Технология создания по фотоснимкам топографического плана местности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа на тему

«Технология создания по фотоснимкам топографического плана местности»

 

 

 

 

Выполнил:

 

Руководитель:

 

 

 

2012 

Содержание

 

Введение 1. Исходные данные 2. Требования к содержанию  и точности топографического  плана 3. Выбор метода фототопографической  съемки и варианта технологии  создания топографического плана 4. Обоснование требований  к аэрофотографической съемке 5. Содержание и основные  требования к выполнению полевых  работ 6. Содержание и основные  требования к выполнению камеральных  фототопографических работ 7. Технические характеристики  фотограмметрических приборов, используемых  при камеральных работах Заключение Список литературы

3 4 5   7 8 12   18   20 21 22

 

 

Введение

 

Составление карт и планов основывается на геодезической съемке участков местности. В результате обработки  данных топографической съемки, создают  топографические карты и планы, которые используют в различных  областях человеческой деятельности. Топографические съемки выполняются  следующими методами: стереотопографическим,  комбинированным  аэрофототопографическим, мензульным, наземным фототопографическим, тахеометрическим  и  теодолитным. Основными  методами съемки являются стереотопографический и комбинированный.

При выборе технологической  схемы следует учитывать три  основных фактора: 1) выпускаемый план по точности должен отвечать требованиям  действующих инструкций; 2) стоимость  выпускаемого плана должна быть минимальной; 3) организация работ должна обеспечивать выпуск планов в кратчайшие сроки.

Немаловажную роль играют и такие факторы, как вид конечной продукции, наличие специального оборудования и соответствующих кадров, топографический  характер снимаемого объекта и его  размеры, технические условия выполнения аэрофотосъемочных работ и др.

Перед производством аэрофототопографических  работ разрабатывается технологическая  схема, определяющая очередность и  взаимосвязь различных видов  работ. Особенностью технологической  схемы является выбор масштаба, высоты сечения рельефа, физико-географические условия, сроки изготовления, обеспеченность инструментами и приборами, конечная стоимость изготавливаемой продукции. В дальнейшем технологическая схема  используется в процессе разработки проектов выполнения отдельных видов  работ, при финансировании работ  и графиков выполнения работ.

В данной курсовой работе будет  рассмотрена технология создания топографического плана по фотоснимкам с учетом всех вышеперечисленных параметров.  

1. Исходные данные

 

Курсовая работа разрабатывается  для создания топографического плана  масштаба 1:5000 на равнинную местность  с редкой застройкой, с относительной  залесенностью около 20%.

Топографический план будет  служить основой  для выполнения поисково-разведочных работ и  подсчетов запасов полезных ископаемых крупного месторождения угля.

Создание топографического плана местности масштаба 1:5000 является частью инженерно-геодезических изысканий, выполняемых для строительства  нового горнодобывающего предприятия.

На указанную местность  имеется топографическая карта  масштаба 1:100000.

 

2. Требования к  содержанию и точности топографического плана

 

Требования к созданию топографических планов масштаба 1:5000 изложены в нормативных документах [1, 2].

В соответствии с задачей, для решения которой создается  топографический план, на нем должны быть отражены населенные пункты, отдельные строения, промышленные, сельскохозяйственные, культурно-бытовые объекты и объекты коммунального хозяйства, дорожная сеть (железные, шоссейные и грунтовые дороги, тропы) и дорожные сооружения, гидрография и гидротехнические сооружения; рельеф местности, растительный покров и грунты, границы и ограждения; пункты государственной геодезической сети. Все элементы должны быть нанесены в соответствии с [3].

Выбор высоты сечения рельефа, для отображения его на плане, зависит от масштаба съемки и характера  рельефа. Так как топографический план создается на участок равнинной местности с углом наклона до 2°, а принятый масштаб плана 1:5000, то в соответствии с [2] высота сечения рельефа должна быть равна 1,0 или 0,5 м. В связи с тем, что для выполнения поставленной задачи по разведочному бурению необходима более высокая точность (для подсчета глубины бурения), то высоту сечения рельефа принимаем равной 0,5 м.

Точность топографических  планов выражается в нормативных  документах относительно точек геодезического основания. Так средние ошибки  положения  предметов и контуров местности не должны превышать следующих  значений:

-  плане - 0,5 мм (для равнинной  слабозастроенной ;

- по высоте – 1/3 принятой  высоты сечения рельефа (для  равнинной местности с углом  наклона до 2°), а на залесенных  участках съемки допуски увеличиваются  в 1,5 раза.

Для контроля точности выполнения работ производят контрольные измерения. А точность планов оценивается по расхождениям положения контуров, высот точек, рассчитанных по горизонталям, с данными контрольных измерений. Предельные расхождения не должны превышать удвоенных значений средних ошибок, указанных в предыдущем абзаце и количество их не должно быть более 10 % от общего числа контрольных измерений.

Как уже отмечалось точность положения точек на плане определяется относительно ближайших пунктов съемочного геодезического основания. Перед началом съемки следует уточнить количество и тип имеющихся на участке съемки пунктов геодезической основы, и при необходимости произвести сгущение.

Пункты геодезической  основы служат при аэрофототопографической съемке опознаками, поэтому до выполнения работ эти точки должны быть маркированы соответствующим образом [1]. При этом ошибка опознавания пунктов плановой геодезической основы на местности не должна превышать 0,1 мм в масштабе плана. При невозможности опознавания к ним привязываются ближайшие, изобразившиеся на аэроснимках, четкие контурные точки.

При построении плана по результатам фототеодолитной съемки необходимо производить сгущение существующей геодезической сети. Положение точек  фотограмметрического сгущения относительно геодезических пунктов должно определяться с ошибкой не более 0,3 мм в плане  и 0,2 м в масштабе плана по высоте.

 

3. Выбор метода  фототопографической съемки и  варианта технологии создания  топографической карты

 

Фототопографические съемки бывают нескольких видов: наземные (фототеодолитные), аэрофототопографические, космические  и комбинированные. Аэрофототопографическая  съемка производится  двумя методами: стереотопографическим и комбинированным. Само название съемки подразумевает возможность ее выполнения.

Выбор вида съемки обосновывается техническими и экономическими расчетами, а также обуславливается имеющейся в распоряжении исполнителя новой техники и наиболее совершенной технологии. Отличие в перечисленных видах съемки состоит не только и видах применяемого оборудования, но и во времени и стоимости выполнения работ.

Для условий местности, описанных  в п.1 данной работы может применяться  стереотопографическая и комбинированная  аэрофототопографическая съемка, а  также наземная фототопографическая  съемка.

Для выбора наименее затратного варианта съемки проведем сравнение  денежных и временных затрат на выполнение полевых работ по данным [4]. Сравнение  выполнено в таблице 1.

Таблица 1 – Сравнение  затрат на проведение топографической  съемки масштаба 1:5000 разными методами (расценки и затраты приведены  на 1км²), в ценах 2003 г.

Вид съемки	Расценка, руб.	Трудовые затраты, чел  – ч.
		специалисты	рабочие
Стеретопографическая	2864,03	2,092	3,378
Комбинированная	14213,40	7,593	18,504
Фототеодолитная	11506,80	6,167	15,686

 

Сравнение данных таблицы 1 позволяет сделать выбор стереотопографической  съемки для создания плана на заданную местность.  

4. Обоснование  требований к аэрофотографической съемке

 

Аэрофотосъемка для создания топографических планов должна выполняться  в соответствии с Основными техническими требованиями к аэрофотосъемке, производимой для создания топографических карт,  нормативными документами [2, 5], инструкциями по производству крупномасштабных съемок [1].

Аэрофотосъемка состоит  из нескольких этапов, а именно: проектирование работ, геодезические работы, полевая  подготовка аэрофотоснимков, фотограмметрическое  сгущение, создание фотопланов, создание контурной части топографической  карты и съемка рельефа.

Первым этапом является проектирование работ. При этом составляется технический проект, в котором отражается объем работ, трудовые затраты, сметная стоимость, технические условия, сроки и график организации работ.

При топографической аэрофотосъемке должен быть выполнен ряд требований, соблюдение которых обеспечивает последующую  фотограмметрическую обработку  аэрофотоснимков. Перечисленные ниже требования определяются на этапе проектирования работ. Контроль за соблюдением этих требований производится как в процессе аэрофотосъемки, так и по ее завершению, при оценке качества полученных материалов.

Высота фотографирования - это расстояние, измеряемое по отвесной линии от узловой точки объектива  установленного на самолете аэрофотоаппарата до некоторой поверхности. В зависимости  от выбора этой поверхности различают (рис. 1): абсолютную высоту фотографирования Н_о над уровнем моря (плоскость А), относительную высоту фотографирования Н_а над аэродромом (В), высоту фотографирования Н над средней плоскостью съемочного участка (С), истинную высоту фотографирования над какой-либо точкой местности (Е).

Высота фотографирования над средней плоскостью съемочного участка определяется в период предполетной подготовки в зависимости от параметров аэрофотосъемки (f, т) и масштаба плана (М)

H = mf = K_t Mf

^{где K_t - коэффициент увеличения снимка, K_t = m/M.}

Рис.1 – Высота фотографирования

 

При аэрофотосъемке равнинных  районов реальная высота фотографирования может отличаться от расчетной не более чем на 3 % .

Перекрытия аэроснимков, выражаемые в процентах от размера аэронегатива, обеспечивают возможность фотограмметрической обработки аэроснимков, и требование их соответствия расчетным является одним из основных.

Продольное  перекрытие Р_х (рис. 2, а) должно быть в среднем 60% при минимальном 56%, что обеспечивает наличие 12-процентной зоны тройного продольного перекрытия. В некоторых случаях (например, при съемке населенных пунктов с многоэтажной застройкой) продольное перекрытие может устанавливаться равным 80-90 % (±5 %). Это позволяет обрабатывать маршруты, в которых снимки взяты через один (при Р_х = 80 %) или через два (при Р_х = 90 %).

Зона продольного перекрытия определяет границы стереопары, в  пределах которой выполняется фотограмметрическая  обработка изображений. Зону тройного продольного перекрытия используют для связи смежных стереопар по общим точкам и передачи от одной из них к другой системе координат и масштаба фотограмметрических построений.

Поперечное перекрытие Р_у (рис. 2, б) должно быть не менее 20% при среднем 30-35% и используется для размещения в нем опор опорных точек и точек связи смежных маршрутов. Иногда оно устанавливается равным 60%, что позволяет формировать и обрабатывать маршруты через один с целью повышения точности измерений и сокращения объема полевых работ.

Рис. 2 – Продольное (а) и поперечное (б) перекрытие снимков

 

Наличие продольного и  поперечного перекрытий обусловливает  целесообразность практическо_{го использования не всей площади} аэроснимка, а только его центральной части. К тому же величины искажения положения точек под влиянием факторов физического и геометрического характера в центральной части снимка заметно меньше, чем по краям. Эта часть аэроснимка, ограниченная средними линиями продольного и поперечного перекрытий, называется рабочей площадью. В ее границах выполняется дешифрирование снимка и любые измерительные действия; из этих площадей создаются фотопланы, ортофотопланы и т. п.