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 |   ...   | 7 | 8 || 10 |

«Д. М. К У Д Р И Ц К И Й Д опущ ено Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды в качестве учебника д л я учащ ...»

-- [ Страница 9 ] --

14.5. Полуинструментальные съемки Глазомерная съемка, вооруженная различными, как правило, простейшими, геодезическими приборами, называется п о л у и н с т р у м е н т а л ь н о й съемкой. Каких-либо твердо установлен­ ных правил и специальных разработок по вопросам применения тех или иных приборов или их сочетания при производстве подоб­ ных съемок не существует. Предполагается, что опытный геоде­ зист сам выберет необходимые для съемки приборы и в каждом отдельном случае сумеет решить свою задачу имеющимися в на­ личии приборами, а некоторые из них, как на это уж е указы ва­ лось, изготовит и сам. Поэтому полуинструментальные съемки, называемые в инженерной практике облегченными, для начинаю­ щего геодезиста вряд ли представятся таковыми. Д л я получения полноценного результата требуется основательная подготовка ис­ полнителя, производственный опыт, а главное, как и при выполне­ нии всех геодезических работ, добросовестность и аккуратность.

То или иное упрощение и облегчение съемочных работ может и должно допускаться там, где это целесообразно, но отнюдь не за счет снижения качества их выполнения.

Д л я измерения длин.при глазомерной съемке очень удобен п о р т а т и в н ы й д а л ь н о м е р Д С П (рис. 14.16). Э т о ---д а л ь ­ номер с постоянным базисом, заключенным между окнами 1 и 3.

И зображ ение наблюдаемого предмета через окно 1 попадает на верхнюю половину объектива с компенсатором, находящимся в коробке полубинокля 6, смещенным и срезанным по вертикали.

Изображение того ж е предмета, пришедшее в окно 3 через трубку 4, такж е срезается системой призм и попадает на нижнюю часть того ке объектива. Таким образом, в поле зрения окуляра 5 появляются две взаимно смещенные половины изображения наблюдаемого предмета. Совместив вращением валика 2 полу­ чившиеся части изображения, наблю датель через лупу. 7 по ин­ дексу читает на ш кале расстояние до предмета в метрах. Уволи чение прибора 6 Х, его масса 1,2 кг. Пределы измерений — от до 1000 м. Точность.измерений при расстояниях до 200 м — 1 %, до 500 м — 2 % и свыше 500 м — 5 %. С помощью специальной насадочной линзы расстояния от 15 до 30 м можно определять с погрешностью ± 5 — 10 см.

2 Рис. 14.16. Дальномер ДСП.

1, 3- - о к н а, 2 — ва л и к, 4 — тр у б ка, 5 — о кул я р, — полу бинокль, 7 — л упа.

Удобен при глазомерной съемке п р и з м а т и ч е с к и й б и ­ н о к л ь с угломерной сеткой в поле зрения.

Д ля получения высотных характеристик местности при гл а­ зомерной съемке применяется барометрическое нивелирование, особенно на пересеченной местности с превышениями более 11 м.

Рис. 14.17. Эклиметр-высотомер ЭВ-1.

-и л л ю м и н а т о р, 2 — д и а ф р а гм а, — торм озная кн о п ка.

При прокладке ходов полуинструментальной съемки, например при организации гидрологических станций и постов, иногда при­ меняется г е о м е т р и ч е с к о е н и в е л и р о в а н и е.

Д л я характеристики крутизны склонов применяются различ­ ные способы — и глазомерные, и инструментальные (ватерпасовка и тригонометрическое нивелирование, выполняемое с помощью обычного эклиметра и эклиметра-высотомера ЭВ-1 (рис. 14.17).

Основной частью эклиметра ЭВ-1 является утяжеленный снизу к р у г —. лимб, подвешенный на двух агатовых подпятниках. Н а его ободе нанесены две шкалы: одна в градусах, а другая в метрах, рассчитанная для расстояний до объекта 15 и 20 м. Деления по ш кале, освещаемые через иллюминатор 1, читаются по индексу на диафрагм е 2 через визирную лупу.

При визировании на объект, осуществляемом вдоль наружной поверхности корпуса, индекс диафрагмы совмещается с меткой на объекте (вехе), соответствующей высоте прибора.

В зависимости от того, при каком положении тормозной кнопки 3 (верхнем или нижнем) делается отсчет, он получается соответственно в градусах или в метрах. Тормозная кнопка слу­ ж ит для притормаживания лимба и фиксации отсчета. Перед из­ мерениями эклиметр ЭВ-1 поверяется так же, как эклиметр Брандиса, и исправляется, если нужно, путем некоторого пере­ мещения груза у лимба. Погрешность установки нулевого штриха высотометра не долж на превышать У4 длины деления шкалы.

Горизонтальные проложения линий и превышения вычис­ ляются по формулам:

s = -^ -S (2 0 c o sv ), (14.4) ^ == !Ш~ ^ (20 sin v), (14-5) где S — длина наклонной линии;

s и h — величины, выбираемые из таблиц, нанесенных на боковой стенке прибора: основной, в которой они приведены для S = 1 0 м, и таблицы поправок пре­ вышений для десятых долей градуса. Д л я получения высоты наб­ людаемого объекта к отсчету по ш кале прибавляется i — высота прибора, равная примерно 1,5 м. ЭВ-1 презназначен для измере­ ния углов v до + 60° и превышений h до 25 м при 5 = 15 и 30 м при 5 = 20 м с погрешностями измерений 0,25 соответственно углов и превышений. М асса прибора 110 г.

При буссольно-глазомерной съемке ведется только абрис (рис. 14.18), в котором содержатся все результаты измерений.

Глазомерная съемка рельефа, выполняемая одновременно со съемкой контуров и местных предметов, носит выборочный харак­ тер и без предварительного определения высот характерных точек местности, однако все они должны быть показаны на плане, по­ зволяя отличить одну форму рельефа от другой и облегчить тем самым ориентировку на местности при последующем использова­ нии плана глазомерной съемки.

Сведения о рельефе могут быть показаны разными способами.

Горизонтали со скатоуказателями, не имея числовых характери­ стик, используются лишь как способ изображения рельефа, однако число их может вы раж ать относительные высоты отдельных форм рельефа при избранной съемщиком высоте его сечения. Последняя указы вается на полях плана, под его линейным масштабом.

П лощ адная глазомерная съемка выполняется «по кругам», путем обхода полигонов, образованных сетью дорог и тропинок, рассекающих участок съемки. При этом несколько точек марш ­ рута, замыкающего предыдущий полигон, используются при про­ кладке маршрута, замыкающего последующий, а иногда и не­ сколько полигонов, если съемка начинается в центре участка.

Длины сторон хода на плане должны быть около 5 см, число сто­ рон в каждом полигоне примерно 15—20. Невязки в полигонах не должны превышать 1/50 их периметра;

они увязываются обычным способом.

Рис. 14.18. Абрис бус­ Рис. 14.19. Абрис бус­ сольно-глазомерной сольно-глазомерной съем­ съемки. ки с лодки.

По окончании съемки составленный в поле план закрепляется чертежным карандаш ом в условных знаках в окончательном или предварительном (для последующего вытягивания тушью) офор­ млении.

При буссольно-глазомерной съемке, осуществляемой с лодки или с катера, применяется буссоль, в коробке которой содер­ жится жидкость для обеспечения плавности движения магнитной стрелки на ходу лодки. Используется такж е и шлюпочный компас, устанавливаемый по оси промерного судна.

Глазомерную съемку с лодки следует вести, перемещаясь вверх по течению, потому что в этом случае средняя скорость хода выдерживается ровнее. Д лина пройденного лодкой пути оценивается по времени, затрачиваемому на его преодоление со средней скоростью, которая определяется по контрольным ориен­ тирам.

При съемке ведется абрис (рис. 14.19), в котором ходовая линия изображ ается градуированной прямой с ценой деления ш калы Г. По ходу судна делаю тся засечки основных ориентиров и ведется зарисовка береговой ситуации. При составлении плана по данным съемки применяется масш таб времени.

Воздушные глазомерные съемки (аэровизуальные наблю де­ ния) выполняются на бланковых картах исследуемых объектов с нанесенными на них марш рутами полетов и указанием времени полета меж ду контрольными ориентирами. Данные наблюдений наносятся на бланки общепринятыми или специальными услов­ ными знаками и, кроме того, заносятся в бортжурналы с привяз­ кой к карте.

Отчетными м атериалами являю тся: письменный отчет сна­ чала по отдельному полету в виде рапорта с приложением полет­ ной бланковой карты и по завершении исследований общий о ь чет, иллюстрируемый общей картой объекта с полученными ре­ зультатами.

ГЛАВА О сновны е сведения по ф ототоп ограф и и При гидрологических исследованиях применяются различные фотографические аппараты — от любительских типа «ФЭД» или «Зоркий» до полностью автоматизированных фотографических, а такж е и нефотографических агрегатов, устанавливаемых на различных носителях: самолетах, спутниках и космических ко­ раблях.

Все фотоаппараты имеют сходные конструкции, они за р я ­ ж аю тся рулонной пленкой и лишь некоторые из них — фотопла­ стинками.

Изучение возможностей использования фотографических сним­ ков в' измерительных целях составляет задачу фотограмметрии, а раздел геодезии (топографии), использующий измерительные свойства фотографических снимков, называется фототопографией.

15.1. Геометрия фотографического снимка Фотографический снимок является ц е н т р а л ь н о й п р о е к ­ ц и е й — перспективой сфотографированной местности. Он пред­ ставляет собой уменьшенное изображение этой местности, пост­ роенное отраженными от ее точек световыми лучами, прошед­ шими через центр проекции — центр объектива фотоаппарата.

О с ь ю ф о т о а п п а р а т а является линия, проходящая через центр объектива и продолженная до пересечения с плоскостью снимка (негатива) в точке О — г л а в н о й т о ч к е с н и м к а. Р а с ­ стояние от центра объектива до плоскости снимка — ф о к у с н о е фотокамеры — обозначается fK. Главная точка расстояние снимка в хорошо отъюстированных фотограмметрических кам е­ рах находится на пересечении координатных осей, проведенных через к о о р д и н а т н ы е м е т к и с н и м к а (рис. 15.1).

