Создание планов и карт с использованием фотограмметрии - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Создание планов и карт с использованием фотограмметрии

Выбор способа аэрофотографической съёмки, масштаба залета, фокусного расстояния АФА, высоты фотографирования и числа плановых, высотных и планово-высотных опознаков. Расчёт высоты сечения рельефа, аэросъемки. Составление проекта фотограмметрической сети.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
В настоящее время наиболее распространёнными методами создания карт и планов на производстве являются аэрофототопографические методы, т.к. они наилучшим образом отвечают современным высоким требованиям, предъявляемым к картографированию больших территорий.
В данной курсовой р аботе рассматривается стереотопографический метод съемки, который позволяет изображать в камеральных условиях по снимкам не только контуры, но и рельеф.
В проекте обосновывается выбор основных параметров аэросъемки, ра ссматриваются фотограмметрические работы, необходимые для создания карт и планов. Также обосновывается выбор густоты опорного обоснования, приводится расчет аэросъемки.
Для успешного выполнения курсового проекта необходим подбор и тщ ательный анализ наиболее выгодных в технико-экономическом отношении вариантов решения поставленных задач с целью выполнения необходимых требований точности и максимального снижения затрат средств и труда.
1. Физико-географическое описание района работ
Цель проекта: создание карты масштаба - 1:500 на участок г.Новинск. Основой к созданию карты служит карта масштаба 1/10000, где сплошные горизонтали проведены через 2,5 м. Длина участка 5500 м, ширина 2500 м.
Рельеф : равнинно-холмистый. Территория имеет общий наклон на северо-запад, что и определяет в основном течение рек в этом направлении. Максимальная отметка - 286,3 м, минимальная - 197,6 м.
Гидрография : в юго-восточной части района работ находится река Белая, берега которой в некоторых местах заболочены, и несколько каналов(Новинский и Семиречный), а также один пруд. Район работ имеет еще несколько рек (Синий, Ольшанка, Плота и Бугульминка) и пару водохранилищ.
Растительность: леса и кустарники занимают около 30% территории, которые равномерно распространены по всей части территории. Леса состоят из хвойных (ель) и мелколиственных (дуб) и крупнолиственных (клен) пород.
Транспорт : Дорожная сеть развита хорошо. На востоке участка с юга на север проходит железная дорога. Из города Новинск выходит много шоссейных дорог, соединяющих этот торговый узел с другими населенными пунктами. Имеется большое количество грунтовых и полевых дорог.
Населенные пункты : имеется большое количество деревень, городов и поселков городского типа (Субботники, Великополье, Лаврово, Основа, Чернцы, Юрчаково, Краснодубка, Рыжово, Заречье и т.д.), что говорит о большом числе жителей и средней застроенности территории.
Город Новинск расположен в центральной части карты. Имеет централизованное расположение построек. Застройка квартальная. Заселенность плотная.
В районе работ имеется хорошо развитая государственная геодезическая сеть в виде пунктов триангуляции.
1.1 Выбор способа аэрофототопографической съемки
Аэрофототопографическая съемка предусматривает фотографирование местности АФА, установленным на самолете или на другом летательном аппарате [1].
В зависимости от масштаба создаваемой карты, физико-географических условий района работ, высоты сечения рельефа, обеспеченности предприятия фотограмметрическими приборами и кадрами, сроков выполнения работ аэрофотографическая съемка может выполняться комбинированным и стереотопографическим способами по одной из следующих технологических схем:
1) контурная часть плана создается на основе фотопланов, а рельеф зарисовывается в поле приемами мензульной съемки;
2) контурная часть плана создается на основе фотопланов, а съемка рельефа ведется на фотограмметрических приборах;
3) составление контурной части плана и съемка рельефа выполняются на фотограмметрических приборах.
Первый способ съемки называется комбинированным, второй и третий способы - стереотопографическими [4].
Стереотопографический метод использует свойства пары снимков и позволяет снимать в камеральных условиях не только контуры, но и рельеф местности. Он является основным методом картографирования, так как обеспечивает:
План местности будем создавать по второй технологической схеме стереотопографическим способом с использованием фотоплана (контурная часть создается на основе фотоплана, а съемка рельефа ведется на фотограмметрических приборах), поскольку контурная нагрузка карты велика (см. физико-географическое описание района работ), а колебания высот точек местности незначительны и позволяют выполнить трансформирование снимков при небольшом числе зон.
