1. Сущность и методы перенесения проектов в натуру
Перенесение проекта землеустройства в натуру заключается в проложении и закреплении на местности границ участков, дорог и других объектов, которые запроектированы на плане. Для перенесения проекта в натуру выбирают наиболее простые методы, требующие меньше затрат времени и рабочей силы на производство этого вида работ и обеспечивающие в то же время точность, удовлетворяющую экономическим и техническим требованиям землеустраиваемого хозяйства.
Техническое перенесение проекта в натуру представляет действие, обратное съемке: в процессе съемки и составления плана контуры угодий и участков местности наносят на план, а при перенесении проекта в натуру границы участков с плана переносят на местность, и точность перенесения проекта в натуру можно приравнять к точности съемки.
Если перенесение проекта в натуру производится по геодезическим данным (величинам углов и длинам линий), получаемым путем вычислений аналитическим способом, то на точность перенесенных в натуру участков будут влиять только погрешности полевых измерений.
Если же перенесение проекта в натуру производится по данным, определяемым графически по плану (после проектирования графическим или механическим способом), то на точность перенесенных в натуру участков, кроме погрешностей полевых измерений, будут влиять и погрешности графического определения длин линий и углов по плану.
Правильно выбранным методом перенесения проекта в натуру не исправить геодезически неточно составленный землеустроительный проект, однако неправильно выбранным методом перенесения землеустроительного проекта в натуру можно свести на нет точность, полученную в процессе проектирования.
Поэтому три геодезических процесса – съемка, проектирование, перенесение проекта в натуру – должны производиться по точности согласованно.
Перенесение проекта в натуру производится следующими методами:
промеров – мерным прибором (лентой, электромагнитным дальномером);
угломерным – теодолитом с мерным прибором;
графическим – мензулой.
Перенесению проекта мерным прибором следует отдавать предпочтение в двух случаях:
1) местность открытая, т.е. проложению проектной линии на местности не препятствуют древесные насаждения, постройки, рельеф;
2) положение концов переносимых в натуру линий определяется промером между точками, которые обозначены на плане и надежно определяются в натуре (знаки, столбы, колья, вершины углов поворотов четко отображенных контуров ситуации).
Если проектирование производилось аналитическим или графическим способом, когда в процессе проектирования вычислялись длины промеров, то в качестве опоры при перенесении проекта используются точки ранее проложенных теодолитных ходов или пункты других геодезических сетей.
При проектировании планиметром в сочетании с графическим способом в качестве опоры для перенесения проекта в натуру могут быть использованы прямые линии контуров пахотных земель, прямые дороги, вершины углов поворотов четко отображенных контуров ситуации величиной не менее 40? и не более 140?. Такими углами изобилуют планы аэрофотосъемки и в меньшей степени – планы мензульной и теодолитной съемок.
Перенесение проекта в натуру теодолитом и мерным прибором производится в трех случаях:
1) условия местности ввиду залесенности, закустаренности, наличия древесных насаждений, застроенности или всхолмленности, закрывающих видимость в нужных направлениях, не позволяют осуществить перенесение проекта только методом промеров;
2) проектные границы представляют собой ломаные линии, и при их проложении возникает необходимость строить углы;
3) точки ситуации не могут служить надежной опорой для перенесения проекта в натуру, и возникает необходимость определять положение проектных точек путем построения углов и промеров линий от точек и линий теодолитных ходов и пунктов других геодезических сетей.
Перенесение проекта в натуру мензулой предпочтительнее производить в сухую погоду и при наличии плана мензульной съемки или аэрофотосъемки преимущественно на жесткой основе в следующих случаях:
1) проектирование производилось механическим способом в сочетании с нецелесообразно.
Методы и приемы перенесения проекта должны соответствовать способам съемочных и проектных работ. Нельзя переносить в натуру
относительно точек контуров ситуации проект, составленный аналитическим способом. В этом случае проект переносят относительно точек ранее проложенных теодолитных ходов или пунктов геодезических сетей. Но нет необходимости прокладывать теодолитный ход для определения границ между участками неправильной конфигурации, в которых вследствие изрезанности и криволинейности контура отсутствуют прямые углы и стороны непараллельны. Тогда вполне применим способ определения границ участков промерами от четко отображенных точек контуров ситуации.
2. Подготовительные работы при перенесении проекта в натуру
При выборе порядка действий по перенесению проекта в натуру стремятся к тому, чтобы исполнение их:
отличалось наибольшей простотой;
удовлетворяло требованиям надлежащей технической точности;
соблюдалась экономия времени и рабочей силы.
Подготовительные работы состоят из следующего:
осмотра местности;
установления методов перенесения проекта в натуру;
сгущения пунктов геодезического обоснования;
определения величин промеров и углов (подписывания их на проектном плане);
составления разбивочного чертежа перенесения проекта.
