Для того, чтобы после выполнения аэрофотосъемки изготовить фотоплан - общую фотографию местности в пределах рамки исходной карты по аэрофотоснимкам, необходимо устранить искажения, присущие каждому снимку, и привести их к одному масштабу - то есть выполнить трансформацию снимков. Для этого необходимо иметь на снимке, в пределах его рабочей плоскости, 4 точки с известным плановым положением, причем расположенные примерно по углам.
Любая четкая контурная точка, легко опознаваемая на местности и аэрофотоснимке, координаты которой определены геодезическим методом, называется плановым опознаком (ОП), а полевые работы по определению координат опознаков, называются привязкой опознаков.
Определение положения четырех опознаков для каждого аэрофотоснимка наземными геодезическими способами называется сплошной плановой привязкой. Однако такой объем работ существенно повышает стоимость производства съемки, поэтому, как правило, используют разреженную привязку - то есть определение двух-четырех опознаков на каждый маршрут, а координаты четырех трансформационных точек для каждого снимка получают методами графической фототриангуляции, фотополигонометрии и построением сетей на универсальных приборах в камеральных условиях.
Для создания высотной части фотоплана, на аэрофотоснимках должны присутствовать точки с известными высотами. Эти точки называют высотными опознаками (ОВ), а определение их отметок - высотной привязкой.
Инструкция позволяет совмещать плановые и высотные опознаки (ОПВ) для топографических съемок с высотами сечения рельефа 2 и 5 метров.
В качестве опознаков выбирают четкие контурные точки, положение которых можно определить на аэрофотоснимке и отождествить на местности со средней квадратической ошибкой не превышающей 0.1 мм в масштабе составляемого плана. Опознаки нельзя выбирать на крутых склонах, на округлых контурах леса, и сельскохозяйственных культур, а также использовать отдельно стоящие деревья, кусты и углы высоких построек (из-за влияния теней). При отсутствии на местности естественных контуров, которые могут быть использованы в качестве опознаков, производят маркировку точек, то есть создают на местности геометрические фигуры, которые отчетливо изобразятся на аэрофотоснимках.
Инструкция требует проектирования опознаков в зонах двойного продольного и тройного поперечного перекрытия аэрофотоснимков. Границы зон поперечного перекрытия, располагающиеся по обе стороны от оси маршрута на расстоянии
1
z = --- l m
2
(1350 метров или 5.4 см на исходной карте масштаба 1:25000), показаны на кальке сплошными линиями желтого цвета; в этих зонах в последствии будут запроектированы опознаки. Ближайший к западной рамке карты опознак должен отстоять от нее не менее, чем на 20% для соблюдения условия проектирования опознаков в зоне двойного продольного перекрытия.
Опознаки проектируются перпендикулярно осям маршрутов с расстояниями между соседними в 5 км, за исключением крайних зон - в них опознаки должны располагаться вдвое чаще. Взаимное положение опознаков между собой также регламентируется Инструкцией: опознаки должны быть запроектированы один под другим как в крайних, так и в средних зонах; иными словами, на линиях, параллельных западной рамке исходной карты. Отклонение допускается в пределах величины одного базиса фотографирования.
В соответствии с этими требованиями были запроектированы 16 планово-высотных опознаков на исходной карте в зонах перекрытия. В качестве опознаков выбирались, в основном пересечения шоссейных дорог, просек и проселков. В условиях данной местности это выгодно по следующим соображениям.
Данные контуры выглядят на снимках отчетливо, они хорошо опознаются как на снимке, так и на местности; по дорогам и просекам лучше всего прокладывать полигонометрические и теодолитные ходы при сгущении главной геодезической основы и привязке опознаков; при закладке геодезических пунктов вблизи дорог обеспечивается их лучшая сохранность и снижается возможность их утери. Такие пункты можно легко отыскать и успешно использовать в качестве исходных при последующих геодезических работах в данном районе.
В качестве одного из опознаков (а именно ОПВ2) выбран пункт триангуляции, это несколько сократит объем привязочных работ.
III. Сгущение геодезической основы с использованием светодальномерной полигонометрии 4 класса. Составление проекта полигонометрических ходов, установление их формы и определение предельной ошибки планового положения точки в слабом месте хода. Расчет влияния ошибок линейных измерений. Проектирование базиса для уточнения постоянных светодальномера. Расчет влияния ошибок угловых измерений. Расчет точности определения высот
пунктов полигонометрического хода.