Кроме фокусного расстояния /к, объективы и фотоаппараты характеризуются у г л о м з р е н и я, определяемым по формуле (15.1) где d — диагональ кадра, имеющего формат в фотограмметриче­ ских кам ерах 180x180 мм.

Рис. 15.1. Угол зрения АФА.

Рис. 15.2. Аэрофото­ аппарат АФА-ТЭ.

По величине угла зрения и фокусного расстояния аэрофото­ аппараты (АФА) подразделяются на категории: от узкоугольных (длиннофокусных) до сверхширокоугольных (короткофокусных), причем фокусное расстояние введено в наименование АФА. Н а ­ пример, АФА ТЭ-200 означает: аэрофотоаппарат топографический электрифицированный с / к= 2 0 0 мм( (рис. 15.2).

Фотографические съемки подразделяются на н а з е м н ы е, в о з д у ш н ы е (аэрофотосъемка) и к о с м и ч е с к и е. Оптическая ось фотоаппарата при съемке может занимать различные положе­ ния. В общем случае она отклонена от горизонтального положе­ ния на некоторый угол (от нескольких минут до 9 0 ° ),'при этом получаются наклонные, или п е р с п е к т и в н ы е, снимки.

Если при съемке с летательного аппарата отклонения оптиче­ ской оси АФА от вертикали находятся в пределах 3°, то получае­ мые в этом случае аэрофотоснимки называю т п л а н о в ы м и (рис. 15.3 и 15.4).

Рис. 15.3. Схема плановой аэрофотосъемки.

Рис. 15.4. Плановый аэрофото­ снимок, дешифрированный.

I — подпруж иненная река, 2 — пл о ­ ти н а, 3 — гр у н т о в а я д о р о га, 4 — л у г, 5 — пеш еход ны й м ости к, 6 — тропа, 7 — кон ны й брод, в — б р о вка при­ р у с л о в о й т е р р а с ы, 9 —.о го р о д ы, 10 — населенны й пункт се л ь ско го ти п а, I I — пойм а р е к и,. 12 — в ы с о х ш а я старица, 13 — паш ня, 14 — к у с т а р ­ ник, 15 — о зе р о -с та р и ц а, 16 — р ека Площадь съемки с з а р о с ш и м и б е р е га м и, 17 — с та р о ­ речье.

Обращ ает на себя внимание такое проявление свойств цент­ ральной проекции, как «развал» в изображении деревьев и других вертикальных объектов (рис. 15.5). Менее заметны значительные смещения точек на снимках пересеченной местности (рис. 15.6), подчеркивающие отличие центральной проекции, в которой полу­ чается аэрофотоснимок, от ортогональной проекции, в которой со­ ставляется топографический план данного участка. Отметим при этом, что масштаб аэрофотоснимка,, изменяющийся по направле­ нию от центра к периферии, зависит от высоты фотографиро­ вания.

Рис. 15.5. Изображения вер- Рис. 15.6, Изменение масштаба изо -тикальных объектов на пла- бражения на аэрофотоснимке пересе новом снимке. ченной местности.

Плановый аэрофотоснимок содержит искажения и «за пер­ спективу» и «за рельеф». Устранение этих искажений с преобра­ зованием планового аэрофотоснимка в горизонтальный осущест­ вляется путем трансформирования на специальных приборах, на­ зываемых трансформаторами.

Общ ая идея трансформирования поясняется рис. 15.7: при трансформировании каждый аэрофотоснимок должен быть постав­ лен в те условия, при которых он был получен. У перемещающе­ гося в пространстве АФА имеется шесть степеней свободы — э л е м е н т о в в н е ш н е г о о р и е н т и р о в а н и я (рис. 15.8):три линейных (по осям координат X, У и Я ) и три угловых (продоль­ ный а х и поперечный со углы наклона и угол и, возникающий при отклонении направления съемки от намеченного марш рута. Эти элементы учитываются при трансформировании аэрофото­ снимков.

При гидрологических исследованиях, особенно в равнинной местности, плановый аэрофотоснимок используется как топогра­ фическая основа, на нем можно производить простейшие измере­ ния.

М асш таб аэрофотоснимка (см. рис. 15.3), определяемый по формуле аЬ _ 1 _/к (15.2) н АВ где fK- фокусное расстояние АФА;

Я — высота фотографирова­ — ния, корректируемая сравнением отрезков, измеренных на раз Рис. 15.7. Общая идея трансформирования аэро­ фотоснимков.

ных участках снимка и на карте. После чего устанавливается средний масш таб снимка, а затем переводный или клиновой мас Рис. 15.8. Элементы внеш­ него ориентирования аэро­ фотоснимка.

штаб для линейных измерений. Точность угловых измерений на плановом аэрофотоснимке равнинной местности примерно соот­ ветствует точности измерений транспортиром.

15.2. Понятие о составлении фотопланов и контурно-комбинированной съемке Д л я трансформирования снимков нужно иметь на каждом из них:

не менее четырех опознанных и привязанных к геодезической сети точек. Такие точки, нанесенные на будущий план по вычисленным или взятым с карты координатам, составляют каркас-основу для получения с помощью трансформатора изображения в заданном масштабе, свободного от искажений за перспективу (с искаж е­ ниями за рельеф дело обстоит сложнее).

Сокращение объема геодезических работ при аэрофотосъемке достигается путем развития сетей ф о т о т р и а н г у л я ц и и на 1 маршрут о ----- -------- 1 |Л - М |- Т Ш /л _J_ L W& о0г Ф, оО/,\шРш У Рт Рис. 15.9. Схема перекрытия & маршрутов и расположение lfc -4 трансформационных точек А-----1- - - 1 ~ || на аэрофотоснимке.

1 — трансформационные точки, о Of о 1 2 — рабочая площадь аэрофото­ снимка, 3 —линия середины пе­ • Ш маршрут рекрытия аэрофотоснимков, Q t, Ш O — главные точки аэрофото­ s снимков.

------ снимках, перекрывающихся как в пределах съемочных марш ру­ тов, так и в смежных марш рутах при съемке значительных пло­ щадей.

Продольное перекрытие снимков по маршруту с соблюдением его прямолинейности и высоты должно быть не менее 60 %, а по­ перечное— 30 % (рис. 15.9).

При обеспеченном продольном перекрытии на каждом из пос­ ледующих снимков по контурам местности можно отыскать и обозначить главную точку предыдущего снимка. Соединив полу­ чаемые точки прямыми (0[02 и 0 i 0 2 на рис. 15.10), находим на­ чальные направления — базисы Ь\ и Ь будущей фототриангуля­ % ции, осуществляемой следующим образом.

Отметим на каждом данном снимке и опознаем на смежных главные точки, затем таким ж е образом отметим четыре точки в зонах продольного и поперечного перекрытий и, наконец, еще две точки между этими точками по краям маршрута. Таким обра­ зом, на каждом снимке окаж ется по девять отмеченных точек;

они переносятся на листы восковки, которые после проведения на них направлений из главной точки становятся л у ч е в ы м и (рис. 15.11 а).

Подобрав лучевые восковки по номерам, совместим проведен­ ные на них базисы и с помощью засечек получим приведенную в общую систему сеть, точнее, р я д ф о т о т р и а н г у л я ц и и в масш табе первой пары аэрофотоснимков (рис. 15.11 б ). При построении данного так называемого ромбического ряда началь­ ные направления первой пары снимков можно раздвинуть и по Рис. 15.11. Схема выполнения фототриангуляции.

а —лучевые восковки, б — построение ряда.

такому начальному базису построить весь ряд в желаемом мас­ штабе.

Д ля точного ориентирования марш рута и приведения его к заданному масш табу необходимо, чтобы в построенной сети фототриангуляции имелось не менее Трех геодезических знаков — «опознаков», не лежащ их на одной прямой. После этого фототри ангуляционный ряд, скопированный на восковке, заклады вается в камеру большого вертикального репродукционного фотоаппа­ р а т а — ф о т о р е д у к т о р а, а на его экране размещ ается план­ шет с нанесенными на нем по координатам геодезическими зна­ ками. Добившись прохождения соответствующих проектирующих лучей через опознаки, намечают на планшете острооточенным карандаш ом положение всех вершин фототриангуляционной сети.

Таким образом, на планшете получаются точки, необходимые для трансформирования каждого отдельного снимка.

-После выполнения этой работы снова возвращ аю тся к фото­ трансформатору, на этот раз с планшетиками, на которых нане­ сены точки, необходимые для трансформирования снимков.

Уложив планшетик на экран, придают последнему такое поло­ жение, при котором световые лучи, прошедшие через изображения Рис. 15.12. Совместная разрезка смежных аэро­ фотоснимков при монта­ ж е фотосхем.

(наколы) трансформационных точек на негативе, пройдут через изображения их на планшетике. Тогда планшетик заменяется фотографической бумагой, которая тут ж е экспонируется.

Трансформированные снимки подбираются по маршрутам, мон­ тируются и обрезаются с удалением при этом краевых изображ е­ ний, отличающихся ухудшенным фотографическим качеством (рис. 15.12). Оставшиеся центральные части снимков тщательно укладываю тся на основу будущего плана по трансформационным точкам и наклеиваются на нее, образуя мозаичное изображение сфотографированной местности — о р и г и н а л фотоплана.

Это изображение, оформленное как топографическая карта, р аз­ множается фотографическим путем в нескольких экземплярах с приведением к масштабу издательского оригинала. Таким обра­ зом получается контурная часть карты.

Д ля нанесения на карту рельефа фотоплан прикрепляется к мензульному планшету и используется в качестве плановой ос­ новы для контурно-комбинированной съемки местности. В резуль­ тате этой съемки получается оригинал полноценной топографиче­ ской карты.

Если опорные знаки для фототриангуляции берутся с карты, то составленный на их основе фотоплан, несмотря на безупречную по существу фототриангуляцию, не может рассматриваться как З ак аз № Рис. 15.13. Накидной монтаж.

полноценный документ, однако в изыскательской практике этот способ получения фотоплана является довольно распространенным.