Полученную невязку (если она допустима), распределяют с округлением:
до десятых долей метра – при крупных масштабах;
до целых метров – при М 1:25 000 и мельче.
Если опорой служат контурные точки, то округляют до целых метров, начиная с масштаба 1:10 000 и мельче. Кроме поправок на деформацию бумаги, в длины проектных отрезков перед перенесением проекта в натуру вводят еще две поправки:
1) за перенесение с плоскости проекции Гаусса–Крюгера на местность, т.е. за редуцирование, всегда со знаком минус:
,
где S – горизонтальное проложение проектной линии; R – радиус земного шара 6 371 111 м; y – расстояние от осевого меридиана до середины линии.
2) за наклон к горизонту, всегда со знаком плюс
,
где h – превышение конца проектной линии над ее началом;
или
,
если на плане нет горизонталей, а задан уклон i;
или
,
если задан угол наклона ?.
Поправка вводится, если и вычисления проводились аналитическим способом. При применении графического и механического способов поправки за наклон обычно сопоставимы с точностью масштаба и поэтому не вводятся. Следует учитывать деформацию бумаги, если величина этой поправки превышает величину графической точности.
Длины горизонтальных проложений линий между опорными точками, представляющие суммы проектных отрезков, записывают напротив этих линий и подчеркивают.
Если в качестве опоры будут использованы контурные точки ситуации, то выборочно проверяют соответствие этих точек на плане и на местности, сличая контрольные промеры между ними. Если при этом расхождения между результатами измерений линий на местности и на плане превышают 1 мм, т.е. предельную погрешность положения точки на плане, то точки не могут быть использованы в качестве опоры при перенесении проекта.
Геодезическое обоснование сгущают в следующих случаях:
между съемкой и перенесением проекта в натуру прошел большой промежуток времени, за который могли быть уничтожены закрепленные пункты, необходимые для перенесения проекта;
существующая сеть редка.
Сумма длин отдельных отрезков прямой должна быть увязана в ее длине, при этом учитывается, что средняя графическая точность мм на плане, допустимая графическая точность мм. Тогда допустимая невязка в сумме отрезков, мм,
,
где n – число отрезков.
Невязку в сумме отрезков распределяют: поровну на каждый отрезок; пропорционально длинам отрезков (что предпочтительнее).
При перенесении проекта в натуру способом промеров на проектном плане наносятся геодезические данные – проектные отрезки; если проектирование велось аналитическим способом, то с округлением до 0.01 м, если графическим – до 0.1 м.
Если в качестве опорных приняты пункты геодезического обоснования, то обычно при проектировании применяется аналитический способ с округлением горизонтальных проложений до 0.01 м. Проектирование ведется механическим или графическим способом с округлением горизонтальных проложений до 0.1 м, когда в качестве опорных точек приняты контурные точки. Если предполагается перенесение проекта в натуру угломерным способом, то необходимы значения углов и расстояний между точками.
Для перенесения проекта в натуру мензулой проектные отрезки на проектный план не выписывают, так как их измеряют по плану между станциями и проектными точками и отмеряют на местности по нитяному дальномеру.
3. Составление разбивочного чертежа
Разбивочный чертеж составляют только после нанесения на проектный план всех проектных линий, спроектированных объектов и записей на нем всех отрезков (промеров) и углов, необходимых для перенесения проекта в натуру.
Разбивочный чертеж – технический документ. Он составляется из расчета нанесения объемов работ, которые можно выполнить за 2–3 дня, затем составляется новый разбивочный чертеж (во избежание порчи – не один на весь период работ).
На разбивочный чертеж наносят только необходимое для перенесения проекта в натуру:
проектные границы;
величины проектных углов и линий, которые нужно построить или отмерить на местности;
пункты геодезического обоснования, которые используются при перенесении проекта;
контуры ситуации, облегчающие нахождение на местности точек геодезического обоснования или служащие опорой для перенесения проекта;
номера и названия землевладений и землепользований.
На разбивочном чертеже показывают:
черной тушью существующие на местности границы, контуры, надписи, условные знаки, румбы, длины линий;
красной тушью все проектируемые границы, номера участков, геодезические данные;
синей тушью проектируемые теодолитные ходы, вспомогательные магистральные линии и относящиеся к ним геодезические данные.
Запись отсчетов (промеров) по мерному прибору лучше вести нарастающим итогом (во избежание ошибок, для повышения точности), а еще лучше – двойные данные: и расстояние между точками, и длины нарастающим итогом. Маршрут движения отмечают стрелками.
Чем обстоятельнее проведена подготовка к перенесению проекта, тем быстрее и с меньшими погрешностями выполняется полевая работа.
4. Метод промеров
Перенесение проекта в натуру производится согласно разбивочному чертежу, на котором отмечены: 1) исходная точка; 2) направление движения мерного прибора; 3) записаны все промеры между проектными и опорными точками, определяющие положение проектных точек. На концах каждой опорной линии, на которой получают положение проектных точек, устанавливают вехи, длинные линии провешивают. Линии при перенесении проекта отмеряют от одной опорной точки до другой в направлении, указанном на разбивочном чертеже. Место постановки знака согласно промеру временно закрепляют колом.
Если линия проходит по наклонной местности, то кол, а с ним и мерный прибор, передвигают вперед на величину поправки за наклон в длину данного промера. При проектировании механическим или графическим способом поправку за наклон вводят при углах наклона . При проектировании аналитическим способом – при углах наклона .
Достигнув конца опорной линии, записывают на разбивочном чертеже результат ее измерения, который из-за погрешностей будет отличаться от проектного промера, указанного на разбивочном чертеже. Полученная разность результатов измерения не должна превышать допустимого расхождения между двумя измерениями.
Если опорными являются контурные точки, то это расхождение допускается до 1 мм на плане. Если проектирование выполнялось
аналитическим методом, то расхождения, не превышающие 1/1000 ширины проектируемых участков, не учитывают, т.е. положение проектных точек, закрепленных кольями, не изменяют. Если же расхождение больше 1/1000, то его увязывают путем передвижки кольев пропорционально сумме промеров от начала опорной линии.
Если проектирование выполнялось графическим или механическим способом, то расхождение, не превышающее графическую точность масштаба (0.1 мм на плане), не увязывают. Если расхождение равно удвоенной точности масштаба, то поправки вводят в положение двух последних проектных точек. При расхождении, превышающем удвоенную точность масштаба, поправки вводят пропорционально сумме промеров от начала опорной линии.
При создании геодезического обоснования с помощью светодальномерной техники и при использовании ее для перенесения проекта в натуру практически нет необходимости вводить поправки в положение проектных точек из-за расхождений с контрольными промерами, так как точность светодальномерных измерений, как правило, выше требований, предъявляемых землеустройством к точности линейных измерений.
Для обеспечения параллельности и перпендикулярности сторон участков целесообразно применение мерных приборов в сочетании с экером, позволяющим строить углы в 90?.
После проектирования графическим и механическим способами часто приходится производить вычисления для обеспечения параллельности длинных сторон участков, этого проще добиться применением угломерного метода перенесения проекта в натуру.
5. Угломерный метод
В зависимости от расположения проектных точек относительно пунктов геодезического обоснования в практике перенесения проекта в натуру теодолитом есть два варианта определения положения проектных точек на местности:
с одной станции полярным способом;
с нескольких станций, образующих теодолитный ход.
При полярном способе проектным является угол ?, который строят на местности в исходной точке A (рис. 31), а проектным расстоянием – отрезок Aa = S, отмеряемый на местности для получения проектной точки a. Величины ? и S могут быть:
заданы по проекту в числовом выражении;
вычислены в процессе проектирования;
определены графически по плану.
Для построения угла ? выверенный теодолит устанавливают в исходной точке A. Сначала строится левый угол ?. Для этого нулевой штрих алидады совмещают с нулевым штрихом лимба и, вращая лимб вместе с алидадой, наводят зрительную трубу по исходному направлению на точку B. Затем открепляют алидаду и вращают ее до совмещения штриха алидады со штрихом лимба, обозначающим угол ?. При этом зрительная труба будет направлена на точку a.
Затем строится правый угол ?. Для этого нулевой штрих алидады совмещают со штрихом лимба, обозначающим величину угла ?, и, вращая лимб вместе с алидадой, наводят зрительную трубу по исходному направлению на точку B. Затем открепляют алидаду и вращают ее до совмещения штриха алидады с нулевым штрихом лимба. При этом положении зрительная труба укажет на проектную точку a.
Рис. 31
В указанном направлении по теодолиту ставят вехи на расстоянии, несколько большем длины линии S. Одну – в результате построения угла ?, другую – в результате построения угла ?. И из двух положений вех выбирают среднее. После этого из точки A отмеряют расстояние S и в конце его по теодолиту устанавливают знак, закрепляющий положение точки a. Расхождение не более 1? (для теодолитов Т-30 и 2Т-30).
Для перенесения проекта в натуру используют длинное расстояние между исходными пунктами A и B (в 2–3 раза больше Aa). Тогда погрешности положения проектной точки по заданным значениям S и ? составят
; ; ; .
Если же значения S и B измерены по плану, то надо добавить погрешности измерения S (1 мм) и ? (7?) на плане и погрешность нанесения
точки A на план (2 мм). Тогда при М 1:10 000 погрешность нанесения точки на план .
Общая погрешность . Оказывается, что , следовательно, большие погрешности измерений по плану поглощают погрешность полевых измерений и определяют точность положения проектных точек на местности.
При перенесении в натуру ломаной линии при помощи мерного прибора между исходными точками прокладывается теодолитный ход.
Если проектирование производилось аналитическим способом, то все геодезические данные (углы и линии), необходимые для перенесения в натуру, вычисляют в процессе проектирования. При графическом или механическом способе проектирования эти данные получают графически по плану.
Существуют два способа графического определения геодезических данных для проложения теодолитного хода:
1) углы измеряют транспортиром, линии – измерителем, но точность этого способа мала, его применяют редко;
2) углы и линии определяют путем вычислений по координатам; координаты проектных точек определяют графически – по плану (M и L) (рис. 32), аналитические координаты исходных точек (26, 27, 20, 13) проектного хода – из ведомостей, каталогов и пр.
Построение хода в натуре можно начинать как от точки 26, так и от точки 20, предпочтение следует отдавать той точке, у которой примычный угол строится от наиболее длинной и надежной в смысле точности линии хода. Проектные углы строят последовательно, например, в точках 26, M, L. После каждого построения угла отмеряют линии с контролем (например, по нитяному дальномеру). Концы линий, а также проектные точки закрепляют временно кольями. При промерах учитывают поправки за наклон линии.
Во избежание получения больших невязок, превышающих величину учетверенной точности масштаба, определять углы транспортиром, а линии – измерителем можно только при крайней необходимости для проектных ходов, длина которых не
превышает 1 км при М 1:10 000 и 2 км при М 1:25 000.
Для повышения точности следует измерять транспортиром не углы, а направления (румбы).
На основе проведенных расчетов можно приближенно вычислить величины допустимых невязок в проектных ходах. При
этом относительная линейная невязка не должна быть более 1/700 длины хода.
Рис. 32
Для коротких проектных ходов относительную невязку допускают до 1/600, а при ходах менее 1 км – до 1/500.
Если все углы измерены транспортиром по плану, а линии – измерителем также по плану, то линейную невязку допускают до 1/200 длины хода. Допустимую невязку распределяют на местности по способу параллельных линий. Направление невязки в конечной точке хода (и поправок в положении проектных точек) определяют по буссоли, а линейную невязку измеряют и линейные поправки вводят в положение точек при помощи рулетки.
Если проектирование выполнялось механическим или графическим способом, то невязку, не превышающую точность масштаба (0.1 мм на плане), не распределяют. Если невязка равна примерно удвоенной точности масштаба, то поправки вводят в положение двух последних проектных точек. Когда невязка превышает удвоенную точность масштаба, поправки вводят в положение каждой точки пропорционально длине хода от начала до проектной точки.
Если проектирование производилось аналитическим способом, то невязку, не превышающую 1/1000 ширины проектируемых участков, не
распределяют. Во всех остальных случаях невязку распределяют способом параллельных линий.
При измерении углов особое внимание следует обращать на вертикальность установки вех. При коротких линиях и там, где это возможно, визировать следует на шпильки, которые отвесно втыкают в торцы кольев. Центрировать теодолит над пунктом следует с погрешностью, не превышающей 5 мм. Измерение длин линий в теодолитных ходах производится стальными прокомпарированными лентами или 50-метровыми рулетками в прямом и обратном направлениях, а также светодальномером СМ-5 или нитяным дальномером (ориентировочно – шагами).
6 Углоначертательный способ (мензула)
Проект переносят в натуру мензулой, если из-за условий местности:
применение только мерного прибора затруднено;
применение теодолита нецелесообразно.
Использование мензулы для перенесения проекта в натуру особенно эффективно, если в полузакрытой местности имеется большое количество опорных контурных точек.
Поскольку при перенесении проекта в натуру теодолитом или мерным прибором угловые и линейные величины допускается измерять транспортиром и измерителем по плану, то перенесение проекта в натуру мензулой в этих случаях будет давать более точные и быстрые результаты. Это объясняется тем, что построение углов на мензуле производится точнее, чем измерение их транспортиром, и, кроме того, на каждой станции планшет ориентируется не по одному, а по нескольким пунктам. Тогда погрешность построения угла в каждой проектной точке в открытой или полузакрытой местности не зависит от погрешностей построения углов в предыдущих точках, как в теодолитном ходе. В этом состоит основное преимущество мензулы перед теодолитом, но это преимущество обнаруживается в тех случаях, когда для перенесения проекта нельзя использовать вычисленные координаты точек и измеренные на местности углы и линии. При перенесении проекта мензулой снижается возможность получения грубых ошибок, поскольку вся работа ведется и контролируется в поле. Применение мензулы освобождает исполнителя от большой подготовительной работы: надо лишь иметь пункты геодезической сети, надежные контурные точки, геометрическую сеть нужной густоты.
Перенесение проекта при помощи мензулы особенно эффективно в степных районах юго-востока страны. Геодезическая сеть пунктов в них редка, а размеры переносимых участков большие. Перенесение проекта мерным прибором (лентой, оптическим дальномером) в таких районах требует измерения больших расстояний от пунктов геодезической сети или от контурных точек, и эффективным будет лишь применение электромагнитных дальномеров.