В пределах территории подлежащей съемке известны только три пункта триангуляции, они показаны на кальке условным знаком в виде треугольника с обозначенным центром. Их явно недостаточно для привязки всех запроектированных опознаков. Поэтому необходимо провести работы по сгущению главной геодезической основы, чтобы иметь достаточное количество исходных пунктов для привязки опознаков.
Сгущение главной геодезической основы на объектах крупномасштабных съемок производится методом светодальномерной полигонометрии 4 класса с несколько пониженной точностью, по сравнению с государственной полигонометрией 4 класса.
Отдельный ход полигонометрии 4 класса должен опираться на два исходных пункта с обязательным измерением примычных углов. В таблице #2 приводятся основные требования к построению полигонометрии 4 класса, а также 1 и 2 разрядов.
На основании этих требований были запроектированы 2 полигонометрических хода 4 класса от пункта триангуляции 1 до пункта триангуляции 3 - первый, и от пункта триангуляции 2 до пункта триангуляции 3 - второй (исходные пункты триангуляции показаны на кальке условным знаком в виде треугольника черного цвета). Оба хода спроектированы таким образом, что их пункты располагаются вдоль шоссейных дорог, что, как было уже отмечено выше, обеспечит их сохранность и снизит возможность утери.
На кальке стороны ходов показаны тонкими линиями красного цвета, а пункты полигонометрии - условным знаком в виде квадратика, также красного цвета. Пункты полигонометрии подписаны буквами "ПЗ", что означает "полигонометрический знак" и далее его номер, например, ПЗ12.
Длина первого хода ( [s] ) составляет 6.650 км, а второго -
6.325 км. Число сторон в каждом по 10. Как известно, более длинный ход менее надежный, поэтому расчет точности будет вестись именно для такого хода (то есть для первого); очевидно, что все выполненные расчеты также будут справедливы и для менее длинного хода, иными словами, при соблюдении технологии, более короткий ход будет проложен с точностью, не ниже рассчитанной для более длинного хода.
Полигонометрические ходы в общем случае имеют произвольную изогнутую форму (конечно, не противоречащую Инструкции). Однако, в некоторых случаях ходы могут иметь вытянутую форму - как частный случай изогнутых ходов. Поэтому расчет точности начинается с установления формы хода. Это связано с фактом существования упрощенных расчетных формул для ходов вытянутой формы.
Ход считается вытянутым, если он одновременно удовлетворяет трем критериям вытянутости полигонометрического хода. Если хотя бы одно из требований критериев не выполняется, то ход нельзя считать вытянутым. Для проверки этих условий, первый ход был скопирован на отдельную кальку (рис. #8), чтобы не отягощать основной чертеж избыточной информацией. После этого были проверены 3 критерия вытянутости полигонометрического хода. Они расположены в порядке ужесточения требований к вытянутости хода, то есть если не соблюдается критерий #1, то не имеет смысла проверять критерий #2 и так далее.
Критерий #1: "Отношение периметра хода к длине замыкающей не должно превосходить 1.3". Проверка: периметр равен 6.650 км, а длина замыкающей - 6.225 км. Их отношение составляет примерно 1.07, и, следовательно, ход удовлетворяет критерию #1.
Критерий #2: "Отклонение углов сторон от замыкающей не должно превосходить одной восьмой части замыкающей". Для проверки этого критерия раствором измерителя было взято расстояние, равное 1/8 L в масштабе исходной карты масштаба 1:25000; это расстояние составляет
0.778 км (или 3.1 см на карте). Затем было проверено отклонение каждого угла стороны. Выяснилось, что отклонение угла стороны от замыкающей даже в самом изогнутом месте хода не превышает заданной величины в 1/8 L. Значит, ход удовлетворяет и этому критерию.
Критерий #3: "Разность дирекционных углов стороны и замыкающей не должна превосходить 24 градуса". Для проверки этого критерия нужно воспользоваться транспортиром, а в тех местах хода, где невозможно непосредственно измерить разность дирекционных углов, необходимо продолжить сторону или перенести замыкающую параллельно самой себе. В ходе проверки выяснилось, что ход не удовлетворяет данному критерию (отклонение дирекционных углов сторон ПЗ2 - ПЗ3 и ПЗ5 - ПЗ6 от дирекционного угла замыкающей превышает допуск). Следовательно, ход нельзя считать вытянутым, и для его расчета необходимо использовать формулы для ходов произвольной изогнутой формы.
Расчет хода состоит в определении ошибок измерения углов, линий и превышений по ходу, а затем, и в выборе инструментов для измерения, таких, чтобы обеспечивалась необходимая точность, которая задается заранее.
Сначала определяется предельная ошибка в слабом месте хода после уравнивания. Существует соотношение: