Расчет основных параметров аэрофотосъемки

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д. Н. Прянишникова

 

Факультет заочного обучения

Кафедра геодезии и мелиорации

 

 

Контрольная работа

по дисциплине «Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2015

 

Оглавление

Пояснительная записка……………………………………………………..

Картограмма объекта аэрофотосъемки…………………………….

Расчет основных параметров аэрофотосъемки………………………….

Бланк технического проекта…………………………………………..

Рабочая карта аэрофотосъемки участка местности…………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

Для расчета плановой аэрофотосъемки участка местности необходимо иметь следующие исходные материалы и параметры:

1. Топографическая карта масштаба 1:100 000 (рабочая карта);
2. Номенклатура съемочного участка;
3. Масштаб фотографирования (1:m);
4. Масштаб создаваемой топографической карты (1:М);
5. Фокусное расстояние камеры аэрофотоаппарата (fk);
6. Формат кадра (lx ∙ ly);
7. Нормативное продольное перекрытие (Рx норм.);
8. Крейсерская скорость самолета (W).

На основании номенклатуры участка аэрофотосъемки на топографической карте У-33-97 определены границы съемочного участка и составлена картограмма объекта аэрофотосъемки.

Т.к. масштаб создаваемой топографической карты 1:10 000, получается два наименьших съемочных участка - две трапеции масштаба 1: 25 000 - это У-41-98-В-в и У-33-98-В-г. На каждой из этих трапеций находят на карте самую высокую точку Amax и самую низкую Аmin (командные высоты и урезы воды в расчёт не берут).

По разности отметок точек определяют рельеф. Рельеф считается равнинным, если разности отметок точек Amax – Аmin ≤ 50 м., холмистым, если Amax – Аmin = 50…200 м., и горным, если Amax – Аmin ≥ 200 м.

Наименьшие съемочные участки объединяются в один при условии, что его размеры не будут превышать средних размеров, а разность высот отметок средних плоскостей трапеций, входящих в участок, не будет превышать (отметки командных высот и урезов воды в расчет не берут):

• Для равнины 0,1 ∙ Нср.;
• Для холмистой и горной местности 0,2 ∙ Нср..

Отметку средней плоскости трапеции определяют по формуле:

Аср.пл. = (Amax + Аmin)/2;

Где: Amax и Аmin – самая высокая и самая низкая отметки точек в пределах трапеции.

Среднюю высоту фотографирования Нср. определяют по формуле:

Нср. = т ∙ fk;

Где: m - знаменатель масштаба аэрофотосъемки, fk - фокусное расстояние камеры аэрофотоаппарата.

Определившись с границами участков, приступают к дальнейшим расчетам.

Определяют размеры участка аэрофотосъемки на местности по формулам:

Lx = l1 ∙ M;

Ly = l2 ∙ M;

где Lx – длина участка, Ly – ширина участка, l1 – длина участка на местности, l2 – ширина участка на местности, М - знаменатель масштаба карты.

Измерения на карте длин отрезков производят с точностью до десятых долей миллиметра. Длину и ширину участка определяют в километрах.

Определяют отместку средней плоскости участка:

Аср.пл. = (Amax + Аmin)/2;

Где: Атах и Amin - самая высокая и самая низкая отметки точек на съемочном участке без учета командных высот и урезов воды.

Определяют максимальное превышение над средней плоскостью участка:

hmax. = (Amax + Аmin)/2;

Определяют абсолютную высоту фотографирования с учетом ранее вычисленной средней высоты фотографирования:

Набс. = Нср. + Аср.пл.;

Определяют высоту полета над аэродромом:

На. = Набс. + Аа;

Где: Аа – отметка аэродрома, которую берут с карты.

Определяют продольное перекрытие исходя их нормативного. Если нормативное продольное перекрытие 60%, 80%, 90%, то для расчета используют соответственно следующие формулы:

;

;

.

Для заданного продольного перекрытия установлены минимальные продольные перекрытия, значение которых дано в таблице 1.

Таблица 1

Заданное Рx, %	Px min., %	hmax./Hср. < 0,2	hmax./Hср. > 0,2	hmax./Hср. > 0,3
60	56	66	50	-
80	78	83	85	75
90	89	92	93	-

Определяют величину поперечного перекрытия, которое задается в зависимости от масштаба аэрофотосъемки и рельефа местности и не должно отклонятся от заданного (таблица 2).

Таблица 2

Масштаб аэрофотосъемки	Поперечное перекрытие Ру
	Расчетное Ру, %	Минимальное Ру, %	Максимальное Ру, %
Крупнее 1: 10 000	40 + 60hmax/Hср.	20	+20
1:10 000 – 1:25 000	35 + 65hmax/Hср.	20	+15
Мельче 1:25 000	30 + 70hmax/Hср.	20	+10

Для выдерживания заданного поперечного перекрытия необходимо строго выдерживать расчетную высоту фотографирования, выполнять маневр захода на маршрут так, чтобы сразу в начале маршрута было обеспечено заданное поперечное перекрытие и точно на заданном расстоянии от предыдущего маршрута проложить очередной аэрофотосъемочный маршрут. Это расстояние называется базисом фотографирования, обозначается Ву, и равно расстоянию между осями маршрутов на местности. В масштабе аэрофотоснимка поперечный базис обозначается bу.

 Определяют продольный и  поперечный базисы фотографирования  в масштабе аэрофотоснимка:

;

;

Где: и – размеры кадра по осям х и у.

Определяются продольный и поперечный базисы фотографирования на местности:

;

.

Определяют количество маршрутов на съемочном участке:

 

Определяют количество аэрофотоснимков в маршруте:

 

Определяют количество аэрофотоснимков на весь съемочный участок:

 

При расчете количества маршрутов и количества аэрофотоснимков в маршруте полученные результаты округляют до целых чисел в большую сторону.

Определяют требуемое количество погонных метров аэрофотопленки, принимая расстояние между кадрами 1 см.:

 

На каждую катушку аэрофотопленки предусматривается 4м. технологических отходов (концы для зарядки кассет и в проявительный прибор). К этому следует прибавить количество метров аэрофотопленки на пробные снимки.

Определяют интервал между экспозициями:

 

 

Где: – крейсерская скорость самолета.

Определяют максимально допустимую выдержку:

;

Где – допустимая величина «смаза» изображения, принимаемая для расчета 0,2 миллиметра.

Определяют длину всех маршрутов с учетом обеспечения границ участка фотоизображением:

L = K(Lx + 3Вх)

К полученной расчетной длине всех маршрутов следует добавить километры пути на долет до участка съемки, возвращение на аэродром, перелеты с участка на участок, на выполнение пробных аэрофотоснимков.

Определяют съемочное время:

ТS = L/W

К полученному расчетному времени добавляется 15% (в районах с высотами до 2000 м) или 20% (в высокогорных районах) на долеты и возвращение, для полетов на рекогносцировку объекта съемки и разведку погоды, на перезаходы с маршрута на маршрут и аэросъемочные промеры.

Определяют площадь, покрываемую одним аэрофотоснимком:

S = lx ∙ lу ∙ т2

Определяют рабочую площадь аэрофотоснимка. Рабочая площадь аэрофотоснимка - это центральная часть аэрофотоснимка, ограниченная средними линиями двойного продольного и поперечного перекрытий. На рабочей площади аэрофотоснимка геометрические и фотометрические искажения минимальны. Рабочую площадь аэрофотоснимка ещё называют теоретической.

Рабочую площадь аэрофотоснимка вычисляют по формуле:

Sраб. = Bx ∙ By

Определяют площадь всего фотографируемого участка:

Sуч. = Lx ∙ Lу

Определяют удаление оси первого маршрута от границы участка:

 

Определяют удаление центра первого аэрофотоснимка от границы участка по оси маршрута:

 

По расчетным параметрам аэрофотосъемки из таблицы 3 выбирают тип аэрофотоаппарата.

 

Таблица 3

Тип аэрофтото-аппарата	Фокусное расстояние, мм	Разрешающая способность, центр-край, лин/мм.	Диапазон выдержки, сек.	Формат кадра, см.
АФА-ТЭ	55, 70, 100, 140, 200, 350, 500	40-12 35-12	1/70-1/700 1/70-1/700	18x18 18x18
АФА-41	75 100	60-12 60-12	1/70-1/700 1/60-1/580	18x18 18x18
АФА-42/	200	60-12	1/75-1/500	30x30
АФА-ТЭС АФА-ТЭС-10М ТАФА-10	50, 70 100 100	30-15 33-18 33-18	1/70-1/850 1/70-1/700 1/75-1/1000	18x18 18x18 18x18
MRB 21/1818 MRB 115/1818 MRB 15/2323 MRB 9/2323	210 115 152 88	40 40 95-20 95-20	Min 1/1000 Min 1/1000 Min 1/1000 Min 1/1000	18x18 18x18 23x23 23x23
LMK-30 LMK-15	305 152	250-65 250-65	Min 1/500 Min 1/500	23x23 23x23

 

 

Картограмма объекта аэрофотосъемки

 

 

 

                                         А                            Б

 

 

                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет основных параметров аэрофотосъемки

Расчет основных параметров аэрофотосъемки Исходные данные для расчета:

1. Географическая широта участка аэрофотосъемки 53°;
2. Топографическая карта У-33-97;
3. Номенклатура участков аэрофотосъемки У-33-98-В-в, У-33-98-В-г;
4. Масштаб аэрофотосъемки 1:18 000;
5. Масштаб создаваемой топографической карты 1:10 000;
6. Фокусное расстояние камеры фотоаппарата 80 мм.;
7. Формат кадра 18x18 см;
8. Нормативное продольное перекрытие 60%;
9. Съемочная скорость самолета З00 км/час.

Найдем на каждой трапеции самую высокую и самую низкую отметки.

На тралении У-33-98-В-в:

Amax = 122,4 м.;

Аmin = 47,8 м.;

Аср.пл. = (122,4 + 47,8)/2 = 85,1

Amax – Аmin = 122,4 – 47,8 = 74,6

74,6 м. > 50 м.

На трапеции У-33-98-В-г:

Amax = 92,2 м.;

Аmin = 65,8 м.;

Аср.пл. = (92,2 + 65,8)/2 = 79,0

Amax – Аmin = 92,2  – 65,8 = 26,4

26,4 м. < 50 м.

Поскольку разности отметок точек больше 50 м. для одной трапеции и меньше 50 м. для другой, но меньше 200 м., то рельеф считается холмистым для обеих трапеций. Исходя из высоты рельефа, чтобы обе трапеции можно было объединить в один съемочный участок, абсолютная разность отметок средних плоскостей трапеций не должна превышать 0,2 ∙ Нср, т.е.

А1 ср.пл. – А2 ср.пл. ≤ 0,2 ∙ Нср.;

85,1 м. – 79,0 м. = 6,1 м.

Нср. = 18000 ∙ 8 = 1440 м.

0,2 ∙ 1440 м.= 210 м.

6,1 м. ≤ 288 м.

Исходя из полученного неравенства обе трапеции объединяют в один съемочный участок и определяют его длину и ширину.

Длина участка на карте l1 = 16,8 см.

Ширина участка на карте l2 = 9,2 см.

Длина участка на местности Lx = 16,8 км.

Ширина участка на местности Ly = 9,2 км.

Определяют отметку средней плоскости всего съемочного участка, для чего в пределах всего участка находят на карте самую высокую и самую низкую отметки.

Amax = 122,4 м.;

Аmin = 47,8 м.;

Аср.пл. = (122,4 + 47,8)/2 = 85,1.

Определяют максимальное превышение над средней плоскостью участка:

hmax. = (122,4 – 47,8)/2 = 37,3.

Определяют высоту фотографирования над уровнем моря: