Технология организации работ по созданию топографической карты масштаба 1:10 000 на объект "Калининский район". Аэрофотосъемочные работы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный Университет Геодезии и Картографии.

МИИГАИК

Курсовой проект

«Технология организации работ по созданию топографической карты масштаба 1:10 000 на объект «Калининский район»

Часть 1

Аэрофотосъемочные работы

Кафедра АКС

Студентка ФПКиФ III-6

Гунченко О.В.

Москва, 2010 г.

Содержание

Введение

1. Характеристика объекта съемки

1.1 Исходные данные

1.2 Административно-экономическая характеристика района

1.3 Физико-географическая характеристика района

2. Проектирование аэрофотосъемочных работ

2.1 Расчет функции передачи модуляции (ФПМ)

2.2 Экспонометрический расчет по срокам съемки

2.3 Разбивка объекта на съемочные участки

2.4 Расчет аэрофотосъемочных параметров

2.5 Расчет производительности работ

Введение

Данная работа является заключительной работой по курсу аэрокосмических съемок и представляет собой комплекс вопросов по проектированию съемки с целью создания карты. Задачей данного проекта является практическое применение полученных навыков и знаний на протяжении изучения курса аэрокосмических съемок.

В представленном проекте описано техническое проектирование аэрофотосъемки на объекте, расположенном в Калининском районе Саратовской области. Объект съемки, отмеченный на карте масштаба 1:500 000, расположен на средних широте и долготе ц=51^о30' и л=51^о30' на Приволжской возвышенности. Сама съемка производится с помощью самолета АН-20 с АФА на борту с фокусным расстоянием f=75мм и диафрагменным числом no=6,7 с использованием светофильтра.

В работе рассчитана функция передачи модуляции (ФПМ), которая прогнозирует количество потерь сигнала, и пограничная характеристика пленки, приведены графики ФПМ, произведен экспонометрический расчет на сентябрь (1.09, 10.09, 20.09, 30.09) на время 10,12,14,16,18 и 20 часов, а также приведены графики выдержек и световой энергии. Также была произведена разбивка объекта на участки - трапеции масштаба 1:25 000 - и расчет аэрофотосъемочных параметров и производительности работ как для участков, так и для всего объекта. Приводится теория по расчету вышеперечисленных пунктов, административно - экономическая и физико - географическая характеристики района.

1. Характеристика объекта съемки

1.1 Исходные данные

-Масштаб карты М_к= 1:500 000

-Сечение рельефаh_p = 50м

-Масштаб съемочной трапецииМ_т= 1:25000

-Масштаб создаваемой карты М_с= 1:10000

-Масштаб фотографирования М_ф=1:16000

-Фокусное расстояние аэрофотосъёмкиf_k= 140мм

-Высота фотографирования H=f*Mф Нф=2240м

-Средняя точка съёмки:

-долгота 44^о30'

-широта 51^о30'

-Размер кадра l_x*l_y=230*230 мм

-Путевая скоростьW=520

-Тип самолётаАН-30

-Запас авиагорючего 7 200л

-Расход горючего1000л/час

-Навигационный запас горючего1,5 ч

-Расход:

	Проявитель, л/м2	Фиксаж, л/м2
Пленка	0,75	0,90
Фотобумага	0,65	0,50

-Количество листов печатей3

-Процент брака на печать снимков:

Накидной монтаж 5%

Фотограмметрия 10%

Фотосхема 15%

-Количество сдаваемых комплексов аэроснимка 3 (монтаж, фотосхема,

фотограмметрия)

-Относительное отверстие объектива n_o=6,7

-Длина волны л=0,557 мкм

-Выдержка

-Коэффициент яркости объекта ro=0,25

-Коэффициент яркости фона rф=0,13

-Коэффициент яркости дымки ч=0,05

-Разрешение пленки Rпл=150 мм^-1

-Светочувствительность пленки S_0,85=850

-Кратность светофильтра q=1,8

-Коэфициент пропускания объектива То=0,85

-Коэффициент виньетирования Тв=0,91

Номенклатура трапеций масштаба 1:25 000 объекта съемки.

Имеется исходная карта масштаба 1:500 000 с номенлатурой М-44-А, на которой нам задан объект съемки. Карта этого масштаба получена из карты М-44 масштаба 1:1 000 000. Находим листы карт масштаба 1:100 000, соответствующих объекту съемки.

М-38

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48
49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60
61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71	72
73	74	75	76	77	78	79	80	81	82	83	84
85	86	87	88	89	90	91	92	93	94	95	96
97	98	99	100	101	102	103	104	105	106	107	108
109	110	111	112	113	114	115	116	117	118	119	120
121	122	123	124	125	126	127	128	129	130	131	132
133	134	135	136	137	138	139	140	141	142	143	144

Из 1 листа карты масштаба 1:100 000 получаем 4 карты масштаба 1:50 000.

аэрофотосъемочный экспонометрический проектирование

М-44-4

А	Б
В	Г

Из 1 листа карты масштаба 1:50 000 получаем 4 карты искомого масштаба 1:25 000.

М-44-4-А

а	б
в	г

Получили трапецию масштаба 1:25 000 с номенклатурой М-44-4-А-а

№	Номенклатура	hmax(м)	hmin(м)	hсред(м)
1	М-44-4-А-а	200	150	175
2	А-б	225	150	187,5
3	М-38-5-А-в	205	170	187,5
4	М-38-5-А-г	200	170	185
5	М-38-5-Б-а	230	190	210
6	М-38-5-Б-б	225	190	207,5
7	М-38-5-Б-в	200	166	183
8	М-38-5-Б-г	190	170	180
9	М-38-5-В-а	168	162	165
10	М-38-5-В-б	165	162	163,5
11	М-38-5-В-в	168	162	165
12	М-38-5-В-г	165	162	163,5
13	М-38-5-Г-а	165	162	163,5
14	М-38-5-Г-б	175	165	170
15	М-38-5-Г-в	164	162	163
16	М-38-5-Г-д	165	162	163,5
17	М-44-5-А-а	207	195	201
18	М-38-6-А-б	206	195	200,5
19	М-38-6-А-в	195	170	182,5
20	М-38-6-А-г	195	170	182,5
21	М-38-6-Б-а	200	195	197,5
22	М-38-6-Б-б	205	200	202,5
23	М-38-6-Б-в	195	190	192,5
24	М-38-6-Б-г	204	199	201,5
25	М-38-6-В-а	191	175	183
26	М-38-6-В-б	198	170	183
27	М-38-6-В-в	175	162	168,5
28	М-38-6-В-г	176	168	172
29	М-38-6-Г-а	200	190	195
30	М-38-6-Г-б	200	182	191
31	М-38-6-Г-в	178	175	176,5
32	М-38-6-Г-г	178	175	176,5
33	М-44-16-А-а	163	160	161,5
34	М-38-17-А-б	162	160	161
35	М-38-17-А-в	167	160	163,5
36	М-38-17-А-г	167	160	163,5
37	М-38-17-Б-а	162	160	161
38	М-38-17-Б-б	162	160	161
39	М-38-17-Б-в	180	174	177
40	М-38-17-Б-г	180	174	177
41	М-38-17-В-а	181	165	173
42	М-38-17-В-б	182	170	178,5
43	М-38-17-В-в	195	175	185
44	М-38-17-В-г	195	175	185
45	М-38-17-Г-а	196	175	185,5
46	М-38-17-Г-б	195	176	185,5
47	М-38-17-Г-в	195	175	185
48	М-38-17-Г-г	202	175	189
49	М-44-17-А-а	175	162	168,5
50	М-38-18-А-б	174	165	169,5
51	М-38-18-А-в	184	175
52	М-38-18-А-г	209	189	199
53	М-38-18-Б-а	190	174	182
54	М-38-18-Б-б	200	190	195
55	М-38-18-Б-в	200	180	190
56	М-38-18-Б-г	200	190	195
57	М-38-18-В-а	195	176	185,5
58	М-38-18-В-б	200	195	197,5
59	М-38-18-В-в	200	180	190
60	М-38-18-В-г	205	180	192,5
61	М-38-18-Г-а	200	195	197,5
62	М-38-18-Г-б	205	195	200
63	М-38-18-Г-в	200	195	197,5
64	М-38-18-Г-г	205	195	200
65	М-44-18-А-а	230	200	215
66	М-38-29-А-б	220	210	215
67	М-38-29-А-в	210	200	205
68	М-38-29-А-г	250	210	230
69	М-38-29-Б-а	270	210	240
70	М-38-29-Б-б	295	270	282,5
71	М-38-29-Б-в	270	250	260
72	М-38-29-Б-г	276	250	263
73	М-38-29-В-а	210	200	205
74	М-38-29-В-б	250	210	230
75	М-38-29-В-в	225	220	222,5
76	М-38-29-В-г	230	225	227,5
77	М-38-29-Г-а	250	225	237
78	М-38-29-Г-б	245	218	231,5
79	М-38-29-Г-в	225	220	222,5
80	М-38-29-Г-г	225	220	222,5

1.2 Административно-экономическая характеристика района

Район съемки расположен на территории Саратовской области, в Калининском районе с одноименным центром в 121 км от Саратова - городом Калининском (население 20 тыс. человек). Население всего района 41,1 тыс. человек. Другой крупный населенный пункт на территории снимаемого объекта - поселок городского типа Лысые Горы(население 7 тыс. человек). На территории большое количество слабозаселенных деревень и поселков.

Основная специализация района - пищевая и химическая промышленность (Калининск). На территории занимаются сельскохозяйственной деятельностью: выращиванием зерновых культур (пшеница, рожь, просо), мясомолочным животноводством (крупный рогатый скот) и птицеводством. Как следствие, окружающие территории - обрабатываемые. Основные предприятия на территории района: молочно-консервный комбинат, птицекомбинат, заводы: пивоваренный, авторемонтный, резиновых изделий, кирпичный. Большинство из них находится в Калининске. В поселке городского типа Лысые горы расположены заводы: молочный, консервный, бетонный, кирпичный; инкубаторная станция, птицефабрика. Имеются полезные ископаемые: месторождения нефти и газа, добываются глины, щебень и глауконитовый песок.

В районе работают спортивная, художественная и 4 музыкальные школы. Имеются 8 народных коллективов художественного творчества. В Калининске находится старейшее в Саратовской области училище механизации сельского хозяйства, которое готовит механизаторов широкого профиля.

Через Калиниск (конечная станция) и Лысые Горы проходит железная дорога, соединяющая вышеперечисленные нас. пункты с Саратовым. Дорога одноколейная. Мимо Калиниска проходит трасса на Воронеж. Обширная сеть автомобильных и грунтовых дорог, соединяющих населенные пункты, по всей территории съемки.

1.3 Физико-географическая характеристика района

Территория расположена на правобережье Волги, в северной части Нижнего Поволжья на западных отрогах Приволжской возвышенности на средней широте ц=51^о30' и долготе л=44^о30'. Район расположен в степной зоне в бассейне р.Медведица, с мягкими природными чертами. Преобладают равнины, перепады высот 100-300 м над уровенной поверхностью. Почва на территории района - чернозем обыкновенный, благоприятный для выращивания культур.

По территории района протекают 2 относительно крупных реки: Медведица(левый приток Дона) и Баланда(правый приток Медведицы). Река Медведица - Длина 745 км, площадь бассейна 34,7 тыс. кмІ. По преданию, название произошло от обилия водившихся по берегам медведей. Медведица берёт начало в Саратовской области из двух ручьёв. Примерно в 30-ти километрах от истока находится большое водохранилище для сельскохозяйственных нужд. Примерно 1 километр шириной (у плотины) и 5--7 километров длиной. Первый крупный населённый пункт -- город Петровск. Другими городами расположенными на реке являются Аткарск (Саратовская область), Жирновск (Волгоградская область) и Михайловка. От Аткарска вниз по течению возможно передвижение по реке на байдарках. На реке в селе Фомёнково построена малая ГЭС. Баландам (с древнетюрского языка -- рыбная река) -- река в Саратовской и Волгоградской областях России, протекает по Екатериновскому, Калининскому и Лысогорскому районам. Длина -- 164 км, площадь бассейна -- 1 900 кмІ. Берёт начало на водоразделе рек Хопер и Медведица близ села Упоровка. Впадает в Медведицу у села Симоновна. В среднем течении реки находятся (расположены) село Большая Ольшанка, город Калининск (в прошлом слобода Баланда). Питание реки преимущественно снеговое. Ранее вся долина реки была покрыта лесом. На территории объекта много мелких озер.

Климат в области умеренно континентальный: продолжительное сухое жаркое лето. Зима морозная, среднее количество дней с осадками -- 12--15 в месяц, с туманами в среднем 4--10 дней в месяц, метелями в среднем 4--10 дней в месяц. Весна короткая. В марте возможны метели, заносы на дорогах, в среднем 5--7 дней. Дней с туманами в марте в среднем 5--9. Весной, обычно с последней декады марта по третью декаду апреля, на дорогах с твёрдым покрытием вводится ограничение на движение большегрузного автотранспорта, начало которого приурочено к переходу среднесуточной температуры через 0. Осень не отличается из года в год постоянством погоды. Устойчивый снежный покров образуется в северных районах к 25 ноября, а в центральных и южных -- с 29 ноября по 8 декабря. Весна начинается в последней декаде марта. Лето длится 4,5 месяца и делится на три периода: «предлетье», «разгар» и «спад» лета. Осень начинается в середине сентября и продолжается до начала ноября. Зима начинается в первую декаду ноября.

Почти все земли, пригодные для земледелия, распаханы и засеяны зерновыми, кормовыми и техническими культурами. Большое значение для засушливого климата имеет лесоразведение. Посадки леса ведут лесхозы, колхозы и лесопосадочные станции. Все больше появляется лесных посадок вдоль железных и автомобильных дорог, в полях севооборота, по берегам оврагов и прудов, на песках, на улицах городов, поселков, деревень. В поймах рек луга чередуются с лесами. На лугах растут высокие травы с яркими цветами: чина луговая, кровохлебка, подмаренник и другие, из злаков -- пырей, костер. Луга -- лучшие сенокосные угодья. Поймы используются и под огороды. На Приволжской возвышенности по балкам и оврагам встречаются байрачные леса; в них растут дуб, береза, осина, вяз, липа. Южнее, в заволжских степях, на темно-каштановых почвах преобладает ковыль Лессинга (ковылок) и типчак. Разнотравье обеднено: астрагалы, гвоздика, птицемлечник, полынь австрийская (полынок) и другие.

Из полезных ископаемых в области разведано более 40 малых нефтяных и газовых (значительны Степновское и Урицкое) месторождений, при неизученности основной части перспективных районов. Разведано множество месторождений горючего сланца, в том числе крупное Озинское, месторождения качественного цементного сырья, фосфоритов, строительных, балластных и стекольных песков, строительных глин и камня.

2. Проектирование аэрофотосъемочных работ

2.1 Расчет функции передачи модуляции (ФПМ)

При выполнении аэрофотосъемочных работ и использовании материалов аэросъёмки для решения широкого круга задач чрезвычайно важное значение приобретает способность аэросъёмочной системы воспроизводить с определённым контрастом мелкие детали ландшафта. Количественно эту способность можно оценить с помощью минимального размера объекта на местности L_м (мм), который может быть зафиксирован на снимке с помощью данной аэросъёмочной системы:

L_м=

Н_ф - высота фотографирования (м);

R_м- разрешающая способность аэросъёмочной системы (мм^-1);

f-фокусное расстояние объектива АФА (м).

Чем меньше значение L тем выше качество изображения. Из выражения видно, что при постоянном отношении H/f разрешение на местности растёт с увеличением R_м Следовательно, для оценки изобразительного качества аэрофотосъёмочной системы достаточно оценить её разрешающую способность, которая зависит от целого ряда факторов, таких как яркостные характеристики снимаемых объектов, характеристики атмосферы, условия визирования, характеристики оптической системы и фотоплёнки. Таким образом, аэрофотосъёмочную систему можно рассматривать как совокупность отдельных элементов (атмосфера, сдвиг изображения, оптическая система, фотоплёнка), каждый из которых, обладая ограниченными возможностями по передачи мелких деталей, снижает разрешающую способность системы в целом.

По определению, разрешающая способность - это способность системы передавать раздельно мелкие детали изображения. Различимость же мелких деталей непосредственно связана с контрастом между соседними элементами изображения (объектом и фоном): если контраст меньше величины порогового контраста приёмника (глаза, фотоплёнки, фотопреобразователя и т. д.), то объект и фон неразличимы. Однако контраст изображения на выходе системы зависит не только от яркостных свойств объекта (изображения на входе), но и от пространственной частоты. Так, при фотографировании миры с постоянным контрастом, но с увеличивающейся пространственной частотой N, контраст изображения миры на выходе системы уменьшается с увеличением N, то есть изображение миры передается с уменьшением яркостных различий. Функция, характеризующая снижение контраста изображения на выходе системы по отношению к контрасту изображения на входе в зависимости от пространственной частоты N. называется функцией передачи модуляции (ФПМ). ФПМ прогнозирует количество потерь сигнала.

ФПМ аэрофотосъёмочной системы, звеньями которой являются атмосфера, сдвиг изображения и оптическая система АФА, описывается выражением:

T(N)_c=T(N)_o.T(N)_w.T(N)_A.T(N)_пл

T(N)o - ФПМ объектива;

T(N)w - ФПМ сдвига изображения при съёмке;

T(N)_A - ФПМ атмосферы;

T(N)_пл - ФПМ фотоплёнки.

ФПМ объектива T(N)o характеризует собой падение контраста оптического изображения К'(N) по сравнению с контрастом объекта при увеличении пространственной частоты N.



K'(N) и Kt(N) - соответственно значения контрастов оптического изображения и объекта при частоте N.

ФПМ аэрофотосъёмочных объективов определяют ещё па стадии их проектирования, однако наиболее объективные данные о передаточных свойствах реального объектива получают в результате непосредственных измерений ФПМ на электронно-оптической скамье. В результате исследования большого числа объективов была получена эмпирическая формула, позволяющая, не прибегая к эксперименту, определить ФПМ в зависимости от параметров объектива:

T(N)_o=(1-

no-знаменатель относительного отверстия объектива=6,7;

л-длина волны = 0,557 мкм;

N-пространственная частота;

k-постоянный коэффициент=0,0035;

в-половина угла поля зрения, ;

f-фокусное расстояние объектива=75 мм.

При выполнении аэрофотосъёмки вследствие линейных и угловых перемещений АФА возникает сдвиг изображения, который влияет на ФПМ аэросъёмочной системы, хотя и не является её физическим звеном. Сдвиг изображения определяется по формуле:



Для оценки влияния сдвига изображения на ФПМ фотографической системы используется следующая формула:

Где з-КПД затвора.

В нашем случае принимаем, что КПД затвора>0.75, тогда правым сомножителем можно пренебречь. Формула примет вид:

T(N)_w=

W- путевая скорость самолета (км/с);

t_в =выдержка (с);

- сдвиг изображения (мм),

N - пространственная частота (мм1),

Н -- высота фотографирования (км).

ФПМ атмосферы описывает коэффициент передачи контраста атмосферы. Вычисляется по формуле:

Tатм=

r_o=0.25 коэффициент яркости объекта

r_ф=0.13 коэффициент яркости фона

=0.05 коэффициент яркости дымки

Зная контраст объекта, ФПМ аэросъёмочной системы, можно найти контраст оптического изображения в фокальной плоскости:

K_t=

K'(N)_t=T(N)'.K_t, T(N)'= T(N)_o.T(N)_w.T(N)_A

Кt - контраст местности; и - интегральные коэффициенты яркости объекта и фона соответственно; К'(N)_t - контраст оптического изображения.

Вместо ФПМ пленки T(N)_пл для определения общей ФПМ определяют ФПМ порогового контраста пленки K(N)пл. ФПМ порогового контраста пленки это зависимость минимального контраста тест-объекта, необходимого для получения визуально различимого фотографического изображения, от пространственной частоты. Вычисляется по формуле:

K_п(N)=

где N- пространственная частота (мм);

R_пл- разрешающая способность фотоплёнки (мм) определена при контрасте изображения, равном 1.