При этом необходимо выполнить следующий комплекс работ:
- плановая, высотная привязка снимков;
- фотограмметрическое сгущение сети плановых, высотных опознаков;
рисовка рельефа на фотограмметрических приборах [4].
Высота сечения рельефа определяет точность изображения рельефа и влияет на качество работ. Она определяется в зависимости от преобладающих углов наклона, масштаба создаваемого топографического плана, преобладающих углов наклона местности и от назначения проектируемых карт и планов [4].
- преобладающие углы наклона - 0°57' 18" (получили с карты);
- масштаб создаваемой карты - 1:500;
Высоту сечения рельефа определяем по формуле 2.1 [4]:
где - расстояние между горизонталями в сантиметрах;
- средний уклон снимаемого участка местности;
- знаменатель масштаба создаваемой карты.
Для удобства проектирования желательно на плане иметь расстояние между горизонталями порядка 1 см.
Средний уклон найдем по формуле 2.2 [4]:
На нашем участке целесообразно иметь высоту сечения рельефа , которую мы и будем использовать в последующих вычислениях [4].
3. Выбор масштаба залета, фокусного расстояния аэрофотоаппарата, высоты фотографирования и числа плановых, высотных и планово-высотных опознаков
В общем случае с экономической точки зрения масштаб фотографирования должен быть всегда мельче масштаба изготовляемой карты, а планово-высотная геодезическая привязка аэроснимков должна быть как можно реже. В то же время точность изготовленной топографической карты, установленная действующими инструкциями, должна быть обеспечена.
В зависимости от методов составления топографических карт, их точности и способов фотограмметрического сгущения геодезического съемочного обоснования необходимо правильно выбрать основные параметры аэрофотосъемки:
- фокусное расстояние камеры аэрофотоаппарата (),
- густоту плановых, высотных и планово-высотных опорных точек, обеспечивающих заданную точность определения координат X , У, Z при минимальном объеме полевых и камеральных работ [4].
3.1 Выбор величины фокусного расстояния аэрофотоаппарата
При использовании стереофотограмметрических методов рисовку рельефа проводят на фотограмметрических приборах. Величину f к АФА следует выбирать такой, чтобы обеспечить необходимую точность проведения горизонталей. Фокусные расстояния разработанных АФА равны: 70, 100, 140, 200, 250, 500 мм. Рисовку рельефа на фотограмметрических приборах целесообразно проводить по снимкам, полученным с меньшим фокусным расстоянием.
Короткофокусные аэрофотоаппараты относятся к широкоугольным, а это означает, что они позволяют заснять большую площадь, что в итоге будет более экономичным и менее трудоемким.
Но при выборе фокусного расстояния нужно принимать во внимание высоту фотографирования, которая должна быть не менее 350 м. Полеты на более низкой высоте нежелательны из соображений техники безопасности. Кроме того, при изображение может быть нерезким, так как аэрофотоаппараты отфокусированы на бесконечность, а при использовании быстроходных самолетов изображение будет «смазанным». Максимальная высота фотографирования 8000 м.
Горизонтальный масштаб () выбирают всегда равным масштабу создаваемого фотоплана. Между горизонтальным и вертикальным масштабом () существует следующая зависимость: [4]
- фокусное расстояние стереоприбора;
Для стереопроектора Романовского (СПР) , для стереографов Дробышева (СД) и стереографов ЦНИИГАиК (СЦ) -.
Вертикальный масштаб устанавливают на основании неравенства: [4]
где - превышение между максимальной и минимальной отметками.
В данной курсовой работе запроектировано использование стереографов Дробышева (СД), т. е. и .
Таким образом, нам нужно подобрать такое , чтобы выполнялось неравенство (3.1.3), причем должно быть минимальным. [4]
При f=500 это равенство выполняется.
В данной работе запроектировано использование аэрофотоаппарата АФА-ТЭ.
3.2 Выбор масштаба залета и высоты фотографирования при проектировании аэрофотосъемки для создания фотопланов
Так как при создании карты местности предусмотрено использование фотоплана, то величину фокусного расстояния аэрофотоаппарата выбираем таким образом, чтобы смещения точек на фотоплане, вызванные рельефом местности, были бы допустимыми. И число зон при трансформировании не превышало трех при обычном способе создания фотоплана и четырех-пяти при создании фотоплана способом оптического монтажа.
Величину смещения контурных точек , вызванную влиянием рельефа, можно подсчитать по формуле: [4]
где М - знаменатель масштаба создаваемого плана;
r - радиус-вектор на нетрансформированном снимке (расстояние от точки надира до текущей);
h - превышения точек местности относительно средней горизонтальной плоскости.
На основании формулы (3.2.1) можно сделать вывод, что аэрофотосъемку целесообразно производить длиннофокусным аэрофотоаппаратами, т.к. с увеличением фокусного расстояния уменьшается величина смещения [4].
Выразим из формулы (3.2.1.) превышение точек местности относительно средней горизонтальной плоскости:
Рассчитаем эту величину для основных фокусных расстояний (500 мм, 350 мм, 200 мм):
Рассчитаем число зон при трансформировании исходя из превышений точек местности, полученных для разных фокусных расстояний. Количество зон вычисляется до целых долей числа и округляется до целого значения в сторону увеличения, даже если целое число превышено только на 0,1 [2].
Поскольку число зон при трансформировании >3 Процесс создания такого фотоплана очень трудоемкий . Для уменьшения количества зон можно увеличить фокусное расстояние , но в моем случае это невозможно , так как оно и так максимально . Тогда необходимо разделить участок на съемочные трапеции (приложение 1).
Таблица 3.2.1 Число зон в отдельных картографических трапециях.
Находим в каждой полученной трапеции минимальную и максимальную отметки. Вычисляем превышения и число зон при трансформировании снимков для фокусного расстояния 500мм.
Масштаб аэроснимков, которые предполагают использовать для создания фотопланов, целесообразно выбирать с таким расчетом, чтобы один снимок покрывал площадь не менее одного планшета. Уменьшение масштаба снимков позволяет сократить объем аэрофотосъемочных, геодезических и фотограмметрических работ. В этом главная суть принципа создания фотопланов «аэронегатив-планшет».
Из таблицы видно, что в некоторых местах число зон превышает указанное значение, т.о. делаем вывод, что стереотопографическую съемку на этой территории будем выполнять на чистой основе, а остальную часть - по принципу «аэронегатив-планшет».
При выборе масштаба фотографирования необходимо учитывать коэффициент увеличения фототрансформатора k t , равный: [4]
где m - знаменатель масштаба снимков, M - знаменатель масштаба создаваемого плана.
Коэффициент трансформирования k t зависит от типа фототрансформатора и может колебаться в пределах, указанных в таблице 3.2.1 [3].
Таблица 3.2.1. Коэффициент трансформирования.
Следует также заметить, что чрезмерное уменьшение масштаба снимков приводит к значительной потере резкости изображения на трансформированных снимках и затрудняет дешифрирование контуров. Мы будем трансформировать аэроснимки на фототрансформаторе ФТМ.
Выбираем такой знаменатель масштаба снимков, чтобы высота фотографирования не превышала предельно допустимой (8000м):
отсюда следует, что масштаб снимка равен: m = 1984.
Полученную высоту фотографирования сможет обеспечить самолёт АН-2, для которого предельная высота полёта составляет 5000м. Высоты полета должны колебаться в пределах 300-8000м.
Технические характеристики самолета АН-2.
Самолет АН-2 является многоцелевым самолетом, эксплуатируемым как для транспортных, так и для специальных видов работ. Наиболее широко применяется самолет в сельском хозяйстве, при аэрогеофизических съемках и при выполнении аэрофотосъемки.
