Материал: 1. Предмет геодезии, значение геодезии для землеустройства и ведения кадастров, связь с другими дисциплинами Геодезия наука, объектом изучения которой являются поверхность и внешнее гравитационное поле Земли. Термин геодезия

11. Способы нивелирования поверхности.

Нивелированием называют полевые измерения, в результате которых определяют высоты точек местности и превышения между ними.

Нивелирование поверхности производят для детального изображения рельефа местности на строительных площадках крупных сооружений, промышленных площадках горных предприятий, на участках открытых горных работ, для проектирования осушительных и оросительных систем и т.д. В зависимости от характера рельефа и ситуации местности, а также от площади нивелируемой поверхности применяют различные способы нивелирования:

- магистральный применяют при сильно выраженном рельефе местности и при характерных точках рельефа на водоразделах и водотоках прокладывают теодолитные и нивелирные ходы, преимущественно в закрытой местности;

- параллельных линий используют, когда местность покрыта лесом или высоким кустарником, в котором прорубают параллельные просеки, на них выбирают характерные точки рельефа и прокладывают нивелирные ходы;

- нивелирование поверхности по квадратам применяют, когда местность открытая, рельеф равнинный, с неясно выраженными формами.

Нивелирование поверхности по квадратам применяют при топографической съемке открытых участков местности со спокойным рельефом в крупных масштабах(1:500-1:5000) с малой (0,1-0,5 м) высотой сечения рельефа с целью составления проекта вертикальной планировки и подсчета объемов земляных работ. С учетом характера рельефа, требуемой точности его изображения, сложности и назначения строящегося сооружения разбивают на сети квадратов от 10 до 100м. Обычно выполняется путем разбивки сетки квадратов со сторонами 10,20,40 м (для 1:500, 1:1000, 1:2000) с помощью теодолита и мерной ленты, рулетки и тросика. Первоначально разбиваются квадраты со сторонами 100 – 400 м, а затем заполняющие, точность закрепления вершин квадратов ±5 см.

Топографические планы на основе нивелирования поверхности по квадратам широко применяются в строительстве для вертикальной планировки строительных площадок.

При нивелировании поверхности по магистралям или параллельным линиям опорой съемки является магистраль АВ, закрепленная по середине участка или на его границе. Перпендикулярно магистрали в зависимости от масштаба плана (1:500, 1:1000, 1:2000) через 10, 20, 40 м разбиваются поперечники (параллельные линии). Если длина поперечников более 300 м их связывают ходом. Одновременно с разбивкой пикетажа ведут съемку ситуации. По магистрали прокладывают теодолитный ход, а по закрепленным пикетам выполняют геометрическое нивелирование. Результаты съемки ситуации заносят в абрис, а результаты нивелирования заносятся в журнал. Обработка результатов нивелирования и построение плана осуществляется так же, как и при нивелировании по квадратам.

12. Тахеометрическая съемка.

Тахеометрическая съемка — один из видов топографической съемки, которая выполняется при помощи геодезических устройств — теодолитов и тахеометров. В буквальном смысле, слово «тахеометрия» с древнегреческого языка обозначает быстрое измерение. В основе тахеометрической съемки лежит замысел того, чтобы при разовом наведении прибора на рейку будет произведен расчет расстояния, а также горизонтальных и вертикальных углов или их превышения, тогда можно будет добиться высокой скорости выполнения задания.

Тахеометрами называются оптические теодолиты, которые автоматически позволяют находить превышения и горизонтальные положения на местности. Тахеометр в отличие от теодолита оборудован дальномером, благодаря которому появляется возможность измерять как углы, так и расстояния.

Сущность метода тахеометрической съемки заключается в установлении точек, представляющих рельеф местности и очертания объектов. В месте каждой снимаемой точки, пользуясь способом полярных координат, находятся направление и угол наклона. Главной целью съемки является подготовка плана исходной местности.

13. Аэрофототопографическая съемка.

Аэрофототопографическая съемка — метод создания топографических планов и карт и получения числовых характеристик местности (профили, цифровые модели и т.д.) с использованием аэроснимков. Аэрофототопографическая съемка включает аэрофотосъемку, полевые топогеодезические работы и камеральные фотограмметрические работы. Полевые топогеодезические работы состоят в определении координат отдельных точек местности на аэроснимках (опознаки) и дешифрировании аэроснимков. Полученную редкую сеть геодезических опорных точек сгущают фотограмметрическими способами: аналитическим (с использованием стереокомпараторов и ЭВМ) или построением сетей на универсальных стереофотограмметрических приборах. При этом каждую стереопару аэрофотоснимков обеспечивают четырьмя (или более) опорными точками (сгущения). Контурная часть топографической карты (плана) составляется путём изготовления фотоплана либо на основе дешифрирования или съёмки контуров по модели местности. Съёмку рельефа выполняют преимущественно по модели, восстановленной на стереофотографическом приборе, в залесённых районах — методами наземной съёмки.

