Составление технического проекта АФС

Содержание

Введение              3

1.              Исходные данные и характеристика участка работ              4

2.              Выбор масштаба АФС              5

3.              Расчет продольного и поперечного перекрытия              6

4.              Определение рабочей площади фотоснимка              7

5.              Расчет количества маршрутов и снимков              8

6.              Расчет максимальной выдержки              9

7.              Вычесление промежутка времени между моментами       фотографированния              9

8.     Определение общего времени съемки              11

9.              Составление схемы маршрутов и выбор опорных точек              12

10.              Геодезическо обеспечение АФС              12

Заключение

Список литературы             

Приложение

4

Введение

Фотограмметрия изучает фотографирование земной поверхности и определение качественных и количественных характеристик объектов по их фотографиям.

Основная цель данного проекта: составление технического проекта АФС (аэрофотосъемки);

Задачи, решаемые в рамках технического проекта АФС:

      выбор параметров АФС;

      определение летно-съемочных работ;

      определение качественных и количественных характеристик объектов по их фотографии;

      получение материальной базы для построения карт и планов.

4

1.      Исходные данные и характеристика участка работ

Исходные данные:

      учебная карта L-54-46 масштаба 1:25000 (Южно-Сахалинск);

      границы снимаемого участка: запад – 24620,000 м; восток – 24644,000 м; север – 5200,000 м; юг – 5180,000 м;

      высота сечения рельефа h = 2,5 м;

      погрешность определения координат на будущей карте ;

      точность измерения координат и параллаксов по снимку ;

      погрешность определения отметок ;

      показатели ветра: Азимут 150, скорость 15 м/с

Характеристика участка работ:

Населенные пункты: в северной части поселок городского типа Большая Елань, на северо-западе села Новотроитское и Успенское, в центральной части Хомутово, Христофоровка и Лиственничное, на юго-востоке село Тамбовское, в южной части Мицулеевка и Дачное.

Коммуникации: железные дороги, автомобильные дороги с усовершенствованным покрытием, грунтовые проселочные дороги, полевые, лесные дороги, автомобильные дороги без покрытия, пешеходные тропы.

Железнодорожные станции присутствуют в Христофоровке, Большой Елани, Дачном; ж/д соединяют Большую Елань, Хомутово, Христофоровку, Лиственничное, Мицуневку, Дачное.

Автомобильная дорога с усовершенствованным покрытием соединяет, Большую Елань, Хомутово, Христофоровку, Лиственничное, Мицуневку, Дачное.

Автомобильная дорога с обычным покрытием соединят лиственничное и Тамбовское.

ЛЭП протянуто между Новотроитским, Большой Еланью, Хомутовым, Христофоровкой, Лиственичным , Мицулевкой, Дачным, Тамбовским.

Гидрография: в северной части с запада на восток протекает река «Мербах», рядом с которой расположено много проходимых болот и заболоченных земель; в центральной части с востока на запад протекает река «Римез», вдоль которой расположено небольшое количество заболоченных земель; в южной части протекает река «Инце», вдоль которой расположено несколько отдельных болот.

Рельеф: восточная часть – холмистый рельеф (холмы, горы, плоскогорья), западная часть – болотистая местность,

Растительный покров: березы, пихты, редколесья, одиночно стоящие деревья, кустарники.

Пункты ГГС и ГНС: в северо-западной части расположен пункт ГГС на высоте 62,7 м; в центральной части - на высоте 90,1 м и в юго-восточной – на высоте 86,8 м.

Климат: континентальный.

2.      Выбор масштаба АФС

Расчетный масштаб съемки определяем по следующей формуле:

                                           ;                                         (1)                                

       ,                                              (2)

где  - погрешность определения координат на плоскости, а - погрешность измерения координат на снимке

Для работы используют не расчетное значение коэффициента увеличения, а фактическое, меньшее расчетного на 20%.

;

                                         ;                                         (3)

Высота фотографирования равна:

                                           ;                                          (4)

.

В данном проекте была использована так как рельеф равнинный.

Расчетное фокусное расстояние определяем по формуле:

                                               ;                                                 (5)

Так как фотоаппарата с таким фокусным расстоянием нет, то необходимо использовать для съемки короткофокусный фотоаппарат (). Тогда окончательный масштаб съемки составит:

3.      Расчет продольного Рх и поперечного Ру перекрытия

и зависят от масштаба съемки и рельефа снимаемой поверхности и определяются формулами:

                                            ;                                           (6)

,

где h – перепад высот:

                                             ;                                             (7)

.

, , , определяют в зависимости от масштаба съемки (Прил., Табл. 2). В данном проекте , , , .

;

Продольное и поперечное перекрытие получились такими большими, из-за большой разницы высот. В таких случаях весь участок делят на более мелкие так, что бы .

4.      Определение рабочей площади фотоснимка

Для работы снимки обрезаются слева и справа по , а с верху ми снизу по , так как центральная часть снимка (рабочая площадь) в максимальной степени свободна от искажений.

Рабочая площадь определяется параметрами на снимке:

                                           ;                                            (8)

                                           ,                                            (9)

а на карте:

                                         ;                                            (10)

где  - рабочая площадь в продольном направлении.

                                                                                                (11)

где  - рабочая площадь в поперечном направлении.

Рабочая площадь равна:

Следовательно, в данном техническом проекте по составлению АФС рабочая площадь снимка составит:

;

;

;

;

5.      Расчет количества маршрутов и снимков

Количество маршрутов определяется формулой:

                                           ,                                               (12)

где  – это расстояние между северной и южной границей участка.

Следовательно, на моем участке:

.

Количество снимков в одном маршруте равно:

                                             ,                                                (13)

где  – расстояние между западной и восточной границей участка.

Следовательно, на моем участке в одном маршруте:

Всего на моем участке необходимо сделать:

6.      Расчет максимальной выдержки

Необходимо рассчитать общую длину пути и определиться с видом летательного аппарата. Длина складывается из пути от аэродрома до указания его на карте и расстояния от этой точки до середины моего участка, умноженного на два. Таким образом, длина пути для данного проекта равна:

Для прохождения такого пути удобным летательным аппаратом будет самолет ТУ-134 со скоростью 250 км/ч (69444,44мм/с) (Прил., Табл. 2).

После этого рассчитывается максимальная выдержка по формуле:

                                 ,                                       (14)

где wк – крейсерская скорость

В данном случае:

В наше время можно осуществить выдержку >0,001сек, значит можно легко осуществить.

Определение промежутка времени между фотографированиями зависит от следующих показателей: азимут и скорость ветра, скорость и направление движения летательного аппарата (справа налево или слева направо). Поэтому, необходимо определить скорость движения летательного аппарата до разворота (движение слева направо) и после разворота (движение справа налево).

7.      Вычисление промежутка времени между моментами фотографирования

В общем случае:

      при движении с запада на восток –  ,                                  (15)

      при движении с востока на запад – ,                                  (16)

Скорость самолета для данного участка:

1.      при движении слева направо

по теореме cos:

Так как Wк<Wв , то продольное перекрытии будет меньше рассчитанного. Поэтому нужно пересчитать промежуток времени между моментом фотографирования.

2.      при движении справа налево

по теореме cos:

Значит, промежуток времени между фотографированиями составит:

;

Смаз на снимках определяется по формуле:

Смаз при движении с запада на восток: 

Смаз при движении с востока на запад:  

Допустимый смаз 0,15.

При полете на восток смаз уменьшается, но перекрытие становится меньше. Это происходит из-за того, что Wк<Wв

Определить Рх при движении на восток можно по формуле:

Допустимое  , в данном условие выполняется. И снимки можно не отбраковывать.

8.      Определение общего времени съемки

Общее время съемки определяется следующими формулами:

                                     ;                                            (19)

где - время полета при фотографировании участка;

- время полета от аэродрома до середины участка и обратно;

- время всех разворотов самолета

                                  ,                                                       (20)

где - длинна маршрута;

                      ;                                                      (21)

где - расстояние от аэродрома до середины участка;

                                                                                          (22)

где - расстояние от аэродрома до середины участка

Для данного участка общее время составит:

         ,

где 

       ;

9.      Составление схемы маршрутов и выбор опорных точек

Схемы маршрутов составляют по исходной карте следующим образом: с запада на восток и обратно. Если это невозможно, то время выбирается таким, чтобы снизить влияние солнца. От северной границы откладывают величину и прокладывают первый маршрут. От первого маршрута, через величину , откладывают второй маршрут, так продолжают прокладывать маршруты до южной границы. Если до неё остается расстояние большее , то прокладывается еще один маршрут через величину . На каждом маршруте от границ участка откладывается величина . Полученные точки и будут началом и концом маршрутов. В пределах этих областей отмечают наземные ориентиры:

      дороги;

      населенные пункты;

      границы контуров;

      водотоки.

10. Геодезическое обеспечение

Для трансформирования снимков необходимо иметь на каждом снимке 4 точки с известными координатами. Обычно эти координаты определяются традиционным методом или с применением метода фототриангуляции. С учетом этого на каждое звено из четырех стереопар нужно иметь как минимум 4 точки.  Для этого на схеме маршрутов выделяются рабочие площади снимков и делятся на звенья по 4 стереопары.

Определение рабочей площади следующим образом:

За пределы северной границы участка отступаем . Следующая разграничительная линия проходит посередине между маршрутами. От последнего маршрута отступают и проводят южную границу рабочих площадей.

От начала маршрута откладываются звенья по (от западной границы ) Далее в каждом звене выделяют по 4 точки с известными координатами(в данном проекте таких точек 34264). Точки желательно выбирать на границах звеньев, для того что бы они служили своему и соседнему звеньям. Если в звене имеются геодезические пункты, то используют их, где бы они не располагались. Если геодезических пунктов недостаточно, то в нужном месте выбираются хорошо опознаваемые точки. Наиболее надежными являются точки пересечения дорог, ручьев, рек, ЛЭП и т.д. Если в пределах области нет таких точек, то можно брать вершины холмов или создать такие точки самим. Все точки должны быть хорошо опознаваемы с самолета. В дальнейшем, необходимо определить координаты этих точек любым известным методом (наиболее удобный – метод навигации GPS или NAVSTAR). Так же, необходимо отметить на кальке положение ближайшего к участку съемки пункта ГГС, служащего для привязки сети триангуляции, создаваемой на основе всех раннее выбранных точек. В данном проекте это пункт ГГС с отметкой 151,7 (г.Мелколесье)

4

Заключение

В данном проекте была представлена работа по выбору параметров, оценке качества, получения качественных и количественных показателей АФС.

Основные преимущества АФС по сравнению с другими методами получения данных об объекте это:

      объективность;

      высокая информативность;

      сокращение объема полевых геодезических работ;

      максимальные возможности для автоматизации процесса.

4

Список литературы

4

Приложение

Таблица 1

Зависимости коэффициентов

Таблица 2

Характеристики летательных аппаратов

4