Самолет АН-2 - одномоторный нормальный биплан, расчалочного одностоечного типа, с неубирающимся шасси, с хвостовым колесом. Отличительной особенностью его (по сравнению с другими типами самолетов) является сочетание сравнительно большой дальности полета при выполнении съемок с хорошими взлетно-посадочными данными. Мощная механизация крыльев позволяет эксплуатировать его на необорудованных аэродромах, небольших площадках, в горах и обеспечивает устойчивое планирование на больших углах атаки. Кабина пилотов с двумя сидениями закрыта просторным остекленным фонарем, с хорошим обзором. Управление самолетом двойное, с левого и правого сидений пилотов . На самолете установлен 9-цилиндровый двигатель воздушного охлаждения АШ-62ИР, закрытый капотом.
Для повышения потолка полета силовая установка оборудуется системой комбинированного наддува. Она состоит из турбокомпрессора и приводного центробежного нагнетателя двигателя. Этот вариант самолета АН-2 получил наименование АН-6. Самолет АН-6 предназначен для эксплуатации на больших высотах и полетов при аэрогеофизических съемках в высокогорных районах.
Установка самолета АН-2 на поплавковом шасси дает возможность применять его в речных и озерных районах. В этом случае он эксплуатируется как гидросамолет. Аэродромом могут служить реки и озера глубиной 1,2-1,9 м, длиной 850 м и шириной 80 м.
Самолет АН-2 во всех вариантах обладает хорошим равновесием, управляемостью и устойчивостью на всех режимах полета при соблюдении установленных пределов центровок.
При аэрогеофизических съемках и аэрофотосъемке производится доработка самолета АН-2, в полу грузовой кабины оборудуются два фотолюка для установки аэрофотоаппаратов. Большой люк устанавливается между шпангоутами , справа или слева относительно продольной оси самолета , диаметр его 420 мм. Под второй фотолюк используется штатный люк под бак ядохимикатов диаметром 350 мм . Оба фотолюка закрываются наружными шторками, управляемыми из кабины . За большим фотолюком, у места бортоператора - люк , для установки визира ОПБ-l.
Для улучшения обзора устанавливаются блистера диаметром 500 мм . Один блистер в пассажирской двери , а второй - справа между шпангоутами, в грузовой кабине могут быть установлены статоскоп С-51 и топографический радиовысотомер РВТД
Использование самолета АН-2 для аэрофотосъемки наиболее целесообразно для крупных масштабов при съемке небольших участков и трасс. Это производство аэрофотосъемки для специальных видов работ, например, для съемки проектируемых трасс железных, шоссейных дорог, линий высоковольтных электропередач, газопроводов; съемки существующих железнодорожных линий и станций, подлежащих реконструкции и электрификации, и др.
Для проведения аэрогеофизических съемок на самолете устанавливаются аэрогеофизическая станция и аэрофотоаппарат. Приемные антенны могут устанавливаться на фюзеляже или киле самолета или выпускаться на тросе .
Основные технические данные самолета АН-2
Полетная масса самолета, кг 4740-5250
Масса пустого самолета, кг 3321-3421
Средняя крейсерская скорость, км/ч 180
Практический потолок АН-2, м 4500-5000
Максимальная продолжительность полета АН-2 7ч
Несмотря на свои небольшие размеры, самолет АН-2 оснащен комплектом пилотажно-навигационного оборудования, позволяющим выполнять самолетовождение в простых и сложных метеоусловиях днем и ночью.
Недостатком самолета АН-2 является отсутствие на нем автопилота, что не дает возможности автоматизировать процесс самолетовождения.
3.3 Расчет расстояния между плановыми опознаками
Для того, чтобы можно было выполнить трансформирование аэроснимков, необходимо каждый снимок обеспечить опорными (трансформационными) точками. положение этих точек можно получить либо геодезическими методами в поле (полевая привязка аэроснимков), либо камерально путем построения сетей фототриангуляции. Последнее значительно сокращает общую стоимость изготовляемой карты по сравнению со сплошной привязкой аэроснимков геодезическими методами [4].
При построении сетей фототриангуляции в поле определяют только те точки (опознаки), которые впоследствии будут использованы для ориентирования построенной сети. Количество плановых опознаков, определяемых в поле, зависит от масштаба создаваемого плана, его точности, масштаба залета и других факторов.
Наиболее слабо определяемыми из фотограмметрических построений являются точки, расположенные в середине между исходными опорными точками.
Проектирование фототриангуляции - процесс, предшествующий производству. Зная задаваемую точность определения координат наиболее слабо определяемых точек, можно рассчитать, в зависимости от основных параметров аэрофотосъемки, масштаба создаваемой карты и методов обработки, протяженность ряда фототриангуляции.
C.к.п. планового положения точек, полученных из смежных маршрутов, не должны превышать 0,40 мм в масштабе карты по отношению к геодезическим опорным точкам [10].
В зависимости от принимаемых технических средств различают три вида пространственной фототриангуляции:
Аналитическая фототриангуляция является наиболее эффективной из перечисленных видов, т. к. она позволяет определить опорные точки по снимкам с любыми элементами ориентирования, обеспечивая высокую точность и большую производительность.
Поэтому при построении сети фототриангуляции на данном объекте применим аналитический метод.
В случае, когда пространственная фототриангуляция развивается по всем смежным маршрутам, для формата аэроснимков 18*18 см, имеющих продольное перекрытие примерно 60%, точность планового положения наиболее слабо определяемой точки фототриангуляции можно рассчитать по формуле: [4]
где - с.к.п. определения планового положения точки, расположенной в середине сети (зависит от масштаба создаваемой карты, метров, где - знаменатель масштаба создаваемой карты);
- с.к.п. определения поперечных параллаксов (для аналитических методов значение m q при современном состоянии техники и точности измерений );
- число базисов фотографирования между смежными парами опорных геодезических точек, ограничивающих секцию маршрута;
f - фокусное расстояние АФА (f = 500мм);
- коэффициент, зависящий от величины фокусного расстояния аэрофотоаппарата (при аналитических методах построения сетей фототриангуляции );
Необходимо определить число базисов фотографирования между парами плановых опорных геодезических точек, ограничивающих секцию маршрута.
Для этого воспользуемся формулой: [4]
Как видно из результатов расчета, необходимо делать сплошную полевую привязку аэроснимков.
3.4 Выбор высоты фотографирования, масштаба залета и количества базисов между опознаками при проектировании стереотопографической съемки
При проектировании стереофотографической съёмки к вопросу о выборе высоты фотографирования, масштаба залета и количества базисов между опознаками подходят комплексно в зависимости от требуемой точности окончательных результатов и имеющегося оборудования.
Соотношение между масштабом создаваемого плана и аэросъемки при создании карт на универсальных приборах не должно превышать величин, указанных в таблице 3.4.1.:[4]
Таблица 3.4.1 Соотношение между масштабами
Согласно таблице 3.4.1, нам нужно взять отношение для СЦ, т.е.:
где: - знаменатель масштаба фотографирования;
В данном проекте возьмем . Тогда по выбранному масштабу фотографирования и величине фокусного расстояния АФА рассчитаем высоту фотографирования: [4]
Полученная высота находится в допуске. 350Создание планов и карт с использованием фотограмметрии курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Контрольная работа: Урегулирование гражданским законодательством имущественных отношений
Реферат По Истории На Тему Инквизиция
Курсовая работа по теме Правоохранительная деятельность правоохранительных органов
Дирофиляриоз Собак Курсовая Работа
Эссе Инженеры Будущего
Реферат: Антимонопольная политика в России и её особенности
Реферат По Охране Труда На Тему Электробезопасность
Реферат На Тему Правова Охорона Природно-Заповідного Фонду України
Россия В Конце 19 Века Эссе
Что Можно Написать В Заключении Реферата
3 Период Исторического Сочинения
Сочинение На Тему Моя Любимая Одежда
Реферат На Тему Ядерные Отходы - Ядовитое Наследство Для 12 Тысяч Будущих Поколений
План Эссе По Английскому Егэ 2022
Эссе По Англу Темы
Понятие Товара Сущность Типология Характеристики Реферат
Газпром Трансгаз Отчет По Практике
Курсовая Квалификация Преступлений Понятие Виды И Значение
Курсовая Работа Пример Тгп
Курсовая работа: Система управления регионом (на примере Краснодарского края)
Особенности биологии и динамики численности тетеревиных - Биология и естествознание курсовая работа
Природные зоны Австралии - География и экономическая география презентация
Организационные основы ревизий - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа