1.3 Выбор элементов съемочной системы и основных параметров аэрофотосъемки

Технические условия аэрофотосъемки определяются расчетными величинами параметров аэрофотографирования (высотой, масштабом фотографирования, фокусным расстоянием аэрофотоаппарата) и значениями продольного и поперечного перекрытий. Кроме того, для данного объекта подбирается время аэрофотографирования, тип аэропленки и светофильтров, скорость полета самолета, продолжительность выдержки, выявляется необходимость тех или иных специальных приборов и т.д. По затратам времени и средств удельный вес аэрофотосъемки в общем комплексе аэрофотогеодезических работ небольшой, но правильность выбора технических условий аэрофотосъемки, качество выполнения этого вида работ решающим образом влияют на стоимость и качество конечной продукции.

Основными факторами, определяющими технические условия аэрофотосъемки, являются вид окончательной продукции и выбранная технологическая схема ее изготовления.

При выборе технических условий аэрофотосъемки следует руководствоваться современными данными, характеризующими технические средства, используемые в летных отрядах. Так, например, абсолютная высота фотографирования ограничена пределом от 200 до 8000 м, применяемые фотоаппараты имеют фокусные расстояния 70, 100, 140, 200, 350, 500 и 1000 мм, наиболее распространенные форматы кадра 18Ч18 см, в настоящее время применяется формат 23Ч23 см, реже 30Ч30 см.

Для создания полноценных топографических планов по материалам аэрофотосъемки немаловажное значение имеет вопрос о выборе времени производства аэрофотосъемочных работ. Время и дата производства аэрофотосъемки должны быть определены не только на основе учета качества ясных солнечных дней, наличия атмосферной дымки и др. требований, но и путем тщательного изучения всего комплекса географических условий изучаемой территории и их изменений по времени года.

В нашем случае достаточно изготовить контурный план, так как по исходным данным нет необходимости показывать рельеф и его можно перенести с плана прежней съемки. Такой вариант экономически выгоден, так как рисовка рельефа (с использованием стереотопографических методов и тем более полевая наземная) - процесс весьма дорогостоящий.

Порядок выполнения: При изготовлении фотопланов крупных масштабов (в данном случае 1:00) используется технология «аэрофотоснимок-планшет», предусматривающая фототрансформирование с большим коэффициентом трансформирования аэрофотоснимков Кt4, поскольку в этом случае уменьшается число фотоснимков.

Найдем коэффициент последующего увеличения фотоизображения по формуле:

К = d/(0,6l) (1)

где d - расстояние между центрами смежных по ряду трапеций в заданном для изготовления фотопланов масштабе 1:М;

l - длина стороны аэронегатива.

Примем для нашего случая ширину рамки трапеции в заданном масштабе 1:М = 1:5000 составляемого фотоплана d = 50 см, размер стороны аэронегатива l=18 см, тогда

К = 50/ (0,618)= 4,6

Знаменатель масштаба фотографирования находим по формуле (2):

m = KM

m = 4,65000 =23000

Определим отметку средней секущей плоскости для участка съемки:

Zср= (3)

где и - максимальная и минимальная отметки точек на участке.

Zср== 210 м;

Вычислим максимальное превышение в пределах съемочного участка над секущей плоскостью:

h = (Zmax - Zmin)/2 (4)

h = (220-200)/2 = 10 м.

Произведем расчет необходимых параметров.

Необходимо подобрать наиболее целесообразное сочетание масштаба аэрофотографирования 1:М, высоты фотографирования H, фокусного расстояния аэрофотоаппарата для данного варианта задания, учитывая характер конечной продукции, намеченную технологию изготовления плана и данные таблиц. Выбранные параметры должны обеспечить возможность изготовления плана заданной точности с минимальными затратами средств на аэрофотосъемку.

1. Высоту фотографирования Н и фокусное расстояние f подбираем согласно равенству Н=fm с таким расчетом, чтобы величина f получила стандартное значение, а абсолютная высота фотографирования Но не превышала существующего предела. Так как съемка среднемасштабная (1:23000) то выбираем Но = 8000 м (самолет АН-30).

