями фотока меры вправо на 30° — AR.

"Фотосъемочные работы начинают с установки и ориентирова ния фототеодолита. Фототеодолит устанавливают на одном, из кон цов базиса фотографирования, например, в точке А и центрируют его с помощью отвеса: Вертикальную ось фотокамеры по двум цилиндрическим уровням приводят в отвесное положение. Ори ентируют лимб по направлению базиса АВ, наблюдая в теодолит Рис. 8.2. Вдд,ы, съшяк'и,,, (. а — нормальная, б— со,.скосами оптических осей фотокамеры влевд, в — со скосами оптических бсёй фотокамеры вправсг." ;

'.-i'....•-• визирную марку, установленную на штативе в точке В, и задают направление фотосъемки в зависимости От вида c W m k h - 1 (см.

рис. 8.2). Выполнив фотографирование с точки Л, меняют фототео долит и визирную марку местами и фотографируют местность с правого конца базиса фотографирования Довыполнив предва рительно ориентирование лимба по направлению ВА. " : " ' Местность фотографируют на. фотопластинки низкой светочув ствительности, которые заранее закрепляют в деревянных кассе тах при красном свете.,Набор кассет!в комплекте прибора состоит из 24 фотоплаетин. Каждая кассета имеет свой номер. Выдержку фотографирования определяют с помощью фотоэкспонометра. Она может достигать 10 с в зависимости от освещенности "снимаемого ландшафта. При фотосъемке заполняют журнал фотографирова ния и составляют абрис пунктов геодезической сети, представляю щий собой чертеж размещения пунктов геодезической сети, кон трольных точек в секторе фотографирования базиса и рисунки маркированных пунктов сети. Посйе лабораторной обработки фо топластинок приступают к определению фотограмметрических ко ординат точек местности путем измерений па снимках. Фотограм метрические координаты точек вычисляют в пространственной фотограмметрической системе координат. З а начало координат 18 Заказ № 124 этой системы принимают центр объектива Si камеры фототеодоли та, установленного в левой точке базиса фотографирования (рис. 8.3). Ось Уф совмещают с оптической осью фотокамеры от левого центра проекции Si, ось — с отвесной линией;

проходя щей через точку Si, а ось Хф должна быть перпендикулярна оси Уф (рис. 8.3).

Пересечение оптической оси объектива с плоскостью негатива называют главной точкой снимка (о), которая является началом прямоугольных координат х и z в системе координат снимка. Ко ординаты изображения точки М на левом снимке обозначены че рез Xi и 2i, а на правом — Хг и 2г. Разность абсцисс точки М на левом и правом снимках называют продольным параллаксом точки М и обозначают буквой р (см. рис. 8.3):

(8.1) р — х{ — х2., Д л я нормальной наземной стереофотограмметрической съемки (базис фотографирования и перпендикулярно расположенные ему оптические оси камеры горизонтальные) связь пространственных фотограмметрических координат точки М с измеренными прямо угольными координатами изображения этой точки на левом сним ке определяется соотношением Хф/Xi = гф, Y^/fk, (8.2) где Хф, 2ф и Уф — пространственные фотограмметрические коорди наты точки М, м;

х{ и 2i — измеренные на левом снимке прямо угольные координаты точки М, мм;

f k = S \ O i — фокусное расстоя ние камеры фототеодолита, равное расстоянию от центра проек ции до главной точки снимка, мм.

Из рис. 8.3 т а к ж е следует Уф//й = В / р, (8.3) где р — продольный параллакс точки М.

Сопоставляя формулы (8.3) и (8.2), можно записать •, Хф = Вхх/р;

К ф = 5 / к / р ;

7 ф = В 2, / р. (8.4) При съемке со скосом оптической оси фотокамеры фототеодо лита влево на угол ф или со скосом вправо на такой ж е угол q пространственные фотограмметрические координаты точек рассчи тывают по более сложным формулам [42]:

Хф = X^ (cos + (х,Ц!{) sin ф), р = Уф (cos ф + (x2/fk) sin ф), (8.5) %'ф = -ф (cos ф + (x2/fk) sin ф).

В формулы (8.4) подставляют измеренные координаты xi и zt д л я точки М на левом снимке и продольный п а р а л л а к с р, а фор мулы (8.5) —абсциссу х г = х \ —-р. точки М на правом снимке. Все, указанные величины измеряют на специальном фотограмметриче ском приборе — стереокомпараторе.

Определив пространственные фотограмметрические координа ты Хф, Кф и Z(j) точек- местности, пунктов съемочной сети и кон S!M2\\S2M Tt tJL № rz Ы/ А. о со и—/. // " ! у / // А II 1 // Рг Pi Ч-^.

S2 р • Рис. 8.3. Н а з е м н а я стереофотограмметрическая съемка.

Pi и Pi— левый и правый фотоснимки;

Si.и-'St*-'центры объективов фото-' теодолита, установленного в концах базиса фотографирования В;

М.,— на блюдаемая точка местности;

mi и т 2 — изображение т й ч щ ' М на ловом и правом снимках стереопары;

Хф, Уф- и пространственные фотограммет рические координаты точки М;

х и г — измеренные координаты точки М на фотоснимках;

Oi и о2 — главные точки фотоснимков Pi и Р2\ фокусное расстояние камеры фототеодолита.

трольных точек и зная геодезические координаты центра Проек ции на левой точке базиса фотографирования и дирёкционный угол направления линии базиса, можно преобразовать фотограм 16* мётричеокйё координаты- В' Геодезические по.формулам, поворота осей (рис. 8.4) [42]:."V/.

Хг,=JCsjr-Ь У ф. е о э Х ф sin а, Уг = У51г + Уф sin а + Хф cos а, (8.6) Н = Zs i r + ^Ф.

где X slr, Уз1г, ZSlT — геодезические координаты центра проекции левого снимка, определяемые • при создании геодезического обос нования фототеодолитной съемки;

ос—дирекционный угол глав О Рис. - 8.4. Связь пространственных фотограм метрических и геодезических координат.

ного луча Уф левого снимка между осями Хт и Уф (см. рис. 8.3), его вычисляют с учетом скоса оптической оси фотокамеры по фор муле а = а в + ф — 90°.

Дирекционный угол ав базиса съемки вычисляют по известным геодезическим координатам центров проекций левого и правого снимков, решая обратную геодезическую задачу.

Вычислив геодезические координаты всех характерных точек рельефа, местных предметов, контуров угодий и др., приступают к составлению топографического плана на универсальном стерео фотограмметрическом приборе: стереоавтографе 1318EJI или техно карте (Ьбапроизводства Германии). Эти приборы позволяют со ставлять планы местности по фотоснимкам нормальной и равно отклоненной съемок, строя по фотоснимкам пространственную модель местности и выполняя стереоскопические измерения с по мощью специальных измерительных марок диаметром 0,04 мм, расположенных в фокальных плоскостях бинокулярных оптиче ских систем приборов....

, - Установив фотоснимки на левом- и, лравом.снимкодер.жателях прибора, а на отсчетных барабанах фокусных ".расстояний— фо кусное расстояние фототеодолита, с помощью зубчатых шестерен выбирают масштаб стереоскопической -модели местности, завися щий от диапазона расстояний картографируемого участка местно сти вдоль оси К и масштаба составляемого плана.. Если масштаб модели местности выбрать равным масштабу составляемого плана,, то по счетчикам X,, Y и Z прибора отсчитывают пространственные координаты точек в.метрах без перевычислений. /., ;

i После этого измерительную марку (при стереоскопическом на блюдении обе марки прибора пространственно;

сливаются в одну) последовательно наводят на изображения точек местности на фото снимках. Специальное устройство отображает положение измери тельной марки на планшете в. заданном масштабе.,, Перемещая:

измерительную марку вместе с наблюдательной системой прибора вдоль линии местности с одной и той же высотой, на планшете проводят: горизонталь. Обводя измерительной маркой изображен ный на фотоснимках какой-либо контур, на планшете изображают его границу......

Полевую досъемку объектов и контуров, не изобразившихся на фотоснимках (скрытых деталями сильно изрезанного рельефа местности.;

древесной или кустарниковой растительностью), вы полняют путем обследования в поле оригинала плана, Мертвые пространства заполняют методами тахеометрической или мензуль ной съемки, а при наличии материалов аэрофотосъемки — методом аэрофототопогр аф ической съемки.

Наземная стереофотограмметрическая съемка является высо копроизводительным способом съемки местности. Объем полевых работ составляет 25 % общего времени, необходимого для со ставления топографического плана, остальные 75 % приходятся на камеральные работы, что экономически выгодно.

8.2. Аэрофототопографическая съемка местности Аэрофототопографическая съемка местности представляет со бой комплекс взаимосвязанных работ по составлению топографи ческих карт и планов с использованием аэроснимков. В этот комплекс входят летно-съемочные, фотографические, топографо геодезические и фотограмметрические работы, сущность и задачи каждой из которых сводятся к следующему. !•••••• Задача летно-съемочных работ — фотографирование местности с самолета или какого-либо другого летательного аппарата и по лучение снимков заданного масштаба. В ходе аэрофотосъемки' получают инструментальные данные о положении съемочной ап паратуры в момент фотографирования. Фотографические. работы:

предусматривают фотографическую обработку аэронегативов и пе чать аэроснимков, полученных в полете. ;

;

, Задача топографо-геодезических работ—определение коорди н а т и высот отдельных точек местности, изобразившихся на аэро снимках. Эти данные необходимы для географической привязки аэроснимков и установления их связи с геодезической системой ^координат. Топографо-геодёзйческие работы также включают ® себя дешифрирование аэроснимков — выявление и распознава ние по изображениям на аэроснимках количественных и качест венных характеристик объектов, которые надо отобразить на то пографических картах и планах. Топографо-геодезические рабо ты выполняют в полевых условиях, они являются самыми трудоемкими и дорогостоящими. Поэтому основной задачей совер шенствования аэрофотопографической съемки является макси мальное сокращение сбъема полевых работ и замена их камераль ными при одновременном сохранении высокого качества созда ваемых топографических карт и планов.

Фотограмметрические работы являются основными из всех указанных четырех работ. Они предъявляют определенные требо вания к летно-съемочным операциям в части'получения резких и детализированных фотоизображений с высокой разрешающей способностью, к объему и качеству топографо-геодезических работ.

В ходе фотограмметрических работ обрабатывают полученные аэроснимки, используя данные полевых топографо-геодезических работ и записи приборных показаний, фиксируемых при летно съемочных операциях. В результате такой обработки на универ сальных стереофотограмметрических приборах составляют топо !

графическую карту или план местности.

8.2.1. Характеристика аэрофотосъемок местности Необходимые дЛя составления топографической карты аэро снимки получают в результате выполнения аэрофотосъемки с по мощью специальных аэрофотоаппаратов (АФА), установленных на различных носителях съемочной, аппаратуры.

В зависимости от положения оптической оси АФА относитель но вертикали в момент фотографирования различают плановую и перспективную аэрофотосъемку. Из-за неизбежного колебания са молета в воздухе оптическая ось АФА почти всегда отклоняется от вертикали. Аэрофотосъемку с углом отклонения оптической оси АФА от вертикали не более 3° называют плановой. При углах отклонения оптической оси АФА от вертикали более 3° аэрофото съемку называют перспективной. Д л я целей картографирования выполняют плановую аэрофотосъемку. Стабилизацию оптической оси АФА в направлении вертикали с погрешностью 25' обеспечи вает гиростабилизирующая установка ГУТ-3, входящая в комплект аэрофотосъемочного оборудования [46 и др.].

По числу и'взаимному расположению аэроснимков различают одинарную, маршрутную и площадную (многомаршрутную) аэро фотосъемки.

, :: Одинарную:.аэрофотосъемку выполняют при съемке незначи тельных участков земной поверхности, например, местоположения, гидрометеорологической станции, (поста) или другого объекта^.

Интересующий объект размещают на одном аэроснимке. На прак тике одинарную аэрофотосъемку применяют крайне редко.

;

Маршрутную аэрофотосъемку выполняют вдоль вытянутых объектов (дорог, рек,, каналов,;

береговой линии морей, озер, во дохранилищ и т. д.). Ее можно прокладывать в виде прямо- и кри волинейных и ломаных маршрутов. При этом каждый последую ( Рис. 8.6. Поперечное перекрытие Рис. 8.5. Продольное перекрытие аэроснимков.

аэроснимков.

щий аэроснимок перекрывает часть предыдущего, образуя • про- дольное перекрытие аэроснимков qx (рис. 8.5). Его задают в с о ответствии с требованиями последующей фотограмметрической, обработки аэроснимков и выражают в процентах. Д л я целей кар тографирования территорий задают qx = 60 %,.

Площадную аэрофотосъемку выполняют при съемке участка земной поверхности, превышающего по ширине площадь, фотогра фируемую одним съемочным маршрутом. При аэрофотосъемке площади прокладывают ряд параллельных между собой маршру тов с соблюдением заданного перекрытия между ними qv (рис. 8.6). Это перекрытие называют поперечным перекрытием аэроснимков. Как правило;

задают qу = 30,.. 40 %,,.••••.;

.••••• i По характеру используемых светочувствительных материалов аэрофотосъемку подразделяют на черно-белую, цветную и спектро зональную. Наиболее распространена черно-белая аэрофотосъемка^ Она основана на регистрации электромагнитного излучения З е м 279' „ли в видимой- и ближайших невидимых ультрафиолетовой и ин фракрасной зонах спектра. Цветную аэрофотосъемку используют реже и главным образом тогда, когда определяющим фактором является не стоимость аэрофотосъемки, а полнота получения ин формации при картографировании наиболее важных районов, -сложных с точки зрения дешифрирования объектов. Спектрозо нальная аэрофотосъёмка позволяет получить изображение объек тов не в натуральных, а в условных цветах. Ее эффективно ис пользуют для подробного Изучения характеристик древостоя, опре деления участков различной степени увлажненности земной по верхности, обнаружения водотоков и мелких озер на болотах и в лесах.

В настоящее время в нашей стране для создания топографи ческих карт и планов аэрофотосъемку в масштабах 1 : 10 ООО— 1 : 50 ООО выполняют с самолетов АН-30 и АН-28ФК, в масштабах 1 : 10 000—1 : 150 000 — с самолета ТУ—134ФК. Д л я крупномас штабной аэрофотосъемки в масштабах 1 : 1500—1 : 8000 использу ют самолет АН-2, имеющий сравнительно небольшую полетную «скорость (180 км/ч), что позволяет свести к минимуму фотографи ческий емаз фотоизображения. В ряде случаев эффективна заме на самолета АН-2 вертолетами КА-26, МИ-2 и др. В последние годы применяются мотодельтапланы (МДП) с полетной нагруз кой 170—190 кг (Фрегат, МДП-А и др.) [46]. В сложном изрезан ном рёльёфё М Д П позволяют выполнять аэрофотосъемочные мар шруты по криволинейным траекториям. Качество получаемых аэронегативов высоко за счет малых скоростей полета и выполне ния аэрофотосъемки в оптимальных съемочных условиях. Макси мальная высота полёта М Д П 3000 м, необходимый размер взлет но-посадочной площадки всего 2 0 x 5 0 м.

Плановую аэрофотосъемку выполняют с помощью аэрофотоап паратов, представляющих собой довольно сложную'фотографиче скую систему, позволяющую автоматически фотографировать зем ную поверхность с различных высот, при различной температуре и влажности воздуха, с любых носителей съёмочной аппаратуры. В основном аэрофотосъемку выполняют кадровыми АФА (рис. 8.7). Существуют т а к ж е щелевые и панорамные АФА. Аэрофотоаппараты различаются в основном по размерам по лучаемого аэроснимка и по фокусному расстоянию объектива fh В современных отечественных АФА размеры аэрофотоснимков обычно равны 18х 18, 23X23 и 30X30 см. По фокусному расстоя нию АФА подразделяют на короткофокусные (fk 150 мм), сред- нефокусные (fk— 150:V. 350 мм) и длиннофокусные (fk 350 мм).

Д л я создания топографических карт и планов при производ стве аэрофотосъемки используют аэрофотоаппараты серии АФА ТЭ (топографические, электрические). Наиболее часто применяют АФА с /й = 70, 100, 140, 200, 350 и 500 мм. Новые АФА серии ТЭС-7М, ТК 10/18, ТАФА-10, ТЭА-35 позволяют работать с вы держками 1/500-—1/800 с. Аэрофотоаппарат ТК Ю/18 со сверхши рокоугОльным объективом «Руссар-71» (2|3 = 103°) широко исполь, зуют в практике аэрофототопографических съемок местности для* высокоточных стереоскопических измерений;

высотных х а р а к т е р и стик местности. При изготовлении фотокарт применяют АФА ТЭА-35 с объективрм «Руссар-68» (2р = 40°). Высокие качества:

объективов обоих этих АФА позволяют отнести их к числу луч ших конструкций в мире [46]. Новейшие конструкции аэрофотоап как АФА-ТК = 14/18, имеющий fti= 140 мм, и.

паратов, такие /й ==250 мм, с размерами кадров.

АФЛ-ТК=25/18, имеющий 18Х 18 см, а также впервые разработанный 'в стране АФА-ТК-15/23, имеющий я ffe= 150 мм и размер;

кадра 2 3 X 2 3 см„ Рис, ь8.7. Устройство кадрового аэрофото аппарата.

1 — защитное стекло, 2 — компенсатор сдвига, изо бражения, 3 — светофильтр, 4 — диафрагма, 5 — центральный затвор, 6 — объектив, 7 — предметное стекло, 8 — прижимной стол (стекло), 9 — катуш ка с аэропленкой, 10 — корпус, 11 — кассета, — угол поля изображения объектива АФА.

снабжены устройствами компенсации фотографического смаза и з о бражения.

Кроме АФА, установок АФУС-У и ГУТ-3 в состав аэрофото съемочного оборудования входит полуавтоматический электронный командный прибор ЭКП-2М для выдерживания задапнбго продоль-* ного перекрытия аэроснимков, измерения угла отклонения само лета от оси маршрута и обеспечения автоматический работы АФА.

В это оборудование входят т а к ж е топографический радиодально мер РВ-18 Ж, Измеряющий высоту фотографирования с точностью не менее 5 м, и статоскопы С-51—М и ТАУ для определения пре вышений одного конца базиса фотографирования над другим в пределах съемочного маршрута с точностью 0,2 м. Автоматы ре гулирования экспозиции (АРЭ) при аэрофотосъемке позволяют плавно менять экспозицию при измерении освещенности и яркости снимаемого аэроландшафта. Это значительно улучшает изобрази тельные и измерительные качества аэроснимков [43 и др.].

Аэрофотосъемку для целей картографирования выполняют в определенных масштабах (табл. 8.1).