д=(520*140*1/300)/(3,6*1500)=0,024 мм

Таблица вычислений функций передачи модуляции для N=0,5,10…50 мм^-1:

N	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
T(N)o	1	0,853	0,727	0,620	0,528	0,449	0,382	0,325	0,276	0,234	0,198
T(N)w	1	0,976	0,907	0,799	0,66	0,502	0,338	0,179	0,038	-	-
T(N)a	0,792	0,792	0,792	0,792	0,792	0,792	0,792	0,792	0,792	0,792	0,792
T(N)'	0,792	0,659	0,522	0,392	0,276	0,179	0,102	0,046	0,008	-	-
K'(N)t	0,198	0,165	0,131	0,098	0,069	0,045	0,026	0,012	0,002	-	-
K(N)пл	0	0,017	0,034	0,053	0,071	0,091	0,111	0,132	0,154	0,176	0,200

Разрешение на местности:

Rmax=20 мм^-1, определено по последующему графику.

L=1500м/(2*20мм^-1*0,075м)=500 мм.

График зависимости функции передачи модуляции от пространственной частоты N

2.2 Экспонометрический расчет по срокам съемки

Дана задача на вычисление выдержки для сентября для чисел 1.09, 10.09, 20.09, 30.09 на часы 8^h, 10^h, 12^h, 14^h, 16^h, 18^h и 20^h.

t_э =

Суммарная освещенность Eопределяется по формуле: E=E_p+Eп,

где E_p - рефлексная освещенность, вычисляется по формуле E_p=16300..

Прямая солнечная освещенность, создаваемая на каком -либо участке, рассчитывается по формуле Eп = 135000.sinh_o.10

135000лк - так называемая солнечная постоянная или освещенность на границе атмосферы.

h_o - высота стояния солнца

h_o=90-z_o

m=secz_o=cosecho

cosz_o =sinho= sin

где - широта места; =51⁰30'

t_o - часовой угол солнца

t_o=S_o+T^H-d-n+-

⁰ - склонение солнца , выбираемое по дате съёмки

S_o ^h- звездное время на полночь

- долгота места =44^о30'

n- часовой пояс, в котором производится съёмка

- прямое расстояние солнца

Таблица расчетов выдержек:

Чис-ло	Tмh	бoh	дoo	Soh	hoо	mа	En,лк	Ep,лк	EУ,лк	t,с
1.09	10	10h 41'	8o 18'	22h 41'	32,2	1,9	46723,86	11901,03	58624,89	1/213
	12				44,6	1,4	68275,35	13657,54	81932,89	1/298
	14				45,5	1,4	69713,43	13765,36	83478,79	1/304
	16				34,3	1,8	50553,13	12235,69	62788,82	1/229
	18				17,0	3,4	18034,3	8824,21	26858,56	1/98
	20				-1,5	-39,1	-2,8*10-7	-	-	-
10.09	10	11h 14'	4o 57'	23h 17'	29,8	2	42141,98	11484,27	53626,25	1/195
	12				41,5	1,5	63236,64	13271,69	76508,32	1/278
	14				42,1	1,5	64137,12	13341,61	77478,72	1/282
	16				31,0	1,9	44526,31	11703,51	56229,82	1/205
	18				14,0	4,1	12522,24	8003,22	20525,47	1/75
	20				-4,6	-12,5	-192585	-	-	-
20.09	10	11h 50'	1o 07'	23h 56'	26,8	2,2	36590,61	10951,43	47542,04	1/173
	12				37,9	1,6	57086,27	12781,97	69868,24	1/254
	14				38,2	1,6	57445,09	12811,15	70256,26	1/256
	16				27,3	2,2	37532,19	11044,21	48576,40	1/177
	18				10,5	5,5	6889,5	6944,05	13833,55	1/50
	20				-8,1	-7,1	-97590,7	-	-	-
30.09	10	12h 26'	-2o 47'	00h 36'	23,9	2,5	31028,74	10380,03	41408,76	1/151
	12				34,3	1,8	50620,8	12241,50	62862,30	1/229
	14				34,1	1,8	50265,91	12210,98	62476,89	1/227
	16				23,4	2,5	30110,05	10281,35	40391,40	1/147
	18				6,8	8,5	2247,806	5592,69	7840,50	1/29
	20				-11,8	-4,9	-85138,7	-	-	-



2.3 Разбивка объекта на съемочные участки

В задании на плановую аэрофотосъемку, предназначенную для составления топографической карты, указывают номенклатуру съемочных трапеций, входящих в объект фотографирования, масштаб аэрофотографирования и создаваемой топографической карты, комплект аэрофотосъемочного оборудования ( тип, фокусное расстояние аэрофотоаппарата, необходимость применения специальных приборов), календарные сроки производства аэрофотосъемки и состояние подстилающей поверхности района работ во время фотографирования Иногда могут быть включены некоторые дополнительные требования .

На основе этих данных вся площадь объекта аэрофотосъемки разбивается на съемочные участки, границы которых совпадают с рамками трапеций топографических карт. Наименьшим съемочным участком является число съемочных трапеций определенного масштаба, зависящих от масштаба создаваемой карты и регламентированное таблицей 1.

Таблица 1.

Масштаб создаваемой карты	Масштаб трапеции наименьшего участка (съёмочная трапеция)	Количество трапеций в наименьшем участке
1: 100 000	1: 100 000	2
1: 50 000	1: 100 000	1
1: 25 000	1: 50 000	1
1: 10 000	1: 25 000	1
1: 5000	1: 1000	1
1: 1000, 1: 500	В границах объекта, но не менее 1км

Для фотографирования местности обычно принимают аэрофотоаппараты с фокусным расстоянием от 50 до 500мм .Равнинные и холмистые районы фотографируют короткофокусными АФА с большим углом поля зрения , чтобы согласно формуле 1.1 обеспечить ,необходимую точность определения высот. Горные и высокогорные районы фотографируют АФА с фокусным расстоянием 100 до 500 мм. Масштаб фотографирования и соответственно АФА представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2. Масштаб фотографирования для составления фотопланов

Масштаб фотопланов	Масштаб аэросъёмки Мф	Фокусное расстояние АФА()мм
1: 500	1:20 000 1:15 000 1: 10 000	100, 200 350 350, 200
1: 2000	1: 8000 1: 4500	500, 350 200

Таблица 3. Масштаб фотографирования для создания карты по стерео по графическим методом

Масштаб карты	Масштаб аэросъёмки	Фокусное расстояние АФА(мм)	Сечение рельефа(м)
1: 5000	1: 6500 1: 10 000 1: 12 000	70 100 70	0.5 1.0 1.0
1: 10 000	1: 15 000 1: 25 000	100, 70	2.5
1: 25 000	1: 30 000	100 - 200	5

Наименьшие участки объединяются в один съёмочный участок максимально возможной длины и ширины участка (таблица 1.4)

Таблица 4.

Масштаб фотометра Мф	Длина маршрута Lx(км)	Максимальная широтасъемочного участка
		Число трапеции	Ly(км)
1:100 000 1:75 000	160	1-2 тр 1:100 000	35 - 75
1:70 000 1:41 000	105	1(1:100 000)	37
1:40 000 1:26 000	55	2(1:50 000)	18 - 37
1:25 000 1:15 000	40	3(1:25 000)	18 - 27
1:10 000	17	4(1: 10 000)	9 - 18
1: 5000	8	4(1: 5000)	7 - 9

Длина по средней параллели L_ц для трапеции масштаба 1: 100000=34,85км Для трапеции масштаба 1: 25000 L_ц =34,85:4=8,7км

Длина по меридиану L_л для трапеции масштаба 1: 100000=37.1км

Для трапеции масштаба 1:25000 L_л =37.1:4=9.3км

Определение максимальных размеров участок Lx и Ly:

Количество трапеции

L_ц =8,7км

L_л =9,3км

m= = = 4 - число трапеций по параллели.

n===3 - число трапеций по меридиану.

Площадь трапеции масштаба 1:100000 для трапеции с широтой северной рамки трапеции 52^o равна Р_т=1292,0 км²

Тогда площадь трапеции масштаба 1:25000 равна: Р_т==80.7 км²

Высота фотографии : Н_ф=М_ф*f=20000*0.075=1500 м

Формирование участок рельефа:

hcp i+1- hcp i<=0.1Hф

где Hф=1500м

Тогда hcp i+1- hcp i<=0.1Hф=150м

Ширина пленки 0.23м

lx=ly= 23см

lпл = 60м

Мы делим объект на 8 участков :

1-ый участок: трапеции 1-10, 13, 14.

2-ой участок: трапеции 17-26, 29, 30.

3-ий участок: трапеции 11, 12, 15, 16, 33-40.

4-ый участок: трапеции 27, 28, 31, 32, 49-56.

5-ый участок: трапеции 41-48, 65, 66, 69, 70.

6-ой участок: трапеции 57-64, 81, 82, 85, 86.

7-ой участок: трапеции 67, 68, 71, 72, 73-80.

8-ой участок: трапеции 83, 84, 87, 88, 89-96.

2.4 Расчет аэрофотосъемочных параметров

Учета только линейных размеров недостаточно для формирования участка съемки. Основным критерием при разбивке съемочных участков является рельеф местности. Для учета рельефа на каждой съемочной трапеции вычисляется средний уровень трапеции

И критерий рельефа

где hmax и hmin - максимальная и минимальная отметки местности трапеции

Н_ф - высота фотографирования над средней плоскостью участка

Н_ф = М_ф .

Средняя плоскость съемочного участка определяется по максимальной и минимальной отметками всего участка:

После вычисления средних отметок трапеций объект съемки разбивается на съемочные участки. Для этого согласно масштабу фотографирования по таблице 4 определяются максимальные размеры участка Lx и Ly. Максимальное число трапеций по длине участка и ширине рассчитывается по формулам и , исходя из соответствующих размеров съемочной трапеции.

где m - число трапеций с востока на запад (длина участка);

n - число трапеций с севера на юг (ширина участка)

Минимальный размер съемочного участка не может быть меньше одной съемочной трапеции. Учитывая максимальные размеры участка, в него объединяют трапеции, разница средних уровней которых не превышает 0,1Нф для равнины и 0,2Нф для гор. К горным относятся трапеции, коэффициент которых Кр превышает 0,2.

Абсолютная высота для каждого участка равна:

Расчетное перекрытие устанавливается исходя из масштаба фотографирования, колебаний рельефа местности и применяемого навигационного оборудования. Величина продольного расчетного перекрытия определяется формулой:



где - минимальное перекрытие, - поправки за рельеф, - навигационная поправка за ошибку самолетовождения.

Поправка за рельеф в перекрытии аэрофотоснимков рассчитывается по формуле:

где - перекрытие без учета поправки за рельеф;

- отклонение экстремальных высот местности в пределах съемочного участка от средней плоскости участка.

Величина навигационной поправки зависит от масштаба фотографирования:

1: 5000 =6%

1: 10000 =5%

1: 25 000 = 4%

1: 35 000 =2%

Отклонения продольного перекрытия от заданного не должны превышать величину, приведенную в таблице 5.

Таблица 5.

Заданное % Рх0	Минимальное % рх	Максимальное % рх
60	56	66	70
90	89	92	93

Поперечное перекрытие рассчитывается согласно таблице 6.

Таблица 6.

Масштаб фотографирования	Ру (расчётное) %	Ру минимальное	Ру максимальное
1: 25 000 и менее	30+70		Ру+10%
1: 25 000 - 1: 10 000	35+65	20%	Ру+15%
Крупнее 1: 10 000	40+60		Ру+20%

Здесь - наибольшее отклонение точек местности от средней плоскости съемочного участка.

При составлении технического проекта на объект рассчитываются такие показатели, как площадь объекта, количество маршрутов, аэроснимков, потребность в фотоматериалах

Размеры съемочного участка определяют исходя из размеров соответствующих трапеций и их числа. Если в участке с востока на запад будет m трапеций, а с севера на юг п рядов, то соответственно длина участка и ширина определяется как

(1.8)

где ,- линейные размеры съемочной трапеции по параллели и по меридиану. Площадь участка равна:

где Р_т - площадь трапеции, i - их количество.

Размеры съемочной трапеции рассчитываются исходя из размеров трапеции масштаба 1: 100000, которые берутся из таблиц. Если съемочный участок не прямолинейный то вычисляют отдельно его прямолинейные составляющие.

Для вычисления числа съемочных маршрутов и аэроснимков необходимо вычислить продольный Вх, и поперечный Ву базисы фотографирования по формулам:

lx , ly - соответственно продольный и поперечный размер снимка;

Мф - масштаб фотографирования;

рх, py - продольное и поперечное перекрытие в процентах.

Для выдерживания в полете заданных перекрытий аэроснимков необходимо знать базисные вертикальные углы, под которыми с высоты фотографирования наблюдаются на местности продольный и поперечный базисы фотографирования. Различают продольный базисный угол , и поперечный базисный угол . Продольный базисный угол необходим для измерения интервала фотографирования, поперечный - для выполнения бокового визирования на ось соседнего съёмочного маршрута.Вычисляются эти углы по формулам:

Расчет углов производится по стороне снимка lx, ly, фокусному расстоянию АФА - f и заданному перекрытию рх, ру.

Определив величину Вx, и Вy, вычисляют количество аэроснимков в маршруте Nx и число маршрутов Ny:

где N3 - количество зарамочных снимков (обычно N3=4).

Зарамочные аэроснимки необходимы для обеспечения границ участка, перпендикулярных съемочным маршрутам, одним базисом фотографирования; j - число внешних продольных границ съемочного участка. В случае, когда >0,2Нф j равно 2 для каждого участка. В случае, когда <0,2Нф ,одна из продольных границ является общей для смежных участков.

Для обеспечения продольных границ участка, параллельных съемочным маршрутам, крайние маршруты должны проходить по внешним границам объекта или внешним границам участков, если эти участки фотографируются в разное время года. Чтобы избежать разрывов в перекрытии аэроснимков в горах, необходимо при нанесении на карту осей съемочных маршрутов рассчитывать поперечный базис фотографирования В, исходя из среднего уровня каждого маршрута, а не из среднего уровня участка, как это делается при съемке равнинной местности, те при вычислении расчетного перекрытия по данным таблицы 6 величину следует определять относительно среднего уровня каждого маршрута съемки.

Общее количество аэроснимков на участке съемки определяется как:

Или

где Kс=l,l для равнины и Кс=1,15 для горной местности.

Р_{у -} площадь участка в км2

Рпр- площадь продольного перекрытия в км2

Зная общее количество аэроснимков на участке, рассчитывают потребность фотографических материалов, расход которых зависит от масштаба съемки и рельефа местности.

Количество катушек пленки, необходимых для выполнения съемки, при формате кадра 18 х 18 см, рассчитывается по формуле:

N - общее число снимков;

l_пл- длина одной катушки аэропленки (в нашем случае 60 м).

Площадь аэрофотопленки в квадратных метрах определяется формулой:

Количество погонных метров пленки для регистрации показаний радиовысотомера рассчитывается исходя из числа аэроснимков (= 0.06N , а для статоскопа - исходя из времени пребывания самолета на съемочном участке и скорости протяжки пленки, равной 1.1м/час, ).При этом предусмотрены технологические отходы пленки на одну катушку: для радиовысотомера 1м, при общей длине 20м, для статоскопа 0,8м, при общей длине катушки 10м. Нeобходимое количество листов фотобумаги N_б определяют по специальным нормативным таблицам или вычисляют, используя общее число снимков N на объект ( участка) и нормы технологических отходов, выраженные в процентах к % объему печатаемых и сдаваемых заказчику аэроснимков (таблица 7)

Таблица 7.

АФА()мм	Черно-белая печать
	Для накидного монтажа	Для сдачи заказчику	Для фотосхемы
55	7%	15%	20%
70	6%	12%	17%
100	5%	10%	15%
150	6%	9%	13%

Для определения необходимого количества фотохимикатов используют нормы их расхода, приведенные в таблице 8 и общее число фотоматериала, подлежащего фотохимической обработке.

Таблица 8.

Виды раствора	Единицы измерений	Расход на 1 м2
		фотоплёнки	фотобумаги
Проявитель	литр	0,75	0,60
Чибисова	-»-	0,90	0,50
Проявитель АСП	-»-	0,90	0,50
Фиксаж

2.5 Расчет производительности работ

Под производительностью аэрофотосъемочного экипажа подразумевают площадь, снимаемую за единицу времени. Различают съемочную Пс и валовую производительность Пв. Съемочная производительность - количество квадратных километров земной поверхности, сфотографированной за 1 час съемочного времени tc. Валовая производительность определяется по всему летному времени (валовому) и суммарной площади объекта Р_об

Съемочная производительность определяется в зависимости от крейсерской скорости самолета, длины съемочных маршрутов и расстояния между ними по специальным номограммам или так называемой «эффективной» скорости полета Vэ, включающей в себя затраты времени на выполнение эволюции при переходе с одного маршрута на другой , приведение гиростабилизирующей установки в рабочий режим (120 с ) и выполнение полета по маршруту

Где - суммарная длина маршрутов на участке (объекте)

- длина одного АФС маршрута

Эффективная скорость выбирается из специальных таблиц по величине Bу и длине маршрута Lx для конкретного летательного аппарата.

Валовое летное время t_вл включает в себя, кроме съемочного времени tc, время долета tд и возвращения tп от аэродрома до участка и обратно, а также время на выполнение аэросъемочных промеров при неавтоматизированном методе съемки.

Время долета и возвращения определяется по расстоянию Sд от аэродрома базирования до середины каждого съемочного участка. Зная расстояние долета Sд до участка съемки, время долета и возвращения (2tд) выбирается из таблицы по абсолютной высоте полета на участке съемки. Валовая производительность и время на выполнение съемки определяется по формуле:

Где t_вл =t_с+2tд

Валовая производительность на всем объекте определяется путем деления суммарной площади объекта на валовое летное время, затраченное для фотографирования всего объекта

Число вылетов на съемочный участок определяется путем деления съемочного времени участка на максимальную съемочную продолжительность одного вылета tmax:

Где tмах = t_з.г - (2t_д+t_н)

t_з.г - продолжительность полета с полным запасом горючего

t_н - выраженный во времени навигационный запас горючего, обеспечивающий полет на запасной аэродром при ухудшении погоды и т.д.

Навигационный запас горючего регламентируется в зависимости от района съемки, но во всех случаях не должен быть меньше чем на 1 час полета.

Число вылетов в один съемочный день можно определить, зная продолжительность съемочного дня Т_Сд т. е. время между положением солнца выше 20° над горизонтом при его восходе и заходе, в каждом месяце.

Где =

- время начала съёмки

- время окончания съёмки

Общее валовое время для съемки всего объекта определяется, как сумма валового времени по участкам, умноженная на коэффициент, учитывающий погодные условия:

а съемочное время, как сумма съемочного времени каждого из участков:

С целью рационального использования съемочного периода и обеспечения высокого качества фотографического материала аэрофотосъемка выполняется при высоте солнца не менее h_®=20°, что соответствует длине тени на равнине 2,7 длины предмета, и h₀=25° и длине тени 2,1 длины предмета для гор.

Для определения времени начала Тнс и окончания Ткс съемки составлены специальные таблицы , вводными величинами для которых является географическая широта, долгота места и дата фотографирования, а также высота солнца над горизонтом h₀

Для определения времени Тнс и Ткс необходимо для конкретной даты съемки и величины h_® (или тени) по известной широте места фотографирования из таблицы (приложение 9) выбрать время начала Т_н^г и Т_к^г окончания съемки. Взятое из таблицы время относится к гринвичскому меридиану, поэтому для перехода к московскому времени необходимо учесть поправку за долготу, выраженную во времени:

Где

Размещено на Allbest.ru