§ 94. Использование фотограмметрических методов при изучении склоновых процессов

К склоновым процессам относят оползневые явления, снежные ла­вины, сели, обвалы и другие физико-географические явления, ко­торые оказывают воздействие на хозяйственную деятельность че­ловека.

Для прогнозирования и принятия соответствующих предупреди­тельных мер против катастрофических последствий их проявления в наиболее опасных местах, где они могут возникнуть, организо­ваны соответствующие службы, ведущие регулярные наблюдения и изучение этих явлений. Для этого используют различные ме­тоды, фиксирующие качественные и количественные изменения наблюдаемых явлений. При использовании фотограмметрических методов в зависимости от скорости протекания того или иного про­цесса прибегают к различным способам получения нужной фото­графической информации для последующей фотограмметрической обработки. Например, при изучении оползневых процессов, ско­рость которых в начальных стадиях невелика, фотографические изображения оползневых участков можно получить методами воз­душного фотографирования или с помощью многоразовой базис­ной фототеодолитной съемки и съемки с одиночных станций фотографирования с соблюдением неизменности элементов внутрен­него и внешнего ориентирования снимков в последовательных ста­диях фотографирования.

При аэрофотосъемке используют топографические аэрофото­аппараты, установленные на носителе с помощью гиростабилизирующих средств. При фототеодолитной съемке используют фото­камеру фототеодолитных комплектов Photheo 19/1318 или UMK 30/1018, устанавливая их на постоянно закрепленные точки в местах, неподверженных оползневым процессам. Фотографи­рование производится при значениях ω₁= ω₂= = = 0.

Перед начальным циклом фотографирования необходимо гео­дезическими методами создать сеть опорных точек, которые сле­дует замаркировать. При обработке стереопар воздушной съемки необходимо иметь 5 опорных точек, расположенных равномерно в зоне стереоскопического перекрытия, а при обработке стерео­пар наземной съемки 3—4 точки, расположенные по стандарт­ной схеме (см. рис. 108).

Обработка стереопар производится аналитическим способом, обеспечивающим наиболее высокую точность определения коор­динат. Однако в некоторых случаях прибегают и к использова­нию универсальных приборов для получения образно-графиче­ской информации, необходимой для качественного анализа за­фиксированного явления.

Аналитическая обработка стереопар воздушной съемки после­довательных циклов осуществляется путем решения обратной фо­тограмметрической засечки, чтобы определить элементы ориенти­рования каждого снимка и решить прямую пространственную за­сечку, по формулам, приведенным в гл. 5 и 7.

Аналитическая обработка наземных снимков, полученных в раз­ноименных циклах, производится по формулам фотограмметриче­ской или стереофотограмметрической засечек, позволяющим путем сравнения вычисленных пространственных координат одноимен­ных точек получить искомые смещения с ошибкой 1/3500 отстоя­ния до определяемых точек при условии, что они замаркированы. При определении смещений точек местности точность будет меньше за счет ошибок опознавания. В таких случаях при изме­рении определяемых точек на стереокомпараторе следует прибе­гать к способу смещений.

При изучении смежных лавин, селей, обвалов и других быстро протекающих процессов с помощью фотограмметрических методов следует учитывать как специфику самих объектов, так и их фото­графических изображений. Важнейшие из них: высокие скорости перемещения масс, непрерывно меняющих свою форму и размеры, и особые оптические свойства, которые приводят к получению фотоизображений пониженной контрастности и контурности. Есте­ственно, что изучение таких объектов возможно на основе скоро­стной стереосъемки с базиса необходимой длины двумя фотограмметрическими камерами, работающими синхронно в автоматиче­ском режиме с приближенно заданными элементами ориентирования и фиксированными интервалами между экспозициями продолжительностью в несколько секунд.

Материалы такой стереосъемки представляют собой кадровые фильмы, полученные с концов базиса. Отдельные кадры, относя­щиеся к одному и тому же моменту фотографирования, определяе­мые по меткам времени, составляют стереопары, фиксирующие в пространстве и времени положение, форму и размеры движу­щегося на местности объекта.

Последующая обработка стереопар при наличии опорных точек выполняется так же, как и для оползневых явлений. Такая обра­ботка обеспечивает количественное определение искомых парамет­ров объекта движения как функцию времени в зависимости от тех условий, в которых происходит явление. В этом случае параметры движения, морфологические показатели склонов, а также прост­ранственно-геометрические характеристики его покрова могут быть выражены количественно через разности соответствующих пространственных координат точек движущегося объекта и склона. При этом, как и для оползневых явлений, результаты могут быть представлены в численной или графической форме.

Съемочная аппаратура, предназначенная для скоростной сте­реосъемки, должна удовлетворять следующим требованиям:

камеры должны иметь затворы, которые в процессе своей ра­боты не вносят в фотоизображение движущегося объекта смаз более чем 0,03 мм, длительность выдержки должна быть не более 0,01 с, асинхронность работы затворов двух камер — не больше 0,003 с;

командный прибор должен обеспечивать постоянство заданных значений интервалов съемки не более 0,01 с;

емкость кассет камер должна соответствовать не менее 200 кадрам;

комплект аппаратуры должен быть приспособлен к ручной пе­реноске и быстрому приведению в рабочее состояние.

В настоящее время динамику склоновых процессов можно изу­чать с помощью серийной аппаратуры UMK 10/1318 с рулонной пленочной кассетой, выпускаемой Народным предприятием «Карл Цейс Йена» (ГДР).