Рис. 33
.
Перенесение проекта мензулой в открытой и полузакрытой местностях выполняют следующим образом (рис. 33).
1. В зоне расположения проектных точек А, В, С устанавливают мензулу М.
2. Между точкой стояния мензулы и проектной точкой определяют по плану расстояние. Если это расстояние превышает в М 1:5000 – 150 м, при 1:10 000 – 250 м, при 1:25 000 – 450 м и при 1:50 000 – 500 м, то мензулу переносят ближе к проектным точкам и снова определяют ее положение на плане.
3. К полученной точке стояния мензулы на плане и к проектной точке a прикладывают ребро линейки кипрегеля и реечник, отсчитав шагами указанное наблюдателем расстояние в направлении зрительной трубы, устанавливает рейку, по которой наблюдатель делает отсчет. В зависимости от величины отсчитанного расстояния реечник, согласно сигналам наблюдателя, передвигается в направлении визирной линии до тех пор, пока отсчет на рейке покажет требуемое расстояние.
Короткие линии на ровной местности быстрее и точнее отмерять мерным прибором, контролируя их по нитяному дальномеру (для М 1:10 000 S ? 500 м).
4. На окончательно установленной точке ставят знак.
5. Переносят в натуру другие проектные точки, расположенные вблизи данной точки стояния мензулы.
После установки знаков на проектных точках для контроля измеряют линии между проектными точками и результаты записывают на разбивочном чертеже.
Точность перенесения проектных точек в натуру мензулой соответствует точности их съемки, т.е. положение проектной точки на местности характеризуется средней квадратической погрешностью 0.4 мм на плане. Погрешность такой величины вызывают непараллельность и неперпендикулярность проектных линий на местности. Непараллельность коротких проектных линий выражается десятками минут, что много больше допустимого (3–4?). Поэтому проект переносят в натуру мензулой в том случае, если по условиям проектирования не предъявляется строгих требований к параллельности проектных линий, что чаще всего бывает при перенесении проекта организации территории с нетвердыми границами (пастбища, сенокосы).
При повышенных требованиях к точности перенесения в натуру границ полей и участков применение мензулы становится нецелесообразным. Тогда лучше использовать мерный прибор с экером.
7. Особенности перенесения проекта в натуру
по материалам фотосъемок
В результате фотосъемок получают фотоснимки объектов и отдельных элементов местности. Фотографирование может выполняться с земли и отдельных летательных аппаратов (чаще всего самолетов). Соответственно этому различают наземную фотосъемку и аэрофотосъемку.
Наземная фотосъемка выполняется при помощи фототеодолитов, представляющих собой сочетание теодолита и фотоаппарата.
Аэрофотосъемка выполняется при помощи аэрофотоаппарата (АФА), установленного на борту самолета.
На основе фотоснимков местности и предварительно созданного съемочного обоснования получают карты и планы. Процессы получения планов и карт разрабатывает фотограмметрия, которая определяет формы, размеры и положение предметов по их фотограмметрическим изображениям на плоскости; те же задачи, но с учетом объемности изображения решает стереофотограмметрия – использование двух перекрывающихся снимков, полученных из двух разных точек.
Аэрофотосъемка называется плановой, если она производится при отвесном положении оптической оси фотоаппарата. Тогда снимки называются плановыми, или горизонтальными. Угол отклонения от отвеса . Если , то съемку называют перспективной, а снимки – наклонными, или перспективными.
Различают аэрофотосъемку, выполненную:
одиночными снимками (например, для военных целей);
маршрутами (для целей изыскания трасс линейных сооружений), 60% при продольном перекрытии;
аэрофотосъемку площадей – перекрытие продольное 60%, поперечное – 30–40%.
Аэрофотоснимок представляет собой центральную проекцию участка на местности, при и равнинном рельефе она совпадает с ортогональной проекцией, если и рельеф всхолмленный – проекция неортогональная.
Масштаб аэрофотосъемки ,
где fk – фокусное расстояние; H – высота полета.
Если снимок наклонный и в разных масштабах из-за непостоянства H, то его трансформируют по 4 – 5 точкам и вводят поправку ? за рельеф.
,
где r – расстояние от главной точки до данной; h – превышение данной точки над средней плоскостью.
Если точка местности находится выше средней плоскости, то ее изображение надо сместить по направлению от главной точки.
Можно найти радиус r окружности, в границах которой смещение ? не превышает заданного значения ?доп
.
Величина r называется радиусом полезной (рабочей) площади аэрофотоснимка.
Из рабочих площадей нетрансформированных снимков составляется фотосхема. Из рабочих площадей трансформированных снимков – фотоплан, а затем и графический план.
Дешифрирование изображений
Под дешифрированием понимают процесс опознавания объектов, контуров и других элементов местности, а также раскрытие их содержания по фотографическому изображению.
Различают дешифрирование топографическое с целью составления топографических карт и планов и специальное (например, для геологических, почвенных, лесохозяйственных, военных, сельскохозяйственных и других целей).
Дешифрирование выполняют в полевых или камеральных условиях или при их сочетании. Дешифровочные признаки – форма и размер предметов (геометрический признак); свойство предметов отражать неодинаковое количество падающего на них света (оптический признак).
Дешифровочные признаки делятся на прямые (форма, размеры, тени и др.) и косвенные (взаимосвязь объектов снимка, например, связь между растительностью, влажностью и типами грунтов). Основным дешифровочным признаком является форма изображения. Наибольший эффект дает совместное использование нескольких признаков. Так, кроме формы и размеров изображения, широко используется его тон, т.е. различная степень почернения. Реки и озера отображаются темными тонами, сухие дороги – почти белыми линиями, редкая растительность светло-серым тоном, густая – более темным.
Весьма важным дешифровочным признаком являются тени, отбрасываемые объектом. По форме теней можно судить о содержании сфотографированного объекта.
Эффектность камерального дешифрирования существенно повышается при использовании пространственной (стереоскопической) модели местности, для получения которой пользуются специальными приборами – стереоскопами.
Для получения стереоскопической модели надо установить два перекрывающихся снимка так, чтобы расстояние между идентичными точками было близко к величине глазного базиса, а линия, соединяющая эти точки – параллельна ему. Следует стараться левым глазом видеть только левое изображение, а правым – только правое. Тогда наблюдатель вместо двух плоских изображений увидит одно рельефное.
Способы съемки рельефа при аэрофотосъемке
Обычно применяют два следующих способа:
Комбинированная аэрофотосъемка – контурная часть плана создается при помощи аэрофотосъемки, а рельеф снимается в поле при помощи мензулы. Предварительно создается высотное обоснование. Фотоплан прикрепляют к планшету и определяют высоты характерных точек рельефа тригонометрическим нивелированием. После определения отметок характерных точек проводят горизонтали. Съемка рельефа на фотопланах требует в два раза меньше времени, чем при обычном способе мензульной съемки.
Стереофотограмметрическая аэрофотосъемка – рисовка рельефа выполняется в камеральных условиях по стереомодели на специальных приборах. Различают два способа стереоскопической рисовки рельефа: универсальный – горизонтали вычерчиваются автоматически; дифференциальный – используются приборы, служащие только для одного из процессов обработки.
Из стереопары аэрофотоснимков получают значения параллаксов (линейных продольных параллаксов), т.е. разности абсцисс изображений одной и той же точки на двух перекрывающихся снимках. Линейный продольный параллакс есть базис фотографирования, выраженный в масштабе изображения:
,
где B – реальный базис; M – знаменатель численного масштаба.
Превышение одной точки над другой можно выразить через разность параллаксов этих точек . Окончательно , где b – базис в масштабе.
Наземная стереофотографическая съемка
Наземная стереофотографическая съемка, или фототеодолитная съемка производится при помощи фототеодолита – прибора, позволяющего фотографировать местность и выполнять угловые измерения, необходимые для определения координат точек, на которых он установлен. При такой съемке фотографирование выполняется с двух концов базиса. Обычно центр левого объектива принимают за начало координат пространственной фотограмметрической системы.
Величины p, zл и xл измеряются по снимкам на стереокомпараторе. Для составления плана местности все базисы должны быть связаны между собой, для чего определяют координаты каждой левой точки базиса и дирекционный
угол оптической оси фотокамеры в единой системе координат. Согласно действующим инструкциям съемка застроенных территорий производится, как правило, аэрофототопографическим способом, а в районах со всхолмленным рельефом – фототеодолитным.
Съемка в М 1:5000–1:500 выполняется стереофототопографическим или комбинированным методом в зависимости от:
характера снимаемой территории;
масштаба плана;
имеющегося фотограмметрического оборудования.
На территории со сплошной многоэтажной застройкой, а при съемке в М 1:1000–1:500 с плотной малоэтажной застройкой составляются графические планы.
Если проектирование участков выполнялось аналитическим способом, то выбор способа перенесения проекта в натуру не зависит от вида съемки, после проведения которой получен плановый материал. Если же проектирование производилось механическим и графическим способами, то в качестве опорных при перенесении проекта часто используют точки и контуры, опознаваемые на местности.
В этом отношении материалы аэрофотосъемки имеют большое преимущество перед планами наземных съемок, так как в них изображены мельчайшие подробности местности; дают возможность значительно сокращать количество измерений мерными приборами при перенесении проекта в натуру и применять эти приборы только для измерений коротких расстояний.