Масштаб выбирают в указанных в табл. 8.1 диапазонах с уче том характера снимаемой местности и способа камеральной сте реофотограмметрической обработки аэроснимков. •• 281: "". Таблица 8. Рекомендуемые масштабы аэрофотосъемки Масштаб создаваемой карты Масштаб аэрофотосъемки 1 : 5 ООО 000 — 1 8 0 0 1: 1 : 1 0 ООО 1:10 000 1 18 1 : 2 5 ООО 1:25 0 0 0 — 1 35 1 : 5 0 ООО 1:35 000 — 1 60 !

1 : 100 000 - 1:60 000 — 1 120 Аэрофотосъемку выполняют специализированные авиаотряды ша основании договоров с заинтересованными организациями.

Иногда аэрофотосъемку выполняют сами заинтересованные орга низации с арендованных самолетов и вертолетов.

8.2.2. Аэроснимок и его геометрические свойства Аэроснимок представляет собой фотографическое изображение местности, полученное с помощью аэрофотоаппарата, установлён iHoro на самолете или другом летательном аппарате. В геометри ческом отношении он является центральной проекцией участка & съ Рис. 8.8. Схема построения изображения местности на аэроснимке и плане.

А, В, С, D — точки местности;

а, Ь, с, d — центральные проекции то чек А, В, С, D на негативе Р;

а', Ь', с', d' — центральные проекции точек А, В, С, D на позитиве Р';

а», bo, с0, d 0 — ортогональные про екции точек А, В, С, D на плане.

.местности. Изображение местности в уменьшенном виде строят.геометрически на аэроснимке прямолинейными проектирующими лучами, направленными от точек местности А, В, С, D (рис. 8.8) к центру проектирования S, которым служит задняя узловая точ ка объектива АФА. Если А, В, С и 1) — точки местности, a S — положение центра проектирования, то точки пересечения а, Ь, с, и d плоскости негатива Р с проектирующими лучами Л5, ВС, CS" и DS являются центральными проекциями соответствующих точек;

местности. Если плоскость проекции провести по другую сторону от центра проектирования S и на том же расстоянии от него, то получим позитивное изображение местности, точки а', Ь', с' и dr которого также являются центральными проекциями точек мест ности А, В, С и D. В общем случае негативное и позитивное изо бражения местности, полученные в результате центрального про ектирования, принято называть перспективными изображе ниями.

Из определения самой сущности центральной проекции сле дует п е р в о е свойство аэроснимка: каждой точке или прямой:

на местности соответствует только одна точка или прямая на:

аэроснимке. В т о р ы м, главным, свойством аэроснимка является:

его оптическая обратимость, которая заключается в возможности:

восстановления связки проектирующих лучей (с преобразованием, их или без него), существовавших в момент фотографирования..

Это свойство широко пользуют во время камеральной обработки аэроснимков при их взаимном ориентировании, а также при пре образовании наклонных аэроснимков в горизонтальные. Горизонт тальным аэроснимком называют такой аэроснимок, плоскость ко торого в момент фотографирования занимала строго горизонталь ное положение. Т р е т ь и м свойством аэроснимка (горизонталь ного и планового) является сохранение-без заметных искажений:

направлений на местные предметы, переданных из центра аэро снимка. Незначительные искажения будут всегда, так как аэро снимок не является топографическим планом местности.

План местности — это ортогональная проекция, получаемая в результате проектирования точек местности с помощью линий, перпендикулярных к плоскости проекции. Ортогональная проек ция не тождественна центральной проекции. Если совместить, в пространстве плоскость позитивного фотоизображения местно сти и топографический план (см. рис. 8.8), то изображения точек:

местности А, В, С, D, обозначенные в ортогональной проекции на плане точками а.о, bo, с0 и do, не совпадут с точками а', Ь', с' и d' центральной проекции этих же точек Л, В, С, D на аэросним ке. И чем дальше расположены точки от центра аэроснимка, тем:

больше расхождения в положении точек на аэроснимке и плане.

В этом проявляется органический порок аэроснимка как централь ной проекции—нетождественность его с топографической картой или планом местности.

Положение аэроснимка относительно центра проектирования определяется элементами внутреннего ориентирования аэросним ка — фокусным расстоянием объектива АФА и координатами глав ной точки аэроснимка в системе координат снимка. Если из цен тра проектирования 5 опустить перпендикуляр на плоскость аэро негатива Р, то основание этого перпендикуляра (точка о) будет главной точкой аэроснимка, а длина перпендикуляра So — фокус ным расстоянием ( f k ) камеры АФА (рис. 8.9).

283' У Рис. 8.9. Элементы внутреннего ориентирования аэроснимка.

So = Fk — фокусное расстояние камеры АФА, ха и (/о — координаты главной точки.) аэроЬнймка', Яф — высота фотографирования на плоскость Т на мест ;

;

Ности, Р — плоскость аэроснимка.

Рис. 8.10. Элементы внешнего ори ентирования аэроснимка.

Xs, ys и Zs — координаты центра про ектирования S;

в геодезической системе координат Xyz, а — продольный yroin наклона аэроснимка, (о—поперечный угол наклона аэроснимка, у. — угол раз ворота аэроснимка в своей плоскости.

Величины, определяющие положение наклонного, аэроснимка относительно геодезической системы, координат XYZ, называют элементами внешнего ориентирования аэроснимка (рис. 8.10).

Среди;

них три угловых', и три,.линейных- элемента., К. линейным •относятся пространственные геодезические координаты X, Y и Z центра проектирования S, к угловым -—три угловых поворота аэроснимка относительно пространственных осей геодезических координат (а, со, к). Угловые повороты а и со определяют направо ление в пространстве главного луча.SO связки проектирующих лу чей, а х — характеризует поворот аэроснимка в своей плоскости.

Д л я горизонтальных аэроснимков число элементов внешнего ори ентирования сокращается до четырех;

,;

и б о ! с о = 0° в виду того, что главный луч связки проектирующих лучей занимают отвесное положение. • ———~ Щ г~~ Таким образом, положение наклонного аэроснимка относитель но центра проектирования определяете^Стремя элементами внут реннего ориентирования,- а относительной пространственной геоде зической сиртемы координат — шестью элементами внешнего ори ентирования. • jV ? ;

;

jj \ \\ 8.2.3. Геометрические искажения на аэроснимках Пели рассматривать случай горизонтальной, аэрофотосъемки, когда оптическая ось АФА в момент' фотографирования занимает •строго отвесное положение, а снимаемая местность плоская, то масштаб горизонтального аэроснимка равен отношекщо фокусного расстояния объектива АФА ( f h ) к высоте фотографирования (#ф), а также отношению длины произвольно расположенного на аэро снимке отрезка ab к соответствующему ему отрезку, на местности А В (см. рис. 8.9): v, 1/m = ab/AB = Ш. (8.7) Ф Масштаб горизонтального снимка плоской местности постоянен и изменяется только под влиянием рельефа местности. Так, на горизонтальных аэроснимках рельефной местности масштаб участ ков, расположенных выше какой-то произвольно выбранной сред ней плоскости, крупнее, чем участков, расположенных ниже этой плоскости (рис. 8.11). Масштаб изображения произвольной точки аэроснимка в этом случае определяют по формуле Vm — fk/Hi = fii/Ши — /г.), (8.8) где Но — высота фотографирования над средней плоскостью съемочного участка, м;

Hi — высота фотографирования над опреде ляемой точкой, м;

hi — превышение Определяемой точки над сред ней плоскостью участка, м.

•Чем больше превышения.отдельных точек относительно средней плоскости 1 съемочного участка при неизменной высоте фотографи рования, тем сильнее изменяется масштаб изображения в преде, лах площади аэроснимка и тем значительнее смещения точек на аэроснимке из-за влияния рельефа местности.

На рис. 8.11 показана схема смещения положения точек А и В на аэроснимке из-за влияния рельефа местности. Из подобия тре угольников SCBq я Sbbo, S N B 0 и Snb0 следует, что бл/Д = Sb0/SB0 и Sb0/SB0 — fk/Ho, следовательно, S/t/A = fk/H0. (8.9).

\ bio.

Ч Ь0 ь ПЩ)a, Рис. 8.11. Смещение точек на аэроснимке из-за влияния рельефа местности.

,-.'... 6H^-bb0, 6h а аас„ rb = nb,ra = nb..

Из подобия треугольников СВВо и 56/г находим a/ht=±rjfk;

(8.1о где r = nb—длина отрезка на аэроснимке от центра аэроснимка (точки надира п) до изображения точки В местности, мм.

Перемножив обе части равенства (8.9) и (8.10), получим бh/hi = г/Но, откуда окончательно выведем формулу поправки бл. в положении точки В на аэроснимке из-за влияния рельефа местности:

6д = rhi/Ho. (8.11), Из формулы (8.11): можно найти радиус окружности, в преде л а х которой смещение точек на аэроснимке из-за влияния рельефа местности 6/i MaKC не превысит предельно заданное значение: : :

С8'12) '= - Ч Поправки вводят по направлениям, проведенным из центра планового аэроснимка на данные точки. При этом поправку 8 h •откладывают от точки в направлении к центру аэроснимка, если превышение, h 0, и от точки в направлении к краю аэросним к а — если превышение ft С 0., Если на горизонтальном снимке изображена наклонная мест ность или ж е сам аэроснимок имеет наклон по отношению к плос кости горизонта, то из-за влияния наклона изображение мест ности на ^ аэроснимке является перспективным и разномасштаб ным. Точки, расположенные ближе к центру проектирования, на наклонных аэроснимках имеют более крупный масштаб изображе н и я, чем точки, более удаленные от центра проектирования. Из-за наклона аэроснимка изображения точек смещаются и на плано вых аэроснимках, причем наибольшие радиальные смещения точек на краях планового аэроснимка. Если аэрофотосъемку выполняют, применяя гидростабилизирующие установки, стабилизирующие вертикальность оптической сети АФА в пределах 30', то смещения точек на таких аэроснимках, как правило, не превышают 0,2— 0,3 мм.

. Чтобы определить ортогональные проекции фотоизображений точек аэроснимка, следует уточнить их положение с помощью сум марных поправок, соответствующих смещениям точек на аэро снимке из-за влияния рельефа и углов наклона местности или аэроснимка по отношению к плоскости горизонта.

8.2.4. Фототрансформирование аэроснимков и монтаж фотопланов Фототрансформированиём аэроснимков называют процесс пре образования плановых или перспективных аэроснимков в гори зонтальные 1 за счет устранения искажений положений точек из-за влияния углов наклона аэроснимков а и со и уменьшения искаже ний, обусловленных влиянием р е л ь е ф а ' местности. Одновременно с устранением искажений в процессе фототрансформирования все аэроснимки Приводят к одному заданному, масштабу. Все опера ции выполняют на приборах, называемых' фототрансформаторами.

Фототрансформаторпредставляет собой проекционный оптико механический прибор, в котором плоскости экрана, негатИва или объектива, а в некоторых конструкциях и все три эти плоскости могут принимать наклонное положение: Б л а г о д а р я этому на эк р а н е прибора можно получить изображение, подобное;

изображе нию горизонтального аэроснимка. Существует много видов фото, трансформаторов, например, оптико-механические, ортофототранс форматоры, автоматизированные щелевые и - д р. Простейшим- из них является фототрансформатор оптико-механического типа ФТБ (рис. 8.12). Основными частями этого прибора являются кас сета 4 со сним ко держателем 3, объектив 5, экран 7, осветительное устройство 2, параболическое зеркало 1, направляющая станина прибора 6. Аэроснимки приводят, к заданному масштабу с по мощью, ножного штурвала масштабного инверсора, а искажения из-за, «перспективы»,.устраняют.ножным, штурвалом перспектив ного инверсора.

Фототрансформирование на ФТБ выполняют по пяти опор ным точкам,"... расположенным в центре и примерно по углам по лезной площади аэроснимка — центральной его части, ограничен ной линиями, проходящими че рез, середины перекрытий между смежными аэроснимками. Эти опорные точки имеют, геодезиче ские координаты, определенные в поле либо из теодолитных ходов, либо путем построения различных засечек. В настоящее время геоде зическими методами определяют, координаты и высоты контурных точек, расположенных на концах п и.середине съемочного мар Рис. 8.12. Принципиальная схема работы / У/////Л фототрансформатора ФТБ.

шрута. Необходимые для фототранеформирования аэроснимка пять точек получают путем хорошо разработанных методов ана литического фотограмметрического сгущения геодезических точек с применением ЭВМ.

Опорные точки прокалывают на аэронегативах кружочками диаметром 0,2 мм. Аэронегатив вставляют в кассету, а на экран накладывают планшет, на который по координатам наносят в за данном масштабе эти ж е точки;

Действуя специальными штурва лами и устройствами фототрансформатора, перемещают и накло няют аэронегатив и экран и добиваются совмещения светящихся опорных точек с нанесенными идентичными точками на план шете. Если местность холмистая, то в положения опорных точек на планшете вносят поправки из-за влияния рельефа местности, вычисленные по формуле (8.11).

Совместив точки, объектив закрывают защитным светофильт ром, на экран вместо планшета укладывают лист фотобумаги и, производят экспонирование.-В результате фотообработки получа ют снимок в заданном масштабе.

Фототрансформирование аэроснимков можно выполнить на.

Ф Т Б и по установочным элементам, определяющим взаимное по ложение плоскости негатива, объектива и экрана фототрансформа тора. К установочным элементам относятся децентрация аэронега тива относительно центра кассеты, коэффициент трансформирова ния и углы наклона экрана во взаимно перпендикулярных направлениях. Точность фототрансформирования по установочным элементам зависит от точности определения элементов внешнего ориентирования аэроснимков а, к и # ф, которые вычисляют в про цессе аналитической пространственной фототриангуляции. Расхо ждения положений опорных точек при фототрансформировании аэроснимков на Ф Т Б обоими способами не превышают 0,4 мм.

Кроме указанных существуют т а к ж е другие способы фото трансформирования аэроснимков (дифференциальный, аналитиче ский, аффинный). Сущность этих способов описана в соответст вующей литературе [43, 46 и др.] и здесь не рассмотрена.

Чтобы смонтировать фотоплан местности в р а м к а х съемочной трапеции карты требуемого масштаба, на жесткую основу из дю ралюминия или фанеры, оклеенную белой бумагой, наносят по координатам все опорные точки, по которым фототрансформиро вали аэроснимки. В местах изображений опорных точек на аэро снимках пробивают отверстия диаметром 0,5 мм и центры этих отверстий совмещают с соответствующими точками планшета. Пе рекрывающиеся части смежных аэроснимков обрезают острым ланцетом так, чтобы на планшете Остались Только центральные ча сти аэроснимков, которые приклеивают к нему амилацетатным клеем. Смонтированные такИм образом трансформированные сним ки составляют фотоплан местности.

Точность смонтированного фотоплана проверяют по совмеще нию опорных точек и контуров по порезам перекрывающихся ме ж д у собой аэроснимков. Несовмещения пробитых опорных точек на аэроснимках с соответствующими точками на основе должны быть не более 0,5 мм, идентичных контуров по ! порезам — не бо лее 0,7 мм, по рамкам смежных трапеций — н е более 1,0 мм.

8.2.5. Стереоскопические измерения превышений точек местности по аэроснимкам Стереоскопическая модель местности образуется при взаимном перекрытии определенным образом ориентированных между собой пар смежных аэроснимков —стереопар. Стерескопическая пара аэроснимков получается при фотографировании местности с двух точек пространства — концов базиса фотографирования. Рассмат ривая ориентированную стереопару в' стереоскопический прибор, видят рельефное изображение Местности в пределах перекрываю щихся частей аэроснимков. :

19 Заказ № 124 Стереоскопический эффект достигается при соблюдении сле дующих условий;

1) аэроснимки получены с перекрытием с двух кондов базиса фотографирования;

2) глазной базис параллелен базису фотографирования: ле вым глазом наблюдают только левый аэроснимок, правым — п р а вый;

3) аэроснимки находятся на расстоянии наилучшего зрения (25—30 см) при рассматривании стереоскопической модели нево оруженным глазом;

4) разность масштабов аэроснимков стереопары не превышает 16 % их значения.

В зависимости от взаиморасположения аэроснимков возникают прямой, обратный и нулевой стеореоэффекты.

Прямой стереоэффект наблюдается в случае, если левый аэро снимок расположен против левого глаза, а правый — против пра вого. При этом образуется объемное изображение местности в ее естественном виде, такое, каким его видят с самолета или какого либо высоко расположенного над земной поверхностью объекта.

Если левый аэроснимок расположить против правого глаза, 3 правый — против левого, или просто развернуть аэроснимки на 180° относительно глазного базиса, то будет обратный стереоэф фект. При этом рельефное изображение местности как бы вывер нуто: реки кажутся текущими по водоразделам, а горы — котло винами., Если оба аэроснимка развернуть в одну сторону на 90° из положения, при котором они находились при прямом или обрат ном стереоэффекте, то можно получить нулевой стереоэффект.

В этом случае глазной базис перпендикулярен базису фотографи рования и выпуклость стереомодели исчезнет: все точки кажутся л е ж а щ и м и в одной плоскости, хотя тени деревьев и других мест ных предметов несколько нарушают это впечатление и рельеф местности в какой-то мере ощущается.

Чтобы получить стереоскопический эффект, используют различ ные стереоскопические приборы. Простейшим из них является стереоскоп, позволяющий по стереопаре подучить рельефное изо бражение сфотографированной местности.

Стереоскопы бывают простые и топографические. Первые применяют только для получения и рассматривания рельефного изображения местности. Вторые имеют специальные приспособле ния д л я измерения разности продольных параллаксов точек. На пример, стереоскоп СПД-300НП снабжен насадкой и параллаксо метром для измерения параллаксов на аэроснимках.

В зависимости от назначения стереоскопы выпускают д л я ис пользования в полевых (их обозначают буквами СП) и камераль ных (СК) условиях. К этим обозначениям прибавляют цифры, показывающие, какой формат аэроснимков можно обработать сте реоскопом. Например, СК-300—стереоскоп для камеральных ра бот с аэроснимками размером до 3 0 X 3 0 см.

, Д л я определения превышений, точек местности применяют бо лее сложные стереофотограмметрические приборы. К ним относят ся, например, стереограф СЦ — высокоточный универсальный фо тограмметрический прибор, предназначенный для создания по аэроснимкам топографических карт;

стереомат•—аналоговый сте реофотограмметрический прибор, в которЬм автоматизирована выполнение основных процессов обработки стеорескопической.па ры аэроснимков, и многие другие приборы.

_ У У 'df Ра X X Oi ° Рг Pi У У Рис. 8.13. Параллактическое смещение точек на аэро снимках.

Принцип стереоскопических измерений превышений точен местности по аэроснимкам на стереофотограмметрических прибо рах состоит в следующем. Предположим, что точки местности А и С изобразились на аэроснимках P i и Pz, полученных с концов базиса фотографирования В х (см. рис. 8.13). Если через коорди натные метки аэроснимков воспроизвести оси координат хх и уу;

то с помощью измерительных устройств можно измерить коор динаты любой точки, изобразившейся на аэроснимке. На левом аэроснимке точки местности А и С изобразились точками ai и Ci, а на правом — точками аг и Сг. Если переместить проектирующие лучи S i a t и SiCi параллельно самим себе вдоль базиса фотографи 19* рования до положения, когда центры проектирования Si и S2 со впадут между собой, то1 точка левого аэроснимка на правом аэроснимке изобразится точкой 'а'. а точка ci — точкой с[.

Отрезки a i d и Cid' представляют собой параллактические сме щения изображений точек А и С местности вдоль оси хх снимков, т. е. продольные параллаксы этих точек. Они равны разностям абсцисс точек А и С на правом и левом аэроснимках, составляю щих стереопару:

== Ра Ха2 — Ха1 И рс = Хс.2 XCl.

Благодаря наличию продольных параллаксов точек при усло вии устранения их поперечных параллаксов возникает рельефное изображение местности. Из рис. 8.13 видно, что точку А, располо женную выше точки С, рассматривают на аэроснимках под боль шим параллактическим углом, чем точку С:

Ул Ус Соответственно и продольный параллакс точки А больше про дольного параллакса точки С:

Ра Рс При стереоскопическом наблюдении аэроснимков невозможно непосредственно измерить параллактические углы ул и ус, поэтому в фотограмметрии измеряют продольные параллаксы точек А и С и вычисляют вместо этого их разность Ар = Ра — Рс Когда точки А и С находятся на одной высоте, разность их продольных параллаксов равна нулю.

По измеренным разностям продольных параллаксов изображе ний точек на аэроснимках определяют превышение h одной точки местности относительно другой [43, 46 и др.]:

h = Яф Ар/(Ь + Ар), (8.13) где Яф — высота фотографирования, м;

Ар — разность продоль ных параллаксов точек, измеренных по аэроснимкам, мм;

b — ба зис фотографирования в масштабе аэроснимка, равный расстоя нию между главными точками смежных аэроснимков, мм.

В формуле (8.13) Яф/й — const, следовательно, превышение ме жду двумя точками местности полностью определяется разностью продольных параллаксов этих точек.

Итак, принцип стереоскопических измерений превышений точек местности по аэроснимкам основан на использовании зависимости между смещением изображения точек на стереоскопической моде ли и превышениями между этими точками в натуре. Разности про дольных параллаксов точек измеряют на стереофотограмметри ческих приборах, снабженных оптическими визирными марками и измерительными устройствами.. : ' -.

, 8;

2.б. Топографическое дешифрирование аэроснимков Топографическое дешифрирование аэроснимков.—-это процесс изучения аэроснимков с целью опознавания изображенных на них объектов местности и определения их качественных и количествен ных характеристик. В отличие от Специального, топографическое дешифрирование, как наиболее универсальный вид общегеографи ческого дешифрирования, заключается в обнаружении и распозна вании тех объектов естественного и искусственного происхожде ния, которые следует отображать на топографических картах.

Дешифрирование аэроснимков — сложный и многогранный про цесс.' Его полнота и достоверность зависят от многих факторов, ос новными из которых являются масштаб аэроснимков и их фото графическое качество, р а з р е ш а ю щ а я способность аэрофотоизобра жения, наличие специальных эталонов дешифрирования на тер ритории со сложной ситуацией, характер снимаемой территории, степень использования стереоскопических приборов, знание ис полнителем географических особенностей снимаемой 'Местности,, профессиональная подготовка и положительные психофизиологи ческие данные исполнителя, наличие оптических приборов для увеличения аэроснимков.

Анализ фотоизображения аэроснимков выполняют по принци пу от общего к частному, от общих очертаний к содержанию кон-, туров. Изображения географических объектов на аэроснимках Имеют различный тон, размеры и необычный уменьшенный вид сверху, Мозаичность фотоизображения сильно затрудняет опозна ние объектов местности. Вместе с тем, можно выделить ряд де маскирующих признаков, позволяющих надежно выделить объ екты местности на аэрокосмических снимках. Их подразделяют на прямые и косвенные дешифровочные признаки. К первым от носят форму, размеры, тон (цвет), тень, падающую от объекта, общую структуру фотоизображения. К косвенным относят призна ки, указывающие на наличие И отдельные свойства объектов, ко ~ торые по различным причинам не получились на аэроснимках. Это прежде всего расположение объектов на местности относительно рельефа, угодий и других объектов, следы человеческой''деятель ности и др. Например, тропинки" и дорожки в населенном Пункте, сходящиеся в одной точке, указывают на наличие в этом месте колодца или источника, которые в силу малости размеров Непо средственно не изобразились на снимке. Косвенные признаки ос нованы на природных закономерностях и взаимосвязи объектов с окружающей средой. Так, изображение сосновых лесов указыва ет на песчаный характер грунта, а наличие складов торфа на болотах говорит об осушенности болота, его легкой проходимости и большой глубине торфяной залежи.

- Метод дешифрирования аэроснимков зависит от характера сни маемой местности, сложности дешифрируемых Объектов, картогра фической изученности территории. В настоящее время на практике применяют сплошное полевое и сплошное камеральное детпифри, рование, полевое маршрутное дешифрирование с последующим камеральным и камеральное дешифрирование с последующим по левым обследованием.

Сплошное полевое дешифрирование применяют при картогра фировании местности с большим числом сложных инженерных объектов, подземных коммуникаций и в тех случаях, когда сни маемая местность покрыта сплошным хвойным лесом, препят ствующим стереоскопической съемке рельефа.

Сплошное камеральное дешифрирование выполняют при аэро фототопографической съемке некоторых районов тундр, степей,, пустынь, а т а к ж е труднодоступных высокогорных районов. Особо важное значение при использовании этого метода дешифрирования имеет сбор различных ведомственных материалов: литературных и справочных материалов, технических отчетов, различных схем, профилей, специальных карт и планов. К фотографическому ка честву аэроснимков предъявляют повышенные требования.

Полевое маршрутное дешифрирование с последующим каме ральным применяют при съемке местности, относительно слабо изученной в картографическом отношении и одновременно доста точно сложной с точки зрения дешифрирования. Маршруты наме чают по самым сложным участкам местности, на которых дешиф рируют особо тщательно отдельные площадки, называемые эта лонами дешифрирования. В труднодоступных районах применяют аэровизуальное дешифрирование по маршрутам с вертолета с по садками на эталонных площадках, имеющих на фотоизображении сложный рисунок. По завершении полевых работ приступают к камеральному дешифрированию межмаршрутных пространств.

Камеральное дешифрирование аэроснимков с последующим по левым применяют на практике чаще других методов. После каме рального дешифрирования объектов местности под стереоскопом или на универсальных стереофотограмметрических приборах на мечают участки, требующие дополнительного полевого обследова ния. При камеральном дешифрировании используют стереоскопы СК-300, СКФ-ЗОО и СК-500, имеющие широкий обзор фотоизо бражения местности, работающие с разными увеличениями и в со четании с различными измерительными устройствами.

В зависимости от характера снимаемой территории аэрофото топографическую съемку местности производят двумя методами:

комбинированным и стереотопографическим.

8.2.7. Комбинированный метод аэрофототопографической съемки местности Комбинированный метод представляет собой сочетание фото грамметрической обработки аэроснимков для изготовления фото планов с мензульной съемкой. Контурную часть плана создают на основе фотопланов, а рельеф местности снимают обычными на земными способами одновременно с дешифрированием объектов, местности и досъемкой не изобразившихся на фотоплане объек тов.

Комбинированный метод применяют для съемки районов со слабо выраженным рельефом, если из-за влияния растительного покрова и других факторов невозможна стерескопическая съемка рельефа местности с необходимой полнотой и. точностью. Созда ние топографической карты комбинированным методом включает в себя следующие технологические этапы:

1) аэрофотосъемку,.

2) планово-высотную подготовку аэроснимков, 3) сгущение планового обоснования, 4) фототрансформирование аэроснимков, 5) монтаж фотопланов, 6) дешифрирование объектов местности на фотопланах и съемку рельефа в полевых условиях, 7) оформление оригиналов карт, 8) подготовку к изданию и издание карт.

Аэрофотосъемку для целей дешифрирования и изготовления фотопланов выполняют в летнее время (в летнюю межень), исполь зуя АФА с = 200 и 350 мм в зависимости от характера рельефа картографируемой территории. Съемку делают в масштабах в 2,5—3,0 раза мельче масштаба создаваемой карты. Это обеспе чивает требуемую точность монтажа увеличенных аэроснимков.

Задают продольное перекрытие аэроснимков 60 %, поперечное — 40 %.

Планово-высотная подготовка аэроснимков заключается в опре делении координат и высот контурных точек местности геодезиче скими методами. Изображение этих точек на аэроснимках являет ся той опорной сетью, которую затем сгущают на универсальных стереофотограмметрических приборах или методом аналитической фототриангуляции до плотности пять точек на каждый аэросни мок. Расстояние между опорными точками в направлении аэрофо тосъемочного маршрута допускают до 80—100 см в, масштабе со здаваемой карты или плана. В качестве опорных выбирают точки, которые можно определить с ошибкой не более 0,1 мм в масштабе создаваемой карты. В бесконтурных районах примерно в середи нах поперечных перекрытий аэроснимков, нанесенных на топогра фические карты маштаба 1 : 100 000, маркируют опорные точки известью или дешевыми материалами в виде креста, квадрата или круга до начала выполнения аэрофотосъемки. Размер и вид мар кировочных знаков выбирают в зависимости от природного ланд шафта и масштаба фотографирования. Все опорные плановые точ ки, координаты которых определяют или геодезическими засеч ками (в открытых районах), или из теодолитных ходов (в закры тых районах) должны иметь, высотные отметки с ошибкой не бо лее 0,1 принятой высоты сечения рельефа. Высотные отметки то чек получают, как правило, методом геометрического нивелиро вания.


, Выполнив сгущение планового обоснования по специальным программам аналитической фототриангуляции, приступают к фото трансформированию аэроснимков и монтажу фотопланов. Фото планы монтируют в рамках съемочных трапеций. С изготовлен ных фотопланов делают фотокопии на дюралюминиевой основе, которые и служат основой для съемки рельефа с помощью мензу лы и кипрегеля и нанесения контурной нагрузки карты.

Н а фотопланах дешифрируют контуры полностью в натуре одновременно со съемкой рельефа. В процессе дешифрирования инструментально наносят те объекты местности, которые появи лись после производства аэрофотосъемки. При необходимости осу ществляют стереоскопические наблюдения аэроснимков, исполь зуя для этого полевые стереоскопы дешифровщика С П Д. Одновре менно с производством дешифрирования собирают и подписывают на фотопланах географические названия.

Съемку рельефа выполняют с. точек мензульных ходов теми ж е методами и приемами, что и при мензульной съемке. В ходе съемки определяют отметки урезов вод рек, ручьев, озер, водо хранилищ, указывая дату их определения. Как и при мензульной съемке, составляют кальку высот. В качестве съемочных точек выбирают четкие точки местности, надежно опознаваемые на фо топлане.

По завершении полевых съемочных работ с вычерченного и от беленного фотоплана изготавливают негативы и абрисы для гра вирования элементов содержаний карты. Оригиналы карт готовят к изданию методом гравирования на пластинках. Карты издают полиграфическими средствами.

8.2.8. Стереотопографический метод аэрофототопографической съемки Местности Стереотопографический метод аэрофототопографической съемки предусматривает составление контурной части карты (плана) и съемку рельефа местности на универсальных стереофотограммет рических приборах типа СД, С П Р, С Ц и др. Возможны два ва рианта составления контурной части плана: на основе фотопланов и в виде графических планов на чистой основе одновременно со стереоскопической съемкой рельефа на универсальных стереофо тограмметрических приборах.

Если предусмотрено использование фотопланов, то аэрофото съемку местности выполняют дважды. Все работы, связанные с из готовлением фотопланов, и параметры аэрофотосъемки такие ж е ;

к а к и при комбинированном методе. Аэрофотосъемку д л я стерео скопических измерений на аэроснимках;

производят короткофокус ными АФА-ТЭС-7М и АФА-ТК-10/18. Эту аэрофотосъемку выпол няют ранней весной до появления листвы на деревьях. Поздней осенью после опадания листвы выполнять аэрофотосъемку, как правило, трудно из-за плохих погодных условий и короткой про, должительности светового дня. Масштаб аэрофотосъемки устанав ливают в 1,2—1,5 раза мельче масштаба создаваемой карты.

Высотная подготовка аэроснимков состоит в определении опор ных высотных точек местности. В зависимости от масштаба фото графирования и высоты сечения рельефа выполняют полную или разреженную подготовку. Полная, иди сплошная, высотная подго товка аэроснимков, предусматривает определение,не менее пяти высотных точек на стереопару: четыре — в углах стереопары в зо нах поперечного перекрытия аэроснимков и одна точка—контроль ная (рис. 8.14). Сплошную высотную подготовку выполняют,, если съемке подлежит сравнительно небольшой участок -местности, О © О и и Р и с. 8.14. Р а с п о л о ж е н и е высотных о п о р н ы х точек при с п л о ш н о й высотной п о д г о т о в к е аэроснимков.

о' •С* Pi и Р2 — соответственно левый и правый пере- р А крывающиеся аэроснимки, 1 — главные точки аэроснимков, 2 — опорные высотные точки.

ИЛ а также на граничных маршрутах при стереотопографической съемке больших территорий с сечением рельефа 0,5 и 1,0 м.

При разреженной высотной подготовке аэроснимков высотные опорные точки располагают попарно, по обе стороны от оси мар шрута в зонах поперечного перекрытия аэроснимков соседних маршрутов. Расстояния между высотными опорными точками в направлении аэрофотосъемочного маршрута допускают до 40— 50 см при съемке с сечением рельефа 0,5 и 1,0 м. При съемках с сечением рельефа 5 м высотные опознаки совмещают с плано выми.

Высотные опорные точки выбирают на надежно опознаваемых контурах так, чтобы ошибки опознавания их на аэроснимках не приводили к ошибке по высоте более 0,1 принятой высоты сечения рельефа. С этой целью точки выбирают на ровных площадках, на крутых склонах выбирать высотные опорные точки не разре шается. В малоконтурных плоскоравнинных районах можно опре делять положение высотных точек путем промеров от трех четких контуров или в створе между надежно опознанными на аэросним ке точками. Высоты опорных точек получают из ходов геометриче ского нивелирования при съемке с сечением рельефа 0,5 и 1,0 м и из тригонометрического нивелирования при съемке с сечением рельефа 2 м и 5 м. Высотное обоснование сгущают аналитическим методом с применением ЭВМ по программам блочной фототриан гуляции.

, В результате сгущения каждую стереопару обеспечивают че тырьмя—шестью высотными точками, необходимыми для -взаим ного ориентирования стереопары и производства стереоскопиче ской съемки рельефа на универсальных стереофотограмметриче ских приборах. Помимо высотных точек в поле определяют отмет ки уреза воды в реках и водоемах, приведенные к уровню на дату аэрофотосъемки в случае использования их при стереорисовке рельефа.

Контуры дешифрируют главным образом в камеральных усло виях, используя стереоскопические приборы. В поле по конкрет ным программам дополнительно обследуют местность, чтобы вы явить недостающие количественные характеристики отдешифри рованных объектов.' Путем промеров от четких контуров наносят местные предметы и контуры угодий, не изобразившиеся на аэро снимках., ГЛАВА 9. Э Л Е М Е Н Т Ы К А Р Т О Г Р А Ф И И И КАРТОМЕТРИЧЕСКИЕ РАБОТЫ В предыдущих главах рассмотрены вопросы теории и органи зации геодезических измерений на местности для создания круп номасштабных топографических карт и планов ограниченных участ ков местности.;

Н а р я д у с этим в целом ряде случаев для решения важных практических: задач, (планирование и размещение произ водительных сил, освоение территорий, разведка полезных иско паемых, рациональное использование природных ресурсов, охрана окружающей среды и т. д.) требуется создание средне-: и мелко масштабных общегеографических и специальных карт. Их состав ляют по крупномасштабным планам и картам с учетом литератур но-справочных, аэрокосмических и ведомственных материалов, служащих основой содержания мелкомасштабных географических и тематических карт. Вопросы разработки математической основы карт, проектирования, содержания, методов составления и издания карт, а т а к ж е использования их в научных исследованиях и прак тической деятельности составляют предмет картографии.

9.1. Картография, ее структура и Связь с другими науками Картография — это наука об отображении и исследовании яв лений природы и общества — их размещении, свойств, в з а и м о с в я з е й и и з м е н е н и й в о в р е м е н и — посредст вом картографических изображений как пространственных образ но-знаковых моделей [32]. Такое название распространяет интере сы картографии на все виды картографических произведений и переносит ее- в область взаимодействия естественных и общест венных наук. Государственный стандарт картографических терми нов определяет картографию как область науки, техники и произ водства, охватывающую изучение, создание и использование кар тографических произведений.

Картография — ш и р о к а я область научных знаний. Она состоит из целого ряда тесно связанных между собой основных разделов, или научно-технических дисциплин.

Общая теория картографии—раздел, изучающий общие проб лемы, предмет и метод картографии как науки, а т а к ж е вопросы методологии, создания и использования карт. Основные разработ ки по теории картографии выполняют в рамках картоведения.

Картоведение — общее учение о картах, их развитии, свойст вах, элементах, видах и способах использования. :

, Математическая картография — дисциплина, изучающая;

мате матическую основу карт, р а з р а б а т ы в а ю щ а я теорию картографиче ческих проекций, методы построения картографических сеток, ана лиза и распределения искажений в них. ;

, Проектирование it составление карт — раздел, изучающий и разрабатывающий методы и технологию- камерального изготовле ния карт на всех этапах работы с ними.

Оформление карт — раздел, содержащий изобразительные средства, используемые для передачи содержания карт. Этот раз дел картографии опирается на графику, цветоведение, фототехни ку, рассматривает теорию знаковых систем картографии, их вос приятие читателями, а т а к ж е приемы графического изготовления оригиналов карт для полиграфического воспроизведения различ ными способами.

Издание карт — техническая дисциплина, изучающая и разра рабатыВающая технологию печатания, размножения, полиграфи ческого оформления карт, атласов и другой картографической продукции.

Картометрия — раздел, изучающий и разрабатывающий спосо бы измерения по готовым картам размеров различных объектов для определения их длин, площадей, объемов, высот, углов и дру гих количественных характеристик. Этот раздел картографии, как и математическая картография, наиболее интересен для гидроло гов и других специалистов.

Картография прочно связана с математическими науками и в первую очередь с математическим анализом, аналитической гео метрией, сферической тригонометрией, математической статистикой и теорией вероятностей, проективной геометрией, математической логикой, теорией информации. Различные отрасли математики ис пользуют длЯ разработки теории картографических проекций, ма тематико-картографического моделирования, Создания информаци онно-поисковых картографических систем и др.


Йз технических дисциплин, связанных с картографией, следует Отметить химическую технологию, полиграфию, автоматику, элек тронику, полупроводниковую и лазерную технику, материаловеде ние и др. Особое место занимает связь картографии с комплексом наук о Земле и в первую очередь с геодезией, топографией, астро номией, географией, геофизикой, гравиметрией:

Связь картографии с геодезией, астрономией, геофизикой и гра виметрией состоит в том, что в результате астрономо-геодезиче ских, гравиметрических и геофизических работ картографы полу чают данные о фигуре и размерах Земли и других планет, ис пользуемые при создании математической основы карт, о методах измерения и съемок на земной поверхности, о гравитационных и электромагнитных полях. Топографические съемки местности слу ж а т основой для картографирования, а результаты инженерных геодезических изысканий — при разработке специальных карт д л я промышленного, гидротехнического и других видов проектирования и строительства. География объясняет Сущность природных и со циально-экономических явлений, их происхождение, взаимную Связь и распространение на земной поверхности. Материалы;

аэро и космических съемок используют для составления и Обновления топографических и специальных карт. Разработкой методов и, средств создания карт по материалам аэрокосмичееких съемок за нимается аэрофототопография.

Связь картографии с комплексом наук о Земле и планетах свидетельствует о том, что картография служит одним из важней ших средств познания в географии, геологии, геофизике, экологии, океанологии, гидрологии и планетологии. Именно данные этих на ук находят свое отражение в тематических картах природы. Ре зультатом тесного взаимодействия картографии с науками о Земле становятся новые типы карт, принципы картографирования, ме тоды и приемы использования карт.

9.2. Понятие о картографических проекциях Наиболее наглядное и подобное изображение сферической по верхности Земли можно получить только на мелкомасштабном глобусе. Но практически глобус может служить лишь для изуче ния общего размещения суши и. в о д ы на Земле. Д л я детального изучения земной поверхности служат карты. При создании карты появляется необходимость изобразить на плоскости сферическую поверхность Земли. Однако известно, что т а к а я поверхность на плоскость не развертывается, и поэтому изображенные на плос кости элементы земной поверхности имеют те или иные искаже ния. Отсюда вытекает и само определение карты как уменьшенно го и определенным образом искаженного вследствие кривизны по верхности Земли изображения больших участков земной поверх ности на плоскости. -: :

Д л я изображения поверхности Земли на плоскости применя ют картографические проекции, которые определяют точечное со ответствие между поверхностью эллипсоида вращения и плоско стью. Это соответствие устанавливают по зависимости, когда дан ной точке поверхности эллипсоида вращения с географическими координатами ср и % соответствует только одна точка плоскости чг с прямоугольными координатами х и у:

x = fi (ф, Л), (9.1) у = h (ф. а).

Уравнения (9.1) называют уравнениями картографических про екций. Функции могут быть различны в зависимости от вида кар тографической проекции, но в общем случае должны удовлетво рять условиям непрерывности и однозначности, !

Сеть меридианов и параллелей*или других координатных ли ний, построенных в определенной картографической проекции, на зывают картографической сеткой проекции. Картографическая сетка с л у ж и т математической основой д л я правильного разме щения элементов содержания карты, являясь ее градусной сетью.

Она позволяет нанести по известным географическим координатам 301:

отдельные точки земной поверхности и таким образом изобразить на карте объекты местности.

Частота изображений линий меридианов и параллелей на кар те зависит от ее масштаба и назначения. На топографических картах крупных и средних масштабов картографическую сетку не прочерчивают, но на внутренних рамках показывают и оцифро вывают в градусах и минутах выходы меридианов и параллелей.

9.3. Искажения изображений на картах Искажения картографического изображения — это изменения длин, углов и площадей при проектировании поверхности земного эллипсоида на плоскость в той или иной картографической про екции. Из-за невозможности развернуть без искажений в плос кость поверхность эллипсоида вращения масштаб карты в различ ных частях ее различен: он изменяется при переходе от одной точ ки к другой и д а ж е различен в одной точке, но в разных направ лениях. Другими словами, масштаб изображения на карте яв ляется функцией географических координат точки и азимута на правления и не может быть постоянным.

Подписанный под листом карты численный масштаб верен только для определенной части карты, в которой нет искажения длин. Этот масштаб называют главным масштабом карты. Он устанавливает общее уменьшение всех элементов земной поверх ности при переходе от поверхности земного эллипсоида к карте.

Главный масштаб сохраняется лишь в некоторых точках или на правлениях в зависимости от принятой картографической проек ции. Так, в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Га усса—Крюгера он сохраняется по осевому меридиану, в равно угольной цилиндрической проекции Меркатора — по какой-либо параллели и т. д. Во всех остальных частях карты масштабы больше или меньше главного и называются частными масштаба ми карты. Частный масштаб определяют как отношение беско нечно малого отрезка на карте к соответствующему ему отрезку на поверхности эллипсоида. Отношение этих величин р. можно рас сматривать как масштаб длин:

li = ds/ds. (9.2) Если главный масштаб принять за единицу, то отклонения от ношений частных масштабов к главному от единицы будут пред ставлять собой числовое выражение искажения длин в данной точке и по данному направлению »и = М/Цо — 1, (9.3) где Оц — искажение длин, } о — главный масштаб карты, Х ' Если взять на земном эллипсоиде бесконечно малый кружок и перенести его па плоскость, то он изобразится на плоскости ка, кой-то кривой (рис. 9,1), Т а к как элементы земного эллипсоида при изображении на плоскости искажаются, то отрезки х' и у' равны произведению х и у и масштабов по соответствующим на правлениям, которые обозначим через т. и п:, :

х' = тх, (9.4) У' = пу.

Заменив в уравнении круга г 2 =л: 2 -{-у 2 значения х и у в соот ветствии с (9.4), получим • г 2 = (х'/т)2 + (у'/п)2. (9.5) _JL\ X а, \ Рис. 9.1. К р у ж о к эллипсоида на пло- N скости.

Тогда,, разделив все члены уравнения (9.5) на г2, запишем:

[x'/(mr)] 2 + [ y ' / ( n r ) T = l. "(9.6) Но произведение тг равно большой полуоси эллипса а, а пг рав но малой полуоси Ь, поэтому ;

(х'Г/а2 + (у')21Ь2=1. :

(9.7) Следовательно, бесконечно м а л а я окружность на поверхности эллипсоида в общем случае изображается на плоскости эллипсом, называемом эллипсом искажений.. Его форма и размеры д л я раз ных картографических проекций и в различных точках на проек ции разным из-за непостоянства масштаба на проекциях. Эллипс искажений показывает, как из точки его центра меняется масштаб длин с изменением направления. Масштаб длин наибольший по направлению его большой полуоси, наименьший — по н а п р а в л ё :

НИЮ малой.. •, ' /: ;

, В любой точке земного.эллипсоида всегда можно провести два взаимно перпендикулярных направления, которые и на кар те изобразятся двумя взаимно перпендикулярными линиями. Эти направления называют главными направлениями. В этих направле ниях масштабы длин имеют наибольшие и наменыпие значения из всех возможных в данной точке. З н а я масштабы по главным направлениям, можно легко вычислить частные масштабы по лю бым другим направлениям. Масштабы по главным направлениям;

выраженные в отношении к главному масштабу, обозначают со ответственно через а и й. Масштабы но.меридиану и параллели обозначают: соответственно через от и п. В общем случае главные, направления на эллипсоиде и их изображения в той или иной кар тографической проекции не совпадают с меридианами и паралле лями и их изображениями на карте.

Таким образом, искажения длин в различных точках карты и в разных направлениях имеют разные значения. Линии, соединяю щие на карте точки с одинаковыми искажениями, обусловленны ми свойствами картографической проекции, в которой составлена карта, называются изоколами. Они очень наглядно показывают размеры и характер распределения искажений на картах. В зави симости от вида картографической проекции изоколы могут иметь ;

вид концентрических окружностей, параллельных прямых или сложных по форме линий. Д л я характеристики искажений изобра Рис. 9.2. Определение частного масштаба по меридиану и параллели.

жений на картах и их анализа применяют изоколы масштабов длин линий вдоль меридианов и параллелей, наибольшего и наи меньшего масштабов длин, масштаба площадей, наибольшего ис к а ж е н и я направлений и углов.

В качестве примера анализа искажений изображений на карте рассмотрим, как определяют частные масштабы по меридиану и параллели и как вычисляют точные длины отрезков вдоль мери дианов и параллелей. Пусть надо определить по карте частные масштабы по меридиану (т) и параллели (п) в точке А, располо женной внутри клетки картографической сетки, образованной се тью меридианов и параллелей на карте (рис. 9.2). Д л я этого по карте измеряют отрезки меридианов А' и А'' в обе стороны т т от точки А до соседних параллелей картографической сетки и от резки параллелей Д^ и А", до соседних меридианов картогра п п фической сетки. С некоторым приближением можно записать:

т да (As m + A s J / A s m и п да (As„ + Asj/As„ (9.8) где A.sm и Ag.n — д л и н ы дуг меридиана СС' и параллели ВВ' на земном эллипсоиде:

Значения As, и Asn выбирают из картографических таблиц, содержащих длины дуг меридианов и параллелей по соответствую щим широтам и долготам. Д л я картографических сеток, изобра, ж а е м ы х прямыми линиями или линиями. небольшой кривизны, масштабы длин по меридиану и параллели определяют с ошиб кой порядка 3 % • Так как измеренные на карте длины сторон картографической сетки могут быть короче или длиннее длин соответствующих дуг н а эллисоиде, то частные масштабы по меридиану и параллели по отношению к главному масштабу ро могут быть меньше или больше единицы:

Cm = mj\i,0, (9.9) Сп = п Дд.0, где Ст и Сп — степень увеличения или уменьшения частных мас штабов по меридиану и параллели.

Чтобы получить точные длины отрезков по меридиану и па раллели, измеренные в пределах картографической клетки, надо к измеренным длинам этих отрезков df и d'n на карте прибавить произведения этих длин и разностей ( 1 — С п ) и (1 — - С п ) :

dm — dm + (1 — Ст) dm, ' (9.10) dn = dn + (1 — Cn) dn где dm и dn — точные значения длин отрезков по меридиану и па раллели, мм;

( 1 — С т ) и (1 — Сп) -—искажения длин по мери диану и параллели,.%.

При анализе искажений на карте кроме : искажений длин по меридиану и параллели определяют искажения длин в заданной точке по заданному направлению, искажения площадей, искаже ние направлений и углов.

Искажения площадей выражаются в том, что масштаб площа дей в разных местах карты различен, и нарушаются соотношения между различными географическими объектами. З а искажения площади в некоторой точке карты р принимают отношение • пло щади эллипса искажений dv к площади dp соответствующего бес конечно малого кружка на эллипсоиде р = dp/dp. (9.11). Показателем искажений площадей является частный масштаб площадей р, выраженный в долях главного масштаба площадей, принимаемого за единицу. Он может быть больше или меньше единицы. Масштабы площадей часто в ы р а ж а ю т в относительных единицах, например, в процентах:

У. Vp = (р —.1) - 1 0 0.

— (9.12) Например, значения р = 0,92 и р = 1,14 показывают относи тельные искажения площадей. В первом случае имеет место отри цательное искажение, равное —8 %, а во втором — положительное искажение, равное 14 %.

20 Заказ № 124 Искажением угла называют разность между углом, образован ным двумя линиями на эллипсоиде вращения, и изображением;

этого угла на карте. Степень искажения углов, в данной точке карты зависит от направлений сторон углов. Поэтому в качестве показателя искажения углов на карте принято наибольшее иска жение со:

sin (со/2) = (а — b)/(a + Ь), (9. где а и b — частные масштабы длин по главным направлениям.

Искажения углов выражают в абсолютных единицах. Они пред ставляют собой показатель эллипса искажений. Например, если со = 5 °, то это означает, что угол на карте меньше соответствующего Рис. 9.3. Искажение угла м е ж д у меридианом и параллелью на карте.

ему угла на земном эллипсоиде на 5°, а если со = —5°, то угол на карте будет больше на 5°. В любой точке карты, всегда имеется угол, который изображается без искажений.'Это угол между глав ными направлениями и он всегда равен 90°.

Кроме со используют другой показатель искажения углов — угол в. Его значение на карте в общем случае не равно углу ме ж д у меридианом и параллелью на эллипсоиде. Отклонение в от угла между меридианом и параллелью на поверхности относимо сти, характеризующее его искажение, обозначают через & (рис. 9.3). Так как на эллипсоиде вращения меридианы и парал лели пересекаются под прямыми углами, то для указанных поверх ностей относимости 8 = 0 — 90°. Это имеет место в проекциях с криволинейными сетками меридианов и параллелей.

Если известны частные масштабы по двум направлениям уа и (л.2 и угол между направлениями меридианов и параллелей 0, то для определения наибольшего искажения угла со применяют фор мулу - sin (со/2) = VC^i + м! — M-iH-2 sin ©)/(ni + -+- M-il-b sin"©). (9.14) На практике для определения искажений на карте используют специальные номограммы. По измеренным на карте величинам пг, п и е рассчитывают и строят номограммы для определения частных масштабов длин по главным направлениям а и Ь, масшта бов площадей р и наибольшего искажения угла со. Искомые ве личины находят путем простых графических построений.

30. 9.4. Классификация картографических проекций Применяя различные способы проектирования земной поверх ности на плоскость, можно получить разные картографические проекции одной и той ж е территории. Проекции различаются по виду картографической сетки и по характеру искажений картогра фического изображения на них. Это положение необходимо учи тывать при картографировании, поскольку появляется возмож ность выбора такой картографической проекции, которая бы наи лучшим образом изображала территории, различные по площади и по географическому положению.

При выборе той или иной картографической проекции нужно иметь в виду, что искажения длин, площадей и углов тесно свя заны между собой. Так, уменьшение искажений площадей сопро вождается увеличением искажения углов, а уменьшение искаже ний углов увеличивает искажения площадей. Искажения длин пол ностью исключить невозможно, а их уменьшение вызовет увели чение искажений площадей и углов.

Картографические проекции классифицируют по нескольким независимым признакам [4 и др.].

По характеру искажений различают следующие картографиче ские проекции.

Равноугольные (конформные) проекции ^ - проекции, в кото рых нет искажений углов. На близких к нулю расстояниях вокруг каждой точки равноугольной проекции масштаб можно считать постоянным. Поэтому элементарный кружок земного эллипсоида изображается на карте т а к ж е кружком, но уже другим по площа ди. Условие равноугольности выражается формулами:

а — Ь — пг — п — ц, = const, р = ц\ (9.15) с о = 0.

Масштаб длин одинаков по всем направлениям. Масштаб пло щадей есть произведение масштабов по главным направлениям и он равен квадрату масштаба длин. Угловое искажение со отсут ствует.

В равноугольных проекциях карты больших территорий имеют искажения площадей. Применяют равноугольные проекции преиму щественно для составления общегеографических, топографических, морских навигационных и синоптических карт.

Равновеликие (эквивалентные) проекции — это проекции, в ко торых нет искажений площадей. В равновеликих проекциях пло щади карты пропорциональны соответствующим площадям изобра жаемой земной: поверхности, т. е. соотношения площадей терри торий передаются правильно.

Если, взять бесконечно малый кружок на земном эллипсоиде и изобразить его в равновеликой проекции, то он будет иметь вид эллипса, площадь которого равна площади кружка. Л ю б а я замкну 19* тая фигура произвольных размеров изобразится на карте не по добной замкнутой фигурой, но пропорциональной по площади. Не смотря на то, что масштаб длин меняется в зависимости от на правления и перехода от одной точки в другую, средний масштаб для всех точек на карте одинаков. Условие равновеликости выра жает формула р = т п = const. (9.16) В равновеликих проекциях карты больших территорий имеют значительные искажения углов и форм, но масштаб площадей по стоянен.

Карты, составленные в равновеликой проекции, целесообразно использовать, например, при измерении площадей речных (озер ных) бассейнов, расчетах стока, измерении площадей водных объектов и др.

Произвольные проекции — проекции, в которых не сохраня ются ни равенство углов, ни пропорциональность площадей. Круж ки, взятые на земном эллипсоиде, в произвольных проекциях изо бразятся в разных местах карты эллипсами различной формы и различной площади. Эти проекции по степени искажений зани мают промежуточное положение между равноугольными и равно великими.

Равнопромежуточные проекции являются частным случаем произвольных проекций, когда масштаб длин по одному из глав ных направлений постоянен (а = 1 или b = 1 ). В этих проекциях м а с ш т а б площади р = а (или р = Ь), а искажения углов со опре деляют формулы:

sin (со/2) = (1 — b ) / ( l + b ), (9.17) sin (со/2) = (а — 1)/(а + 1).

Картами в равнопромежуточных проекциях удобно пользовать ся при измерении длин водотоков, текущих вдоль меридианов (когда а = 1) или вдоль параллелей (когда b = 1).

По виду вспомогательной геометрической поверхности, на ко торую проектируется земной эллипсоид при его отображении на карте, различают азимутальные, цилиндрические и конические картографические проекции [4].

Азимутальные проекции — проекции, в которых поверхность земного эллипсоида переносится на касательную к ней или секу щую ее плоскость.

Цилиндрические проекции — проекции, в которых поверхность земного эллипсоида переносят на боковую поверхность касатель ного к ней или секущего ее цилиндра, после чего цилиндр разре з а ю т по образующей и разворачивают в плоскость.

Конические проекции — проекции, в которых поверхность земного эллипсоида переносят на боковую поверхность касатель ного к ней или секущего ее конуса, после чего конус разрезают по образующей и разворачивают в плоскость.

, По ориентировке вспомогательной поверхности относительно полярной оси или экватора, земного эллипсоида картографические проекции подразделяют на прямые (нормальные), поперечные и косые проекции. к-:

Прямые, или нормальные, проекции — это такие проекции,, в которых ось поверхности относимости (на нее. проецируют эл липсоид) совпадает с осью земного эллипсоида, кроме азимуталь ных проекций. В азимутальных проекциях плоскость перпендику лярна полярной оси.

. Поперечные проекции — это проекции, в которых ось поверх ности относимости лежит в плоскости земного эллипсоида перпен дикулярно к полярной оси, кроме азимутальных проекций. В ази мутальных проекциях она расположена параллельно полярной:

оси эллипсоида.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.