В тех случаях, когда трансформирование снимков сводится к приведению их к некоторому общему масштабу, из обрезанных соответствующим образом снимков получается у т о ч н е н н а я с х е м а. Если фотосхема составляется из «сырых» плановых снимков (рис. 15.13) с обрезкой их краевых частей, то такая схема называется п р о с т о й ф о т о с х е м о й.

15.3. Работа зрительного аппарата. Монокулярное и бинокулярное зрение М онокулярное зрение дает достаточно точное представление о форме и размерах наблюдаемого предмета, что ж е касается Оценки его положения среди прочих предметов, то его мы оцени­ ваем, руководствуясь логическими рассуждениями, вытекающими из житейского опыта (окраска и яркость предмета, наличие тени, знание законов построения перспективного изображ ения).

м Рис. 15.14. Схема бинокуляр­ ного зрения.

При бинокулярном зрении два различных представления о предмете (в этом нетрудно убедиться, закры вая при наблю де­ нии попеременно правый и левый глаз) сливаются в нашем мозгу в один теперь уж е пространственный образ с более отчетливым видением его деталей.

Н а рис. 15.14 представлен момент бинокулярного наблюдения некоторой точки М. Если при наблюдении этой точки наш зри­ тельный аппарат оценивает ее рельефность и пространственное положение среди других точек, попадающих в поле нашего зрения, в том числе и относительно точки М ь то такое бинокулярное зре­ ние называется с т е р е о с к о п и ч е с к и м.

О бладая остротой стереоскопического зрения, оцениваемой углом а —у — Y наш зрительный аппарат оценивает удаление i некоторой точки М\ относительно т о ч к и ф и к с а ц и и у д а л е ний М, вы раж аем ое отрезком AL, при наличии физиологического' параллакса, оцениваемого разностью дуг:

х\ = m vm — т[т. (15.3) Если точка М\ находится дальш е от наблю дателя, чем точка М, то г] 0. Если точка Mi находится ближе к наблюдателю, чем точка М, то г)0. Если удаления до точек М и М\ одинаковы, то г) = 0.

Д анная схема работы зрительного аппарата, поясняющая его способность оценивать взаимные удаления местных предметов по разности параллактических углов, используется при конструиро­ вании стереоскопических приборов, предназначенных для воспро­ изведения и измерения стереоскопических моделей местности по фотографическим снимкам, выполненным с соблюдением ряда условий.

15.4. Стереоскопическое наблюдение фотографических снимков П равила рассматривания всех фотографических снимков в це­ лях воспроизведения стереомодели одинаковы. Рассмотрим их на примере работы с плановыми аэрофотоснимками.

Д л я воспроизведения стереомодели местности необходимо соб­ людение следующих условий:

1) аэрофотоснимки изучаемой местности должны быть полу­ чены с двух точек пространства — концов базиса фотографирова­ ния;

последний не должен превышать некоторого предела, обес­ печивающего оптимальное перекрытие смежных снимков, в обла­ сти которого возникает стереоскопический эффект. Такие парные снимки составляют с т е р е о п а р у ;

2) разномасш табность аэрофотоснимков, составляющих стерео­ пару, не долж на превышать 15 %. Б азис аэрофотосъемки не обя­ зательно должен быть горизонтальным: он может быть почти от­ весным, если снимки получены соответствующими камерами с та ­ кой высоты, при которой обеспечивается одинаковый масштаб изображений;

3) рассматриваемые аэрофотоснимки должны находиться на расстоянии наилучшего зрения для данного наблю дателя (около 250 м м );

4) оба аэрофотоснимка нужно рассматривать одновременно, при этом каждый глаз смотрит на соответствующее ему одно из двух изображений местности, составляющих стереопару;

5) линии, соединяющие идентичные точки на снимках, должны располагаться параллельно глазному базису, и расстояния между этими точками на снимках стереопары должны быть равны гл аз­ ному базису (в противном случае изображения будут двоиться);

6) зрительные оси глаз при рассматривании снимков, состав­ 24* ляющих стереопару, должны быть направлены параллельно, т. е.

должны быть устремлены вдаль.

При соблюдении поставленных условий наблюдатель вместо двух плоских изображений местности на снимках увидит одно рельефное изображение.

Рис. 15.15. Стереоскопическая испытательная таблица.

Для тренировки в стереоскопических наблюдениях нужно, глядя на таблицу (рис. 15.15), добиться такого положения, при котором левый и правый круги покажутся раздвинутыми и меж ду ними появится изображение третьего (мнимого). В этом круге кружки и находящиеся в их пределах детали представятся нахо­ дящимися на разной глубине.

Рис. 15.16. Складной линзозеркальный стереоскоп ЛЗ.

Лучший стереоэффект достигается при помощи специальных приборов — с т е р е о с к о п о в (простых, зеркальных и линзозер­ кальных), позволяющих воспроизводить стереомодели с некото­ рым увеличением. Стереоскопы, снабженные приспособлениями для измерений стереомодели, называются топографическими.

Наибольш ее применение получили линзо-зеркальные стерео­ скопы, в частности линзо-зеркальный стереоскоп J13 (рис. 15.16).

В некоторых стереоскопах вместо линз применяется съемный приз­ матический бинокль, чем обеспечивается возможность наблю де­ ния стереомодели как с увеличением, так и без него, а такж е учет особенностей зрительного аппарата наблю дателя.

Расстояние d от глаза наблю дателя до аэрофотоснимка, изме­ ряемое по ходу центрального луча, называется г л а в н ы м р а с ­ с т о я н и е м стереоскопа. В линзо-зеркальном стереоскопе это расстояние измеряется от центра линзы до плоскости снимка по ходу луча и вы раж ается в миллиметрах.

Увеличение стереоскопа определяется по формуле ' Г ст= ~. (15.4) У стереоскопа JI3 увеличение Г ст= 1,4 X.

15.5. Подготовка к работе со стереоскопом П реж де всего нужно удостовериться, что у стереоскопа плос­ кости зеркал перпендикулярны к плоскости, проходящей через глазной базис наблю дателя и составляющей прямой угол с плос­ костью снимков. Если окаж ется, что при стереоскопическом наб­ людении прочерченные на бумаге линии двоятся, то под одно из зеркал следует подложить листик фольги.

Приступая к стереоскопическому изучению аэрофотоснимков следует:

— подобрать снимки по маршруту с тем, чтобы переход от стереопары к стереопаре проходил без задерж ки;

— найти и отметить на снимках главные точки, перенести их со снимка на снимок (под стереоскопом), а затем измерить и опре­ делить базисы фотографирования и определить средние их зна­ чения д ля каж дой стереопары (см. рис. 15.9). Эта операция вы­ полняется в том случае, если имеется в виду измерение превыше­ ний точек стереомодели. Если измерения производиться не будут, то можно ограничиться ориентированием снимков по начальным направлениям.

В зависимости от того, как уложены снимки под стереоскопом, получается один из трех видов стереоэффекта:

1) п р я м о й (рис. 15.17 а), при котором отчетливо ощущается рельеф модели в его естественном виде;

2) о б р а т н ы й (рис. 15.17 б), если снимки под стереоскопом поменять местами, не поворачивая их;

в этом случае овраги пред­ ставятся хребтами;

3) н у л е в о й (рис. 15.17 е) стереоэффект получается при по­ вороте обоих снимков в ту или иную сторону на 90° из положения, при котором они находились при прямом и обратном стерео­ эффекте;

в этом случае все точки местности будут казаться лежащими в одной плоскости, хотя тени местных предметов нару­ шают это впечатление и рельеф в какой-то мере ощущается и при нулевом эффекте.

Работать со стереоскопом следует при достаточно сильном и равномерном освещении;

располагаться со снимками относи­ тельно источника света следует таким образом, чтобы изображ е Рис. 15.17. Расположение аэрофотоснимков по стерео­ скопам.

а — при прямом стереоэффекте, б — при обратном, в — при нуле­ вом стереоэффекте.

ния теней от местных предметов на снимках получили естествен­ ное направление;

этим усиливается стереоэффект и облегчается его восприятие. Этим правилом следует руководствоваться и при работе с одиночными снимками.

Н аблю дателю следует тренировать свое стереоскопическое зрение и научиться обходиться без стереоскопа в полевых усло­ виях.

15.6. Основные свойства стереомодели.

Глазомерное определение превышений Выше говорилось о том, что масштаб аэрофотоснимков, осо­ бенно для пересеченной местности, является переменной величи­ ной, и эта их особенность особенно хорошо проявляется под сте­ реоскопом. Смещения идентичных точек и контуров на смежных снимках вызывают явление стереоэффекта, благодаря которому у наблюдателя возникает представление о вертикальном масштабе стереомодели 1/ т в, причем опыт показывает, что он, как правило, крупнее горизонтального 1 /т. Следовательно, модель является искаженной.

К о э ф ф и ц и е н т и с к а ж е н и я с т е р е о м о д е л и С может быть выражен следующей формулой:

Причины, обусловливающие искажение модели, имеют не только геометрическое истолкование. Оно вызывается такж е свойствами зрительного аппарата, несовершенством применяемых стереоско­ пических приборов и самими условиями воспроизведения стерео­ модели. В самом деле, аэрофотоснимки, составляющие стереопару, мы наблюдаем с кондов глазного базиса bv с расстояния наилуч­ шего зрения d при постоянном отношении bT/d, называемом л и ч ­ н ы м п о к а з а т е л е м н а б л ю д а т е л я. Снимки же получаются при базисе фотографирования В и высоте его Н при п о к а з а ­ т е л е а э р о ф о т о с ъ е м к и — переменной величине В/Н. П ред­ положив, что причиной несоответствия 1/т в и 1/т является не­ соответствие B jH и bTjd, напишем с В, ЬТ 1. тя ' т Н 'd и найдем вертикальный масш таб по формуле 1 _ Bd (15.6) тв Ilb v т' В связи с тем, что при работе с аэрофотоснимками мы опери­ руем не с В, а с Ь — базисом фотографирования вмасштабе съемки, то в формуле (15.6) следует заменить В таким значением:

В = -^~. (15.7) /К Кроме того, если личный показатель ЬТ/250, различный для каждого наблю дателя, определить отношением 65/250, то значение вертикального масш таба представится в таком виде:

- 7 ^ = = 3’8 5 4 ~ - Ж ‘ (15.8) Формулу вертикального масш таба стереомодели целесообразно представить в виде именованного м асш таба (м /м м ):

М в » 0,2 5 - j -, (15.9) по которому 1 мм стереоскопической высоты соответствует опре­ деленное количество метров высоты в натуре. Отсюда следует пра­ вило для глазомерного определения превышений по аэрофото­ снимкам.