Тогда f = (80001000)/23000=348 мм.

Ближайшее возможное фокусное расстояние f = 350 мм, при котором высота равна 8050 м, что превышает максимальную высоту. Поэтому принимаем f=200 мм, тогда H=20023000=4600 м.

Аэрофотосъемку местности можно будет произвести с превышением над уровнем моря до 4600 м.

Таблица 2 Взаимосвязь параметров аэрофотографирования.

2. Определим

а) среднюю высоту фотографирования для данного участка по формуле:

Нср =fm = 4600 м

б) абсолютную высоту фотографирования:

На = Нср + Zср = 4600+210 = 4810 м.

3. Определяем взаимное перекрытие аэрофотоснимков.

Продольное перекрытие (Рх)- это взаимное перекрытие смежных аэрофотоснимков одного маршрута.

Поперечное перекрытие (Ру)- это взаимное перекрытие аэрофотоснимков двух смежных маршрутов.

Выберем продольное перекрытие Рх=80 %, так как технологическая схема предусматривает использование большого коэффициента увеличения.

Максимальное продольное перекрытие находим как:

h/ Нср=10/4600=0,002; 0,002<0,2, значит Рх max=83 %

Поперечное перекрытие равно:

Ру=35+65h/Hср = 35%

4. Определим рабочую (полезную) площадь снимка, ограниченную средними линиями перекрытий по формулам:

bx= , мм

by= ,мм

где l - размер стороны аэрофотоснимка в мм;

bx - продольный размер рабочей площади в мм;

by - поперечный размер рабочей площади снимка в мм

bx==36 мм

by= =117 мм

5. Определим размеры рабочей площади снимка на местности по формулам:

Вх = bxm

Вy= bym (6)

где Вх - сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности, параллельная направлению съемочных маршрутов, базис воздушного фотографирования, выраженная в м. и км.;

Вy - сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности, расстояние между съемочными маршрутами, выраженная в м. и км.

Вх=0,03623000 = 828 м = 0,828 км

Вy= 0,11723000 = 2691 м = 2,691 км

6. Рассчитаем максимальную выдержку, при которой практически не будет смаза изображения:

t=, сек (7)

где W - путевая скорость самолета, м/с

АН-30: t= 10-41000/125 = 1/1250 c

7. Рассчитаем интервал воздушного фотографирования:

Ф= (8)

ф = 828/125= 6,6 с

8. Вычисляем погонный километраж- длину пути самолета при проведении съемки участка по формуле:

Ls=1,2S/By (9)

Ls=1,2745,2/2,691=332,3 км.

9. Рассчитаем число аэрофотосъемочных маршрутов для производства аэрофотосъемки для одной трапеции:

К= (10)

где Ly - размер рамки трапеции, Ly = 2500 м.

К = 2 маршрут.

10 . Рассчитаем число аэрофотоснимков в маршруте одной трапеции:

n= (11)

где Lх - размер рамки трапеции, Lх = 2500 м.

n =6 снимков

11. Общее число аэрофотоснимков в одной трапеции равно

N=nK (12)

N= 62=12 шт.

12. Общее число аэрофотоснимков для 200 трапеций равно 2400.

13. Вычисляем расчетное время необходимое для полета равняется:

Тs= (13)

АН-30: Тs=332,3/450= 0,74 часа

Для 200 трапеций Тs=44,4 минуты

Из таблицы находим допустимый угол наклона плоскости снимка, который равен 23 при точности определения площади с точностью 1/100.

14. Для аэрофотосъемки выбираем аэрофотоаппарат АФА-ТЭ-200МС, f=200, угол поля изображения 2в=65, максимальная дисперсия 0,02, разрешающая способность в центре снимка 40 лин/мм, на краю - 25 лин/мм.

Пленка изопанхроматическая И-18-100.

Возьмем размер стороны аэронегатива, равного 30 см. Тогда К = 2,8.

Несомненно экономически выгоднее осуществлять изготовление фотопланов с коэффициентом трансформации аэроснимков К4, поскольку в этом случае уменьшается число используемых аэрофотоснимков.

Заносим результаты вычислений в таблицу