Максимальное сокращение количества измерений и уменьшение длин промеров достигается правильным чтением аэрофотоснимков и выбором в качестве опорных ближайших точек, опознавание которых не подлежит сомнению.
Опыт показывает, что наилучшим фотоматериалом для опознавания контурных точек, используемых в качестве опорных, являются недешифрированные контактные отпечатки, так как процесс увеличения или трансформирования аэрофотоснимков всегда снижает резкость изображения, в особенности мелких объектов местности. Нанесением дешифровочных знаков закрываются детали аэрофотоснимка, и снижается возможность использования в качестве опорных значительного количества контурных точек. Поэтому при проектировании и особенно при перенесении проекта в натуру, помимо дешифрированных аэрофотоснимков, на которых производится
проектирование, полезно иметь недешифрированные контактные отпечатки, по которым легко опознают большое количество мелких объектов местности.
При использовании материалов аэрофотосъемки применяются приемы, позволяющие также уменьшить длины промеров, необходимых для перенесения проектных точек в натуру (рис. 34).
Рис. 34
1. Получение проектной точки C по удаленным точкам A и B из-за разномасштабности отдельных частей аэрофотоснимка (особенно если он не трансформирован) может привести к большим погрешностям измерения линий AC и BC на аэрофотоснимке. В этих случаях результат будет точнее, если воспользоваться контурной точкой E, расположенной вблизи проектной точки C. Опустить перпендикуляр из точки E на линию AB и от основания этого перпендикуляра провести промер CD, взятый с аэроснимка, для получения проектной точки C на местности.
2. Для уменьшения длин промеров пользуются также пересечением прямых линий, руководствуясь тем, что точка пересечения прямых линий на аэрофотоснимке независимо от искажения этого снимка из-за его наклона всегда точно совпадает с точкой пересечения этих же прямых на местности (если искажения из-за рельефа незначительны). Поэтому при перенесении в натуру проектной точки К находят вблизи нее на местности положение точки x в пересечении линий AP и BN. От точки x отмеряют отрезок xL и по
перпендикуляру LK находят положение проектной точки К. Для контроля все линии (стороны) участков между проектными точками измеряют на местности, результаты записывают на аэрофотоснимке или на разбивочном чертеже и сличают с соответствующими линиями на аэрофотоснимке.
Однако такое независимое получение на местности каждой проектной точки границы может вызвать значительную взаимную непараллельность сторон участка, характеризующуюся предельной погрешностью (при см на фотоплане ). Когда требуется строгая параллельность длинных сторон участков, определяют по аэрофотоснимку только основные точки проекта, например, А, К и L, и относительно этих точек промерами получают все основные точки.
При перенесении проекта в натуру в качестве опорных, помимо контурных точек, широко используют прямые линии контуров, угодий, дорог, канав, опознаваемых на аэрофотоматериалах. Для повышения точности при проведении подготовительных работ, проектирования и перенесения проекта в натуру используют закрепленные на местности опознаки (опознавательные знаки). Точность перенесения проекта в натуру по аэрофотоматериалам примерно такая же, как и по планам наземных съемок.
2. ТОЧНОСТЬ ПЛОЩАДЕЙ УЧАСТКОВ, ПЕРЕНЕСЕННЫХ В НАТУРУ
Рассмотрим все наиболее типичные случаи.
I. Способ проектирования – аналитический, геодезическое обоснование при перенесении в натуру – теодолитные ходы.
II. Способ проектирования – графический, геодезическое обоснование при перенесении в натуру – теодолитные ходы.
III. Способ проектирования – графический, геодезическое обоснование при перенесении в натуру – точки ситуации.
IV. Способ проектирования – механический (планиметром), геодезическое обоснование при перенесении в натуру – теодолитные ходы.
V. Способ проектирования – механический, геодезическое обоснование при перенесении проекта в натуру – точки ситуации.
I случай. Применялся аналитический способ проектирования, в качестве геодезического обоснования служили точки теодолитных ходов.
Так как аналитический способ проектирования применяется при наличии сети теодолитных ходов, на основе которых главным образом и производится
проектирование, то точность проектирования аналитическим способом зависит только от точности угловых и линейных измерений на местности.
Влияние погрешностей измерений на погрешность площадей мало. Погрешность площади определяется погрешностью линейных измерений. Если принять среднюю квадратическую погрешность измерения линий мерным прибором равной 1:2000, то средняя квадратическая погрешность площади в зависимости от погрешностей линейных измерений будет
,
где P – площадь участка.
С такой же точностью будет спроектирована площадь участка аналитическим способом и перенесена в натуру, так как погрешность площади участка будет зависеть только от погрешностей измерений на местности при съемке и при перенесении проекта в натуру. Это можно считать равнозначным тому, как если бы все границы были измерены либо в процессе съемки, либо в процессе перенесения проекта в натуру.
II случай. Применялся графический способ проектирования, в качестве геодезического обоснования при перенесении в натуру служили нанесенные на план точки теодолитных ходов.
В этом случае на погрешность спроектированных площадей участков будут влиять три вида погрешностей: . При этом – погрешность измерений углов и линий на местности ( га).
При перенесении в натуру к ним добавляются погрешности:
– погрешность нанесения точек теодолитных ходов на план по координатам;
– погрешность, свойственная графическому способу проектирования площадей.
Если в процессе перенесения в натуру используются промеры, снятые с плана, то следует вводить погрешность еще раз. Если же в процессе перенесения в натуру используются не снятые с плана, а вычисленные ранее значения промеров, то второй раз эту погрешность вводить не надо.
Суммарное влияние всех четырех погрешностей для случая II
,
.
III случай. Применялся графический способ проектирования, опорными для перенесения проекта в натуру служат точки контуров ситуации.
На погрешность определения площадей будут влиять:
– погрешность положения точек контуров ситуации на плане. Считая, что средняя квадратическая погрешность положения контурной точки 0.4 мм и, получим, что ;
– погрешность, свойственная графическому способу проектирования.
Если при этом производилось определение промеров графически по плану от точек теодолитных ходов (если при перенесении проекта не использовались вычисленные ранее значения промеров), погрешность добавляется еще раз.
Погрешностями измерения линии мерным прибором в процессе перенесения проекта в натуру можно пренебречь, так как они малы по сравнению с другими погрешностями.
Тогда суммарная погрешность в случае III ,
.
IV случай. Проектирование производилось планиметром, опорными для перенесения проекта в натуру служили нанесенные на план пункты теодолитных ходов.
На погрешность площадей участков будут влиять:
, – погрешность измерения углов и линий на местности;
– погрешность нанесения точек теодолитных ходов на план по координатам;
– погрешности, свойственные механическому способу, которые при двукратном обводе участка определяются по формуле
, .
Если же при перенесении на местность промеры от точек теодолитных ходов определялись графически по плану (а не использовались вычисленные значения промеров), то добавляется еще погрешность:
,
Суммарная погрешность IV случая: ,
.
V случай. Проектирование производилось планиметром, опорными для перенесения проекта в натуру служили точки контуров ситуации.
На погрешность площадей участков будут влиять
, – погрешность контурной съемки;
, – погрешность при двукратном обводе планиметра;
, – погрешность графического определения промеров от точек теодолитных ходов по плану.
Суммарная погрешность V случая: ,
га.
Все погрешности являются средними квадратическими и вычислены для площади P = 100 га и масштаба 1:10 000. В качестве предельных можно взять удвоенные или утроенные их значения. При расчете погрешностей предполагается, что работы по проектированию производят на плотной бумаге, выверенными приборами, остро отточенным карандашом, измерителем с остро отточенными ножками и т.п. Без соблюдения этих условий точность площадей участков значительно понижается.
Случаи II, III, IV и V по сравнению со случаем I дают значительно б?льшие погрешности, которые увеличиваются с уменьшением масштаба плана (самый точный аналитический , затем графический и механический, если в качестве геодезического обоснования при перенесении проекта в натуру приняты теодолитные ходы). Самые большие погрешности имеют место при графическом и механическом способах проектирования в сочетании с использованием при перенесении проекта в натуру в качестве опорных контурных точек ситуации, тогда .
Применение графоаналитического способа может увеличить погрешности площадей, но не более чем вдвое по сравнению с погрешностями, свойственными аналитическому способу.
Процесс перенесения проекта в натуру вносит несущественные погрешности в площади проектируемых участков за счет погрешностей определения промеров графически по плану (от точек теодолитных ходов, если не используются вычисленные значения промеров): .
Для вытянутых участков средние квадратические погрешности следует увеличить в раз, где K – отношение длинной стороны к короткой
Следует также иметь в виду, что погрешность площади уменьшается с увеличением числа точек поворота границ. Погрешности небольших участков будут меньше, когда опорными служат контурные точки ситуации, расположенные близко одна от другой, и следовательно, обладающие значительной корреляционной связью.
Проектирование набором контуров следует отнести к случаю V, а комбинирование механического способа с графическим – к случаям IV или V в зависимости от вида геодезического обоснования, используемого при перенесении проекта в натуру. В табл. 2 приведены погрешности площадей участков, перенесенных в натуру в зависимости от погрешностей проектирования измерений, вычислений и других факторов.
графическим;
2) не требуется строгая параллельность и перпендикулярность границ участков;
3) точки ситуации не могут служить надежной опорой для перенесения проекта, и возникает необходимость определять положение проектной точки полярным способом, т.е. путем построения направления и промера линии;
4) по границам землепользования и внутри него отсутствуют
теодолитные ходы, имеющаяся геодезическая сеть пунктов редка, и применение теодолита