Добившись отчетливого стереоэффекта, нужно глазомерно опре­ делить высоту интересующего нас предмета h CT (мм) и умножить ее на заранее определенное постоянное для данной стереопары значение М в. Следовательно, для невооруженного стереоскопиче­ ского зрения будем иметь А = АС М В, Т (15.10) а для стереоскопа с увеличением Г СТ h= (15.11) Эта формула широко применяется при дешифрировании лес­ ных аэрофотоснимков. По опытным данным, средняя квадратиче­ ская погрешность определения высоты древостоя на аэрофотосним­ ках масштабов 1 : 10000— 1 : 15000 находится в пределах ± 1,5 — 2,5 м и зависит от опыта наблюдателя.

Следует, однако, учитывать, что формула (15.11) выведена в предположении, что снимки каждой стереопары получены при строго горизонтальном положении базиса фотографирования и от­ весном положении оптической оси АФА, чего на самом деле не бывает. Поэтому, а такж е и по целому ряду других причин стерео­ модель, построенная по плановым (нетрансформированным) сним­ кам, является деформированной моделью. Однако то обстоятель­ ство, что вертикальный ее масштаб больше горизонтального, пред­ ставляет определенную выгоду для исследователя микрорельефа:

иногда бывает целесообразно удвоить вертикальный масштаб мо­ дели и это можно сделать, формируя стереопары через снимок либо из четных, либо из нечетных номеров, оперируя в зонах трой­ ного перекрытия снимков.

Д ля использования плановых аэрофотоснимков в измеритель­ ных целях необходимо применять специальные стереоскопические (стереофотограмметрические) приборы, позволяющие учитывать геометрические свойства снимков, составляющих стереопару.

15.7. Геометрические свойства стереопары.

Определение превышений по стереомодели Н аклады вая друг на друга перекрывающиеся аэрофотоснимки и совмещая их координатные оси, можно заметить, что изображ е­ ния идентичных точек на них оказываются смещенными. Отрезок {а') а" на рис. 15.18 представляет собой полное параллактическое смещение изображения некоторой точки А, или ее п о л н ы й п а ­ р а л л а к с. Последний как вектор может быть разложен на со­ ставляющие: по оси X п р о д о л ь н ы й п а р а л л а к с р и по оси У поперечныйпараллакс?.

Ощущение рельефности модели возникает благодаря наличию продольных параллаксов;

при воспроизведении модели поперечные параллаксы должны быть устранены, все наблюдения должны про­ изводиться в главной базисной плоскости, проходящей через изо­ бражения идентичных точек и глазной базис. При нарушении этого условия модель разруш ается и появление поперечных параллаксов ощущается зрительным аппаратом д аж е болезненно.

И з рис. 15.18 следует, что продольный параллакс, наблю дае­ мой на модели точки А, в общем виде равняется алгебраической разности абсцисс изображений некоторой точки на снимках, а в данном случае р — Хч — х j. (15.12) Из свойств нашего зрительного аппарата (см. рис. 15.14) вы­ текает следующее: точки, имеющие одинаковые продольные па­ раллаксы, находятся на одной высоте;

более высокой точке соот­ ветствует больший параллакс. Следовательно, для того чтобы су­ дить о взаимных превышениях различных точек модели, нужно определить продольные параллаксы этих точек или непосредст­ венно их разности. Д ля этого применяются различные приборы:

от очень точных и сложных (стереокомпараторы, стереометры и пр.) до простейших приборов и приспособлений к линзозеркаль­ ному стереоскопу, описывае­ мых в дальнейшем.

Фотограмметрические ме­ тоды определения превыше­ ний приводят к наиболее простому и точному реше­ нию задачи в том случае, когда аэрофотоснимки полу­ чены при отвесном положе­ нии оптической оси АФА и горизонтальном базисе воз­ душного фотографирования, осуществляемого над неко­ торой «средней» плоскостью на высоте Н 0. Предполагая в дальнейшем работу с пла­ новыми, в том числе и не трансформированными сним Рис. 15.18. Параллакс точки Л при аэрофотосъемке.

ками, воспользуемся здесь выводом приближенной формулы для определения превышений на основании рис. 15.18.

Точками Oi и 02 на снимке обозначены положения центров объек­ тива АФА, из которых получена рассматриваемая стереопара при базисе фотографирования В, который в масш табе съемки опре­ делен величиной b по правилам, излагавш имся ранее, следова­ тельно, можно записать и В = Ь -% -. (15.13) /к Поставив условием, чтобы оптическая ось АФА, перемещаясь из точки Si в точку S 2, сохранила положение, параллельное пре­ дыдущему, и, приведя полученные на снимках изображения а' и а" точки А в одну вертикальную плоскость (устранение попереч­ ных параллаксов), на основании подобия треугольников и S 2(a')a" напишем:

Я, В В В В приведенной формуле в соответствии с формулой (15.13) где b = (bi + b2)/2, откуда следует, что Н А = - ^ Н 0, (15.15) где Н 0 — высота полета над «средней» плоскостью, или с р е д н я я высота полета.

Определив относительную высоту точки А, можно узнать ее превышение над заданной средней плоскостью А Н = Но — И А. (15.16) При получении плановых аэрофотоснимков условия, поставлен­ ные при выводе этой формулы, не соблюдаются, следовательно, и параллаксы точек, определяемые по таким снимкам, будут иска­ женными. Однако для тех случаев, кОгда наблюдаемые точки на­ ходятся не очень далеко друг от друга и взаимное их превышение невелико, искажение параллаксов можно принять одинаковым для обеих точек и полагать, что разность искаженных условных парал­ лаксов точек g равна разности действительных параллаксов Ар.

Поэтому формулой (15.15) можно воспользоваться для определе­ ния разности высот точек стереомодели А Н = Н2 - Н х= — ------ (15.17) V 1 Р2 Pi Р1Р2 ^ Зам ечая, что в соответствии с формулой (15.14) p = B f K = b, fH т. е. что горизонтальный продольный параллакс точки, относи­ тельно которой определяется средняя высота полета Я (при вы ­ воде формулы Н 0), представляет собой базис фотографирования, выраженный в масш табе съемки, можно принять, что pip2 b2, и= получить рабочую формулу для определения превышений точек по разностям их продольных параллаксов АН = - ^ А р = К А р,\ (15.18) где АН и Я выражены в метрах, а b и Ар — в миллиметрах.

! араллактический коэффициент К принимается постоянным П для данной стереопары и рассматривается как глубинный масштаб модели, указывающий количество метров превышения, соответст­ вующее 1 мм разности продольных параллаксов точек (см. фор­ мулу (15.9).

Формула (15.18) применяется для определения относительно небольших превышений. Д л я определения значительных превыше­ ний и при небольшой высоте фотографирования применяется более строгая формула, которая выводится в специальных курсах (15.19) в которой величины, входящие в коэффициент имеют ту же размерность, что и раньше.

Зададимся значениями Н — 2500 м, Ь= 72 мм и Д Я = 1 0 м. В этом случае Д р=0,29 мм, т. е. 10 м превышения соответствуют 0,3 мм разности продольных параллаксов. Отсюда следует, что, для того чтобы определить разность высот двух точек с точностью до 1 м, разность их продольных параллаксов нужно измерять с точностью, не меньшей 0,03 мм.

Д л я определения превышения, для которого вместо строгой формулы может быть применена упрощенная (15.18), существует зависимость h = ± ^/7 Т Ж. (15.20) Зад аваясь предельной погрешностью в определении превыше­ ния d h ^ ± 0,5 м, получаем, что при Я = 3200 м упрощенная фор­ мула может применяться для определения превышений в пределах 40 м.

Д ля обеспечения требуемой точности определения превышений, а равно и других измерений по аэрофотоснимкам должны приме­ няться соответствующие приборы, иметься надлежащ ее геодезиче­ ское обоснование стереомодели и соответствующая методика изме­ рений. Если эти условия по тем или иным причинам не выдержи­ ваются, то получаемые количественные характеристики элементов ландш аф та по стереомодели должны рассматриваться как прибли­ женные, удовлетворяющие целям облегченных исследований.

В пределах отдельной стереомодели водная поверхность равнин­ ной реки, а озера во всех случаях, может рассматриваться как горизонтальная поверхность, и ее изображение может служить в качестве высотной основы стереомодели. И зм еряя параллаксы то­ чек, взятых на урезе воды в разных участках стереомодели, можно получить довольно точные представления о характере и размерах деформации наблюдаемой стереомодели.

15.8. Приборы для измерения параллаксов Д ля превращения обычного стереоскопа в измерительный при­ бор в его наблюдательную систему вводятся подвижные измери­ тельные марки mi и т2 (рис. 15.19 а) в виде точек или штрихов, награвированных на стеклянных пластинках, либо нитей в спе­ циальных оправах, накладываемых на снимки. Их перемещение по модели оценивается с помощью соответствующих наводящих устройств и шкал.

При стереоскопическом наблюдении реальные плоские марки сливаются в одну объемную — мнимую марку М, удаление которой относительно некоторой точки модели А (рис. 15.19 б) уве­ ренно оценивается наблюдателем.

Изменение расстояния между марками mi и т 2 воспринимается как перемещение марки М по глубине: она повисает в воздухе при сближении марок и «зарывается в землю», признаком чего является раздвоение изображения марки (или излом нити). В мо­ мент ощущаемого соприкосновения пространственной визирной марки с моделью берутся отсчеты по ш калам, учитывающим пере мещения марок rrii и т 2.

В некоторых стереоприборах вместо перемещения марок прак­ тикуется перемещение снимков относительно наблюдательной си­ стемы при постоянном расстоянии между измерительными марками, именно так устроен основной прибор — с т е р е о к о м п а р а ­ тор (рис. 15.20), являющийся прототипом и составной частью большинства современных стерео фотограмметрических приборов и, в частности, стереометра кон­ струкции Ф. В. Дробыш ева, ав­ тора многочисленных стереопри­ боров и приспособлений к ним.

Стереометры Дробыш ева представляют собой стереоком­ параторы с корректирующими устройствами, с помощью кото Рис. 15.19. Принципиальная схема изме­ рительного стереоскопа.

— ход л уче й в изм е р и те л ьн ом стереоскопе, а — простр ан ств енн ая в и зи рн ая м а р ка М в р а з­ б ны х положениях о тн оси те л ьно стер е ом о д е л и.

рых разности продольных параллаксов, измеряемые на плановых аэрофотоснимках, автомдтически приводятся к идеальному случаю аэрофотосъемки, для которого выводились формулы (15.18) и (15.19).

Н а рис. 15.21 представлен т о п о г р а ф и ч е с к и й с т е р е о ­ м е т р Д р о б ы ш е в а СТД-2, описываемый в специальных курсах и руководствах.

Д ля измерения продольных параллаксов могут применяться и более простые приборы, например параллаксометр (рис. 15.22), используемый вместе с линзозеркальным стереоско­ пом. Основными частями параллаксометра являю тся: металличе­ ский стержень 4 с миллиметровой шкалой, на концах его нахо­ дятся муфты — держ атели прозрачных пластинок 2 с марками в виде точек и параллактический винт 5 с отсчетным устройст­ вом 6.

При измерениях параллаксов левая м арка закрепляется сто­ порным винтом держ ателя 1, а правая с помощью параллактиче Рис. 15.20. Стереокомпаратор.

ского винта 5 может перемещаться в ограниченных пределах. Точ­ ность отсчета по устройству 6 равна ±0,01 мм, параллаксы точек (условные) получаются с погрешностью ± 0,0 4 мм, базис съемки определяется с погрешностью ± 0,5 мм.

Рис. 15.21. Топографический стереометр Дробышева СТД-2.

Д ля определения условных параллаксов точек параллаксометр укладывается на аэрофотоснимки, ориентированные по начальным направлениям так, чтобы пространственная измерительная марка находилась на наблюдаемой точке модели (точка М а на рис. 15.19 б ). При этом положении марки определяется и запи­ сывается в соответствующую таблицу произвольной формы отсчет по устройству 6 параллактического винта или непосредственно по ш кале стержня 4 у простейших параллаксометров.

Искомые разности;

продольных параллаксов Ap = gi— go полу­ чаются вычитанием отсчета go на точку, принятую за начальную, из отсчетов на остальные точки gi. К аж дая точка модели наблю ­ дается не менее четырех раз, отсчеты осредняются при условии, что в каждой серии они различаются не более чем на ± 0,04 мм.

Вычисления превышений выполняются по формуле (15.18).

Д ля черчения горизонталей и нанесения контуров между сним­ ками размещ ается планшетик. Оборудованный чертежным устрой­ ством параллаксометр называется ч е р т е ж н ы м с т е р е о м е т метр).

— закр еп ите л ьн ы й в и н т левой м а р ки, 2 — пл оскоп ар ал ­ лельны е пл асти нки с м аркам и, 3 — карандаш, 4 — основ­ ной стер ж е нь, 5 — п а р а л л а кти ч е ски й ви н т, 6 — счетны й ро ­ л и к п а р а л л а кти ч е с ко го в и н та.

р о м, а в более сложном оформлении он становится ценным изы­ скательским прибором — с т е р е о п а н т о м е т р о м, описываемым в специальных курсах.

Современные топографические карты относительно крупных масштабов (до 1 : 100 ООО) составляются по материалам аэрофото­ съемки. При составлении карт мелких масштабов используются м а­ териалы аэрокосмических съемок, выполняемых как фотографиче­ ским, так и нефотографическими способами. При обработке м ате­ риалов этих съемок, выполняемой в специальных лабораториях на стереофотограмметрических и других приборах, достигнута высо­ кая степень автоматизации измерений и реализации их результа­ тов в виде цифровых моделей и карт, топографических и специаль­ ных, отражаю щ их специфические особенности изучаемых объектов.

Получение информации о них по фотографическим снимкам со­ ставляет задачу многоотраслевой географической дисциплины, называемой в общем виде д е ш и ф р и р о в а н и е м с н и м к о в.

Методической основой дешифрирования аэрокосмических сним­ ков, выполняемого в гидрологических целях, является достаточно детально разработанная методика дешифрирования аэрофотосним­ ков, в том числе и гидрографических.

1 5.9. Н а з е м н а я стер еоф отограм м етри ч еск ая съ ем ка Н а рис. 15.23 представлена схема наземной стереофотограм­ метрической съемки (Н С С ), выполняемой фототеодолитом (рис. 15.24): одним при последовательной съемке неподвижных объектов или двумя одновременно при съемке объектов динамич­ ных. НСС может рассматриваться как частный случай воздушного фотографирования при повернутой на 90° оси АФА.

Д л я вывода формул связи между фотограмметрическими про­ странственными координатами точек и координатами точек сним­ ка, как и при аэрофотосъемке, рассмотрим нормальный случай / л Xf х '* Л • 0г z, 1 O т, f \г Рис. 15.23. Схема наземной стереофотограмметрической съемки.

НСС, при котором оптические оси фотокамер горизонтальны и пер­ пендикулярны к горизонтальному базису фотографирования.

В этом случае непосредственно из рис. 15.22 найдем H H -fr = -b 15-21) где X, Y, и Z — пространственные фотограмметрические коорди­ наты точки М ;

при начале координат в центре объектива левой фотокамеры ее оптическая ось принята за ось У;

х\ и г\ — коор­ динаты точки гп\ на левом снимке;

fK— фокусное расстояние фо­ токамеры.

Зам ечая, что рис. 15.23 является повторением рис. 15.18, имеем =-• (15-22) где р = х 1—х 2 — разность абсцисс точки М, ее продольный параллакс.

Н а основании формул (15.21) и (15.22) после соответствующих замен и подстановок получаются формулы для определения про­ странственных координат любых точек на снимке по формулам:

Х = К х, Y = K f K и Z = K z, (15.23) где К = В/р.

Координаты точек снимка с точностью ± 0,02 мм и продольные параллаксы с точностью ± 0,002 мм определяются на стереоком­ параторе (см. рис. 15.20).

Рис. 15.24. Фототеодолит.

Если базис съемки негоризонтален и ii=i2, то при вычислении отметки некоторой точки С (на рис. 15.22 не показана) приме­ няются формулы:

Н Q = Н \ i] -\- Z q ИЛИ H q = Н 2~\~ i2- \ - Z q.

При значении У 4 0 0 м при вычислении отметок с сохране­ нием долей метра следует учитывать поправку f (см. табл. 8.1).

В реальных условиях осуществление при НСС нормального слу­ чая по разным причинам, особенно при съемке взволнованной вод­ ной поверхности с судна, невозможно. Поэтому обработку м ате­ риалов НСС следует выполнять на приборах, применяемых при обработке материалов аэрофотосъемки по универсальному методу (стереопланиграфы и др.).

15.10. Аппаратура для наземной стереофотограмметрической съемки Применяемый при НСС фототеодолит представляет собой сое­ динение теодолита с фотокамерой формата 13 x 1 8 см. В комплект фототеодолита, кроме него самого, входят два или три стандарт­ ных штатива со взаимозаменяемыми подставками и марками для ф визирования при разбивке базиса и кассеты для фотопластинок.

Выпускаемые отечественные фототеодолиты (см. рис. 15.24) воору­ жены объективами с высокой разрешающей способностью («Орто протар» с / к= 198,5 мм при относительном отверстии 1 :2,5 ). Они наглухо закреплены в металлических корпусах камер.

Д ля установки фототеодолита в рабочее положение на верхней площ адке камеры имеются два взаимно перпендикулярных цилин­ дрических уровня. Здесь ж е находится ориентирное устройство — разновидность теодолита. Визирная ось зрительной трубы с по­ мощью находящейся перед ее объективом призмы может быть на­ клонена на некоторый угол, задаваем ы й при съемке.

Фототеодолитная съемка наш ла широкое применение при гид­ рологических исследованиях, проводящихся в труднодоступных для топографической съемки условиях, например при изучении склоно­ вых процессов (см., гл. 16). Осуществляемая парой синхронно работающ их фототеодолитов НСС уже давно применяется при изу­ чении волнения водной поверхности. К ак показал опыт, н адлеж а­ щее качество стереоэффекта и возможность определения морфо­ метрических характеристик фотографируемой водной поверхности достигаются при удалении фототеодолитов от объекта на 5— 20 базисов съемки.

15.11. Практическое использование геометрических свойств одиночного фотографического снимка Обычная фотокамера при наземной съемке или специальная кам ера при воздушной съемке позволяют получать по перспектив­ ным снимкам в некотором, наперед заданном масш табе планы сфотографированной местности с такой точностью, которая позво­ лит правильно оценить соотношения между элементами местности и их количественные характеристики.

При различных гидрологических исследованиях, выполняемых на базе геодезической съемки, целесообразно воспользоваться так называемой «сеткой Мобиуса» (рис. 15.25).

Ее применение рассмотрим на лримере составления плана озе­ ровидного водоема или участка реки по фотоснимку, полученному любительским аппаратом с некоторой высокой точки.

Работа начинается с построения на местности квадрата или прямоугольника с маркировкой вершин, обеспечивающей изобра­ жение их на снимке.

Получив на снимке изображение опорного четырехугольника A 'B 'C 'D ' и руководствуясь теорией перспективы, определим по­ ложение на снимке или на специально подклеенной к нему бумаге положение точек схода параллельных прямых А 'В ' и C 'D '(J i), а такж е D 'A ' и B 'C '( J 2) и соединив их прямой J\J2, продолжим ее в обе стороны.

25 З ак аз № На отдельном листе бумаги построим в заданном масштабе опорный квадрат или прямоугольник AB C D и, проведя диагонали А С и BD, найдем его центр в точке 0.

На снимке точке 0 соответствует полученная аналогичным пу­ тем точка 0'. Таким ж е приемом определяются центры малых квадратов и соответствующих им клеток-ячеек. Это дает возмож J2 Прямая точек схода —— /Шн К X X / /ч\ X / \ М 15.25. Сетка Мобиуса и ее применение.

ность определить положение еще двух точек схода / 3 и / 4, что легко прослеживается на чертеже, и вместе с тем расширить сетку на снимке до пределов, зафиксированных четырехугольником PQRW, а это позволяет соответственно расширить границы плана.

Такое сгущение исходной сетки продолжается до получения на снимке и на плане клеточек, в пределах которых перерисовка изо­ бражения будет осуществлена без затруднений.


Рис. 15.26. Проведение направления на удален­ ную точку схода.

Точность сетки контролируется в процессе ее построения, на­ чиная с третьей точки схода, которая должна оказаться в створе или на продолжении линии, соединившей первые две точки.

Если невозможно построить точки схода на снимке и подклейка бумаги не помогает, то для проведения прямой, которая должна пройти через данную точку К (рис. 15.26) по направлению L на отсутствующую на снимке точку схода, применяется следующий прием.

Пересечем направления А В и CD произвольно направленной прямой ab и соединим точки а и b с точкой К. Затем на некото­ ром расстоянии от точки К проведем линию a'b'/ab, а из точек а' и Ъ' — линии, параллельные аК и ЬК. Таким образом получается треугольник, подобный исходному, с вершиной в точке К', через которую пройдет искомое направление из точки К на точку схода.

Рис. 15.27. Применение сетки Мобиуса при переносе изобра­ жений с аэрофотоснимка на карту.

При переносе изображений с аэрофотоснимка на карту приме­ няется прием, в общих чертах аналогичный разбивке сетки Моби­ уса, но с использованием опознанных на карте и на снимке пунк­ тов (рис. 15.27). Такими пунктами при переносе изображений с космических снимков на карты являются устья рек и характер­ ные особенности береговой черты водоемов.

ГЛАВА Т оп ограф огеодези чески е работы при стационарны х и экспедиционны х ги дрологи чески х исследованиях 16.1. Виды и содержание работ Топографо-геодезические, картографические и особенно карто­ метрические работы являются основой всех стационарных и экспе­ диционных гидрологических исследований. Их объем, содержание, а также и точность находятся в прямой зависимости от объекта, 25* характера и продолжительности исследований: стационарных, дли­ тельных, экспедиционных, относительно кратковременных.

Стационарными являются наблюдения и исследования, осущест­ вляемые подразделениями Государственного Комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды на сети станций и постов, созданной на различных водных объектах. В действую­ щих Наставлениях для сети содержатся.подробные указания от­ носительно топографо-геодезического обеспечения наблюдений и исследований.

При экспедиционных исследованиях топографо-геодезические работы, как и сами исследования, можно подразделить на р е к о г ­ н о с ц и р о в о ч н ы е, удовлетворяющие задачам предварительных инженерных изысканий, например при выборе участка для устройства гидрологического поста, и д е т а л ь н ы е, которые дают материалы для составления проекта хозяйственного использования водных объектов. Кроме того, топографо-геодезические работы выполняются в процессе гидрологических исследований, которые даж е в условиях кратковременной экспедиции приобретают харак­ тер стационарных.

К числу рекогносцировочных относятся съемки малой точности, материалы которых, получаемые в. процессе рекогносцировочных гидрографических исследований, особенно в необжитых районах, не очень скоро заменяются материалами детальных съемок;

по­ этому их стараются по возможности уточнить и детализировать имеющимися в наличии средствами.

В настоящее время благодаря широко развернутым работам ГУГК, проектных и водохозяйственных организаций топографо геодезические работы требуемого состава и точности, как правило, предшествуют гидрологическим исследованиям, в процессе которых такж е применяются геодезические приборы и методы измерений.

Таким образом, топографо-геодезические работы, выполняе­ мые при гидрологических исследованиях, можно подразделить на о с н о в н ы е, предшествующие исследованиям, и р а б о т ы п р и ­ к л а д н о г о х а р а к т е р а, выполняемые в процессе самих иссле­ дований.

16.2. Подготовительные работы При любых гидрологических исследованиях требуются карты разных масштабов для использования в качестве рабочей основы для различных картометрических работ и непосредственно в поле.

Наряду с картами, отнюдь их не заменяя, требуются и материалы воздушных и космических съемок. В общем случае приходится ориентироваться на топографическую карту масштаба 1: 100 000.

Поскольку гидрологам нередко приходится работать с устарев­ шими картами, одной.из главных задач на первой стадии исследо­ ваний является к о р р е к т у р а р а б о ч е й к а р т ы всеми имею­ щимися средствами.

И збранная в качестве рабочей топографическая карта бывает перегружена сведениями, не имеющими прямого отношения к ис­ следованиям. Кроме того, эта карта часто бывает в единственном экземпляре, оберегаемом от повреждений и утраты. При таких условиях практикуется снятие копий в масш табе оригинала или с изменением его (обычно увеличение м асш таба).

Применение при перерисовке карт пропорционального цир­ куля или клинового масш таба целесообразно лишь при перенесении с оригинала на копию отдельных точек способом засечек Рис. 16.1. Перенос точек с оригинала на копию с помощью пропорционального циркуля.

(рис. 16.1). Д л я перенесения же контуров, особенно извилистых, приходится перерисовывать их по клеткам (рис. 16.2) с изменением при этом не только масш таба, но и проекции оригинала, если это требуется.

Д л я быстрой и достаточно точной перерисовки чертежей служит пантограф (рис. 16.3 а). Он состоит из четырех шарнирно соеди­ ненных линеек, образующих подвижный параллелограмм ABC D (рис. 16.3 б). Н а нижнем конце ш арнира С имеется ш арик Р — полюс прибора, вставляемый в углубление-пяту на выступе под­ ставки К с кронштейном 1. Линейка А В с муфтами на концах пе­ ремещ ается относительно линейки CD и в нужном положении закрепляется на линейках СЕ и DF. Н а линейке А В имеется муфта с закрепительным винтом, в которую вставляется карандаш 1 В малых моделях подставка заменена струбциной, на верхней полосе которой размещаются пятна для полюса и кронштейна.

(обводной шпиль) при работе на уменьшение (увеличение). К аран­ даш (шпиль) поднимается или опускается на чертеж рукой или с помощью специального приспособления с нитью.

Пантограф в точках D и Е подвешивается металлическими растяж кам и к верхней точке О кронштейна с таким расчетом, Рис. 16.3. Пантограф (а) и его геометрическая схема (б).

чтобы линейки, положение которых поверяется накладным уров­ нем, были горизонтальны и ось стержня подвески проектировалась на точку полюса Р.

Если линейки занимаю т такое положение, при котором AD = = ВС = B Z = x, то точки С, Z и F будут находиться на одной ли­ нии и установленный в точке Z карандаш будет рисовать контур, подобный оригиналу.

Н а линейках СЕ, А В и DA нанесены миллиметровые шкалы, а при всех муфтах имеются верньеры, используемые при установке линеек пантографа в рабочее положение. Кроме того, на линейках нанесены оцифрованные штрихи для установки пантографа на наиболее употребительные соотношения масштабов ('/г, 2/з и т. д.). Н а линейке DF возле номера пантографа обычно указы ­ вается длина линейки А В (CD) в миллиметрах.

Д лина отрезка х для установки пантографа на уменьшение вы­ числяется по формуле * — § t L- (U U ) где М0 —именованный масштаб оригинала;

Мк — именованный масш таб копии;

L —-длина линейки А В (CD).

Этой же формулой можно пользваться и при установке панто­ графа на увеличение, в этом случае требуется лишь поменять ме­ стами карандаш и обводной шпиль.

Точность перерисовки чертежей пантографом с уменьшением характеризуется погрешностью 0,2—0,3 мм. Погрешность перери­ совки с увеличением возрастает, поэтому при требованиях боль­ шей точности копии пантографирование заменяется либо перери­ совкой по клеткам, либо фотомеханическим способом, а кроме того, используются различные приборы и методы, применяемые при работе с аэрофотоснимками (см. рис. 15.27).

При репродуцировании карт обычно производится их разгрузка, при которой устраняются второстепенные детали и тем или иным способом выделяются и д аж е утрируются основные.

Все сказанное выше о картах относится такж е и к фотодоку­ ментам, используемым в качестве основы при полевых исседова ниях.

16.3. Работы, выполняемые при стационарных гидрологических исследованиях на реках Топографо-геодезические работы на участках гидрологических постов в соответствии с действующим Н аставлением 1 выпол­ няются в такой последовательности:

1) определение границ участка и выбор масш таба съемки;

2) создание съемочного обоснования;

3) промерные работы, связанные с выбором участка;

4) планово-высотная съемка участка;

1 Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 6, ч. I и II.— Л.: Гидрометеоиздат, 1978.

5) составление и оформление плана участка и других докумен­ тов.

М асш таб плана выбирается с таким расчетом, чтобы меженное русло изобразилось на нем полосой шириной 4—5 см (рис. 16.4);

на плане показывается положение поста и намечаются профили.

с.Ясельник р. Ушица у с.Ясельник по глазомерной съемке 5 июля 1973г.

м 100 О 200 - о о с- I — iii —i о Съёмку произвёл 'Л \\5 ° =' ст. техник Смирнов' Рис. 16.4. Схематический план участка гидрологического поста —* г р а н и ц ы н а м е ч а е м о го у ч а с т к а п о с та, 2 — у р е з в о д ы при м аксим ал ь­ ном уровне, 3 — проектируем ы е проф или.

Направление и скорость течения воды на реках и других водо­ емах определяется следующим обра!зом. Воспользовавшись линией ----- I """-х : -' \ / X б зи ас.

Рис. 16.6. Засечка поплавка Рис. 16.5. Задание направления двумя теодолитами.

створа.

магистрали, проложенной вдоль берега в качестве базиса (линия А В на рис. 16.5), задаю т на его концах створы А С и B D,^перпен­ дикулярные базису. В некоторой точке F, расположенной на се­ редине базиса, устанавливаю т теодолит или другой угломерный прибор и приводят его в рабочее положение.

Совместив нуль верньера с нулем лимба, вращением последнего наводят трубу на точку Л и в этом положении его закрепляют, заканчивая тем самым подготовку прибора к работе.


После этого подается команда на последовательный запуск се­ рии поплавков выше створа А С и помощники наблюдателя, нахо­ дящиеся в точках Л и В, приступают к наблюдениям за их пере­ мещением. В тот момент, когда очередной поплавок проходит створ А С, а затем B D, по сигналу помощника наблюдатель, вра­ щая алидаду, засекает поплавок в точках а и После этого на плане участка устанавливается положение створов и точки F стоя Теодолит Рис. 16.7. Одноточечный способ определения направления течения.

ния теодолита и по углам pi и (32 определяется положение точек а и Ь. Соединив точки а и Ь, находят направление течения, а затем и скорость его, если засечки сопровождались отсчетами по секундо меру. •:

При наличии двух теодолитов в точках А и В направление и скорость течения воды могут быть определены и без разбивки створов. Порядок выполнения работы ясен из рис. 16.6. Д ля реше­ ния данной задачи требуется хорошо отработанная координация действий участников: запуск поплавков и осуществляемая по сиг­ налу засечка их заранее ориентированными относительно базиса, а следовательно, и взаимно угломерными приборами. Затем, как и в предыдущем случае, положение поплавка определяется на плане прямой угловой засечкой.

Наконец, та же задача может быть решена так называемым одноточечным способом. Точка стояния теодолита выбирается на высоком берегу, на крыше здания или специально сооруженной вышке (рис. 16.7). Если плановое и высотное положение точки стояния теодолита известно, то, определив h, измерим вертикаль­ ный угол v, визируя на поплавок. Величину S определим по фор­ муле и 5 = " tgv± /sinp 16- где h — превышение горизонтальной оси теодолита над уровнем воды;

v — вертикальный угол;

i — продольный уклон водной по­ верхности потока;

ф — горизонтальный угол между гидроствором, проходящим через точку стояния теодолита, и направлением ка поплавок.

В* Рис. 16.8. Схема опреде­ ления высоты знака.

В формуле (16.2) знак минус в знаменателе берется для по­ плавков, находящихся ниже створа, а знак плюс — выще створа, Одноточечный способ может применяться при отсутствии вол­ нения.

Высота вышки для установки теодолита В В при известном S, а такж е углах vi и v получается по формуле (рис. 16.8) В В ' = hB, — hB = s ( t g \ l — tgv). (16.3) Величину h при одноточечном способе можно получить и три­ гонометрическим нивелированием как превышение горизонта при­ бора над горизонтом воды в момент наблюдений. Выбранное на плане направление основного створа FT станции (см. рис. 16.5) закрепляется реперами на обоих берегах.

Д л я определения направления и скорости течения воды успешно применяется стереофотограмметрическая съемка, наземная и воз­ душная.

16.4. Планово-высотное геодезическое обоснование наблюдений на гидрологических постах Плановое обоснование гидрологических наблюдений на реках — это магистраль, прокладываемая вдоль берега реки возможно ближе к урезу воды, на крупных реках — с обеих сторон, в виде замкнутого полигона применительно к программе теодолитных хо­ дов 2-го разряда.

Д ля связи магистралей, проложенных по берегам широких рек, применяется один из способов определения неприступного расстоя­ ния (см. п. 6.4). В данном случае требуется измерение всех углов в треугольнике и соблюдение условия 3 0 ° у 1 5 0 °, что в застро­ енной или залесенной местности бывает трудно выдерживать и это приводит к существенной погрешности в определении искомой сто­ роны. Поэтому, если не представляется возможным использовать для измерений углов теодолит повышенной точности, следует при­ менить при измерениях способ повторений.

Кроме того, в реальных условиях может оказаться невозмож­ ным и выбор базисов достаточной длины на одном из берегов.

В таких случаях, а иногда и в качестве планового геодезического' обоснования всех работ может быть избран геодезический четырех­ угольник (рис. 1 6.9 )— фигура, близкая к прямоугольнику или квадрату, в которой измеряются все восемь углов.

В а С Л Рис. 16.9. Геодезический четырехугольник.

А При построении четырехугольника будем иметь *1 + 2 + *2 + /1 У2 + Хз + Уг + Ч + 2/4 - 360° = w.

Если w — невязка четырехугольника — удовлетворяет условию ± \ ' л / п, то распределяем ее поровну меж ду всеми углами, исправляя каждый из них на — w/ 8.

Кроме того, в соответственных треугольниках, имеющих вершиной фиктив­ ную точку О, тому ж е условию должны удовлетворять невязки:

(xi+21)-(хз +2)~ f i t / /з /) 24 = f 2 (Х2 + У2) — (Xi + Невязки fi и fa распределяем поровну между измеренными углами, но та­ ким образом, чтобы не нарушалось ранее выполненное уравнивание, при кото­ ром сумма углов четырехугольника стала равной 360°. Поэтому знаки попра­ вок первой пары углов должны быть противоположны знакам второй пары.

Взяв значения поправок в скобки, запишем в общем виде уравнения первич­ ных поправок в измеренные углы:

W— fi (yi) = (* l) == 4’ г чщ h — ш == ш Т’ = 8" W fi + (* « )-= Ш 8~ 4’ W h (Xi) = ( = /4) 8 + 4• Если измерения углов были равноточными и уравнивание углов произведено правильно, то путем последовательного решения треугольников при базисной стороне с мы должны к ней ж е вернуться. Проверим это соображение состав­ лением уравнений:

sin *2.

О В _ sin х\ ОС АО ОВ _ sin X j ' sin хз.

OD sin y \ ’ OB ОС sin уз ' AO sin г/2 ’ sin г/4 ' Перемножив почленно написанные уравнения, получаем уравнение сторон в виде:

sin xi • sin Х2 • sin х% • sin Xj _ j sin yi • sin У2 • sin уз • sin гц При логарифмировании этого уравнения в правой его части мы должны получить нуль, а практически получаем и — положительную или отрицательную величину, выраженную в единицах пятого знака мантиссы:

*1 + *2 + lg sin X3 + lg sin (lg sin lg sin 4) — X — (lg sin y\ + lg sin У2 + lg sin yz + lg sin # 4) = » • Таким образом возникает задача отыскания вторичных поправок к изме­ ренным углам в четырехугольнике. При отыскании этих поправок поставим два условия: 1) »=0 и 2) не должно быть нарушено действие первичных поправок.

Поставим эти условия последовательно. Предположим, что поправки к из­ меренным углам, при которых удовлетворяется первое условие, найдены. Сле­ довательно, можно написать... + lg sin [Xi + (x 4) ] — lg'sin [yi + (# 1)] —...

lg sin [х\ + ( x i ) ] + — lg sin [г/4 + (Ui)\ = 0.

...

Таким образом выясняется, что логарифмы синусов всех углов нужно из­ менить на некоторые значения. Их можно получить, приняв с достаточной практически точностью, что:

lg sin [xi + (х * )] = lg sin x i + oi (x i ), lg sin [yi + ( y t )] = lg sin yi + Рг ( y t ), где a i и Pi представляют собой изменения логарифмов синусов углов х, и уг при изменении самих углов на одну минуту (это величина d в таблицах лога­ рифмов)..

З а д а ч а 16.1. Вычислить значение а для угла 34°10'. По таблицам лога­ рифмов находим lg sin 34°10'= 9,74943 и lg sin 34°11'= 9,74961. Следовательно,' а = 18.

Если поправки найдены правильно, то первое из поставленных условий, ко­ торое можно записать в таком виде:

Ц а (х ) — Е Р (У) + v = 0, соблюдено. Теперь обратимся ко второму условию.

Полагая как и ранее, что углы измерены равноточно, поправки в предва­ рительно уравненные углы введем поровну. Для того чтобы не нарушалось ни одно из ранее выполненных требований, поправки в углы будем вводить ср аз ными знаками: в углы х — с плюсом (сохраняя знак невязки и), а в углы у — с минусом, т. е. ( x t ) = — (yi). Поэтому последнее уравнение можно записать в виде 0, Е а (х ) + Z P (* ) + w = откуда следует:

(х) ( Е a - f р) + v = После введения вторичных поправок получаются окончательные значения углов четырехугольника, - по которым вычисляются искомая сторона А В и сто­ рона а для контроля, осуществляемого сличением с непосредственно измерен­ ной на местности. Допустимая разность — в пределах 1/1000.

Если ходовой стороной магистрали является одна из диагоналей четырех­ угольника, например АС, то она определяется по теореме синусов таким об­ разом:

с АС sin *2 sin ( х з + г/г) откуда АС = с sin (лгз + Уч) sin Х Для контроля выполненной связки магистралей вычислим длину линии В С = а, получая а АС с sin (х з + #2) sin Х —:

------- ---- ;

----- i откуда Я = --- :---- v.,.----- г2-.

sin X2 sm ( y 1 + y t ) sin Xi sm (x i + y i ) Если разность аВыч—Дизм допустима, например, если t 5C — (Овыч — ^изм) Ю00 то в качестве связующей стороны можно принять либр одну из диагоналей, либо одну из сторон четырехугольника, например сторону d, определив ее зна­ чение по формуле с контролем с sin х з a sin у \ ^ sin y i sin Xi При прокладке магистрали разбиваются поперечные профили и промерные поперечники. Поперечные профили располагаются примерно перпендикулярно направлению речной долины от бровки до бровки, а промерные поперечники — перпендикулярно направле­ нию течения реки. Концы и углы поворота магистрали, начала и концы поперечных профилей и промерных поперечников закреп­ л я ю т с я долговременными знаками.

Точкой пересечения магистрали с гидрометрическим створом (рис. 16.10) или створом уровнемерного устройства реечного типа является контрольный репер гидрологического поста, связанный с основным репером, который служит для поверки высотного положения контрольного репера.

В качестве основного репера может быть использован репер государственной сети, находящийся не далее 3 км от данного поста. Контрольный репер располагаю т в непосредственной бли­ зости от уровнемерных устройств вне зоны затопления высокой водой.

Нивелирование точек планового обоснования производится по программе нивелирования IV класса.

Рис. 16.10. Гидрометрические створы.

16.5. Нивелирование гидрологических постов Нивелирование уровнемерных устройств постов, выполняемое в заданны е Наставлением сроки, производится от основного ре­ пера через контрольный и далее через постовые устройства (сваи, рейки_и пр.) и обратно. Н евязка по ходу допускается в пределах ± 3 у я, где п — число станций хода в одном направлении.

К ж урналу нивелирования обычной формы прикладывается абрис хода с указанием на нем точек, в которых устанавли­ валась рейка, и способа снятия отсчета по ней (в особых слу­ чаях).

Н а профиле гидрологического поста показываются все посто­ вые устройства, рабочий и наивысший уровни воды и положение нуля графика поста Под профилем показываются номера посто­ вых реек и свай, расстояния от постоянного начала, а такж е отметки постовых устройств, уровней воды при контрольных ни­ велировках и превышения над нулем графика и характеристика грунта. Н а рис. 16.11 представлен профиль по гидрометрическому створу.

Нивелирование с целью составления мгновенного продольного профиля водной поверхности на участке гидрологического поста и ниже по течению выполняется по одному берегу ходом IV класса (или ходом III класса, если продольный уклон водной поверхности менее 5 см/км) по урезным кольям, забитым одно­ временно на промерных поперечниках.

1 Нуль графика гидрологического поста — условное начало счета высот, плоскость, избираемая ниже наинизшего уровня воды в данном водоеме.

Мгновенный уклон водной поверхности в реке определяется по формуле где h — превышение меж ду торцами смежных урезных кольев;

d — расстояние между урезными кольями.

ТИДРО С ТВО Р N - 2 ' К р о м е р ы ]Ъ У Н И 9 7 3 г.

/X 1 8 7 3 г.

н и в е л и р о в к а Z |. \( 1 е с \К у с т ^ Л е с [з а б о л о ч е н н ы й л у г е к у с т а р н. \f le c o x Ил С ост абил П роверил Н а ч. ст ан.

Рис. 16.11. Профиль по гидрометрическому створу.

Рис. 16.12. Схема нивелирования реперов и урез­ ных кольев.

— реперы о сн о в н о го н и в е л и р н о го хода, — реперы»

1 уста н о в л е н н ы е в т о ч к а х м гн о в е н н о й связки, —* у р е з н ы е колья.

Нивелирование мгновенного уровня может быть выполнено одновременно с нивелированием магистрали или после промера глубин (рис. 16.12). Все измеренные глубины приводятся к уровню воды, отметка которого определена в результате ниве­ лирования (рис. 16.13).

У о ы знаки сл вн е Рис. 16.13. Схематический продольный профиль реки, составленный п результатам о нивелирования.

16.6. Планово-высотная съемка участка гидрологического поста Совместная планово-высотная съемка участка выполняется мензулой или тахеометром в соответствии с действующей ин­ струкцией по топографической съемке в м асш табах 1 :,500— тн уж а ф Свр-З п до УМ ее о а а н е Г С гк Рт Ч ерт г дооие к г пост Сл Т ео ригорст Л и гр д а ол 17г.

ен н а ск я $. 95 ир л г чс оо + I +Ь + Q I 0 + Нч ль и о дл (па ти УМ (Г О а а н к теа р и ) ГС М} * UQ М зуль а ш 11г.

ен н я ика Нча и стн и а льн к а ц и 8f с н и е р 5мто атмте е р в Си а стр и и ж ер н мл а шй н ен Сл шыгои н аипое е ыее 0 м р по н е рзотл рвдн чрз,5 ета Сс е ав с т атйк я.

итм ыо Бл и с а (Сс е ао р и а усло а итмк о дн т вн я) Рис. 16.14 а — Образец оформления плана участка гидрологического поста.

б — Образец зарамочного оформления плана участка гидрологического поста, 1:5000 и заверш ается составлением топографического плана (рис. 16.14). Топографические планы участков постов, требую­ щиеся в более крупных масш табах, получаются путем увели­ чения планов, составленных в масш табе 1 : 500.

В результате съемочных работ должны -быть представлены:

1) оригинал плана участка;

2) ж урналы измерений;

3) калька высот;

4) ведомости вычислений.

26 З ак аз № Плановое положение промерных вертикалей — поперечников, на которых будут измеряться глубины на реках шириной до 100 м, определяется по размеченному тросу. Н а больших судоходных реках плановое положение промерных вертикалей определяется с помощью угломерных приборов главным образом прямыми угловыми засечками. Эти ж е засечки применяются и при спе­ циальных русловых съемках, предпринимаемых в целях деталь­ ного изучения характера дна и русловых деформаций (рис. 16.15), Д ля засечек промерных точек применяются такж е и мензулы.

Рис. 16.15. Плановая геодезическая основа русло­ вой съемки.

1— м а ги с тр а л ь н ы й ход, — поперечник.

При промерных работах на широких реках, озерах и водохра­ нилищах широко применяются и обратные засечки, осущест­ вляемые с судна, с помощью секстанта.

С е к с т а н т (рис. 16.16) является отражательным угломер­ ным прибором. Он состоит из кругового сектора с углом 60—70°, по дуге которого нанесена оцифрованная ш кала лимба L. Н а со­ осной с лимбом алидаде находится отсчетное приспособление в виде счетного ролика с ценой деления Г. У алидады имеются закрепительный и наводящий винты.

К алидаде над осью её вращения.прикреплено подвижное зеркало п, а к лимбу с одной стороны прикреплена зрительная труба Т с наводящим винтом, а с другой — рам ка с неподвижным зеркалом т.

Теория секстанта основана на зависимости между углом поворота дваж ды отраженного луча р и углом у между зеркалам и m и п, от которых луч отразился (рис. 16.17).

Наведем трубу Т через окошко зеркала m на пункт А («пря­ мовидное изображение») и вращением алидады добьемся, чтобы изображение пункта С, дваж ды отраженное от зеркал п и т, ока­ залось в одной вертикальной плоскости с изображением пункта С (аналогия с применением экера). При этом положении зеркал секстанта угол между ними у равняется половине измеряемого угла р.

Рис. 16.16. Секстант СП.

Действительно, из треугольника тп у = 180 — (90 + е) — (90 — 6) = 6 — е, Ао------- Рис. 16.17. Ход световых лучей в секстанте.

а из треугольника Р т п следует 180 — 2 е - ( 1 8 0 - 2 6 ) = 2 ( 6 - е ). (16.5) р= 26* Таким образом устанавливаем, что р = 2 у. Поэтому для не­ посредственного получения на секстанте значения измеряемого угла, цифровые подписи на его лимбе удвоены.

При параллельном положении зеркал, т. е. при наблюдении одной и той ж е удаленной точки, например солнечного диска, от­ счет по лимбу должен равняться нулю. В противном случае уста­ навливается погрешность МО секстанта.

Д л я определения МО нужно надеть на окуляр трубы темное стекло и навести ее на Солнце. При этом делаю тся два отсчета по лимбу: а ь когда дваж ды отраженное изображение Солнца касается прямовидного его изображения слева, и а2— то ж е Рис. 16.18. Обратная засечка при промерах без створов.

справа (Солнце удобнее наблю дать при вертикальном положе­ нии секстанта), тогда МО = ± - а‘ y ~ 2 (16.6) Значение МО с соответствующим знаком вводится в измерен­ ные углы. Д л я устранения МО при зеркалах имеются котировоч­ ные винты.

При измерении угла наблю датель держит в правой руке ру­ коятку прибора и, приведя его в плоскость, проходящую через оба предмета, визирует на левый предмет. Левой рукой наблю ­ датель вращ ает алидаду, добиваясь, чтобы дваж ды отраженное изображение в нижней половине поля зрения трубы оказалось в одной вертикальной плоскости с прямовидным изображением левого предмета. В достигнутом положении алидада закре­ пляется для отсчета по лимбу. Совмещение изображений предме­ тов оказывается устойчивым д аж е при качке промерного судна и на его ходу.

Положение промерной точки на водной поверхности опреде­ ляется решением задачи Снеллиуса—Потенота. Д л я этого необхо­ димо иметь на берегу три геодезически определенных и хорошо видимых точки А, В и С (рис. 16.18). В момент промера находя­ щиеся на промерном судне два наблю дателя с секстантами из­ меряют углы Pi и Рг. При этом, как указывалось ранее, опор­ ные точки и определяемая не должны находиться на одной окруж ­ ности.

Определенные таким способом промерные точки наносят на план протрактором (рис. 16.19) или способом Болотова.

Определение промерной точки на створе можно выполнить и одним секстантом. В этом случае наблю датель, перемещаю­ Рис. 16.19. Протрактор.

щийся по створу, должен измерять углы |3i, р2 и др. в точках L u L 2 и др. (рис. 16.20). Н акладка промерных точек на план выпол­ няется видоизмененным способом Болотова: прочерчивается на восковке прямая линия и в некоторой ее точке транспортиром Рис. 16.20. Обратная.

при промерах по створу. S строятся измеренные углы Рь f32 и пр. Затем восковка наклады ­ вается прочерченной линией на линию створа на плане и пере­ мещается по ней до тех пор, пока вторая сторона угла не прой­ дет через опорную точку. Таким ж е образом определяется поло­ жение точки Ь2 и всех остальных промерных точек на створе.

16.7. Работы, выполняемые при гидрологических исследованиях на озерах и болотах Топографо-геодезические работы на побережьях крупных озер выполняются по правилам, разработанным для обеспечения морских съемок. Их результатами являю тся навигационные карты, используемые в дальнейшем при организации станций и предполагаемых в их районе промерных работ. Н а средних и малых озерах картами-основами в соответствии с действующим Наставлением 1 служ ат копии контуров водоемов, снятые с ма­ териалов аэрофотосъемки (фотопланы, фотосхемы, отдельные аэрофотоснимки) или с карт и планов крупных масштабов.

Н а карте-основе показываются пункты съемочного обоснова­ ния и естественные ориентиры, обеспечивающие надежное опре­ деление мест промерного судна.

При отсутствии готовой карты-основы выполняется мензуль­ ная съемка водоема или его участка, на котором будут произво­ диться промерные работы. В качестве планового обоснования могут служить теодолитные ходы II класса.

Промерные створы (галсы) задаю тся относительно общего направления изобат или береговой черты по компасу, по створам вех, установленных на берегу, или по направлениям, указы ­ ваемым с берега. Места промерного судна на галсе определяются В А Рис. 16.21. Комбиниро­ ванная засечка.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |
 





 
© 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.