Построение модели местности по стереопаре проводится путём восстановления связок проектирующих лучей и их взаимного ориентирования; по опорным точкам выполняются ориентирование и приведение к масштабу обработки. Кроме топографической карты (плана), могут быть получены цифровые модели, профили и др.

Аэрофототопографическая съемка — основной метод картографирования территории в различных масштабах. В геологии и горном деле материалы аэрофототопографической съемки широко используются для создания топографической основы геологических карт, привязки точек горно-геологических объектов, определения запасов полезных ископаемых и т. д.

14. Одиночный снимок, его свойства.

В комбинированном методе используются свойства, как одиночного снимка, так и пары. Он предполагает получение контурной части карты в камеральных условиях (в результате составления фотопланов или средствами стереоизмерений), а рельефа - по данным полевых геодезических измерений. Этот метод используется для съемки плоскоравнинных районов, когда рельеф местности плохо просматривается стереоскопически и не может быть достаточно точно отображен по снимкам.

Если предположить, что на снимке отсутствуют искажения, вызываемые дисторсией объектива съемочной камеры, атмосферной рефракцией и другими причинами, то снимок можно рассматривать как центральную проекцию объекта на плоскость.
Проекция объекта, полученная в результате пересечения плоскости с проектирующими лучами, пересекающимися в одной точке, называется центральной, а точка пересечения этих лучей - центром проекции.

Совокупность проектирующих лучей, при помощи которых получен снимок, называют связкой проектирующих лучей.

В дальнейшем мы будем исследовать свойства снимка как центральной проекции с целью использования этих свойств для определения координат точек местности, а так же для создания топографических планов и карт.

При центральном проектировании различают негативное (обратное) и позитивное (прямое) изображения.

15. Пара снимков и ее свойства

Два снимка с изображениями одного и того же участка местности, полученные с двух точек пространства, называются стереоскопической парой снимков (стереопарой). Одновременное рассматривание стереопары дает возможность воспроизводить пространственную (стереоскопическую) модель местности. При фотограмметрических работах измерения по фотоснимкам ведут в камеральных условиях, что позволяет применять для составления топографических карт и планов приборы стационарного типа.

При создании карт по аэроснимкам, необходимо иметь 3 координаты точек местности (х, у, z).

По одиночному аэроснимку можно получить только плановые положения точек. Для определения высот точек необходимо иметь 2 аэроснимка, полученных с 2-х концов базиса фотографирования, т.е. образуется в пересечении 2-х проектирующих лучей, которые вместе с базисом фотографирования образуют треугольник засечки. Оба проектирующих луча лежат в одной базисной плоскости.

Базисной плоскостью называется плоскость, в которой лежит базис фотографирования.

На смежных снимках в зоне перекрытий оказываются сфотографированными одни и те же участки местности. Это обеспечивает непрерывность съёмки и возможность построить пространственную модель местности.

При стереосъемке модель местности строится по паре аэроснимков, положение каждого из которых относительно снимаемой местности определено 6 элементами внешнего ориентирования, т.е. положение пары аэроснимков должно определяться 12 элементами внешнего ориентирования.

Для образования модели аэроснимки необходимо располагать так, как они находились во время аэросъемки. Величины, определяющие взаимное положение пары аэроснимков во время аэросъемки, называются элементы взаимного ориентирования.

Аэроснимок представляет собой центральную проекцию участка местности. Из сущности центральной проекции следует одно из геометрических свойств аэроснимка - оптическая обратимость, т.е. возможность восстанавливать связку проектирующих лучей, существовавшую в момент фотографирования. При наличии рельефа и при наклоне оси фотокамеры снимок не даёт ортогонального изображения местности. Кроме того, в силу технических причин, высота полёта Н не может быть выдержана самолётом строго постоянной, поэтому масштаб не только разных снимков (в маршруте и на всём участке), но и в пределах одного и того же снимка не является величиной постоянной. Свойство оптической обратимости используется при обработке аэроснимков для преобразования их наклонных (перспективных) в горизонтальные и приведения снимков к одному масштабу. Трансформирование – это переход от изображений на наклонных снимках разного масштаба к изображениям на одномасштабных горизонтальных снимках. Выполняется он на специальных приборах – фототрансформаторах.

16. Виды дешифрирования и дешифровочные признаки материалов аэрофотосъемки.

Дешифрирование аэроснимков –это процесс получения информации об объектах местности по их фотографическому изображению. Он основывается на знаниях закономерностей фотографического воспроизведения оптических и геометрических свойств этих объектов, а также на знаниях закономерных взаимосвязей их пространственного размещения. Используемые в процессе дешифрирования аэроснимка закономерности фотографического воспроизведения и размещения объектов получили название дешифровочных признаков.

Различают два основных вида дешифрирования: общегеографическое (топографическое, ландшафтное) и отраслевое (тематическое, специальное)

При топографическом дешифрировании выявляют и показывают условными знаками элементы местности, необходимые для создания топографической карты в заданном масштабе: населенные пункты и отдельные постройки; закрепленные на местности опорные геодезические пункты и др.

При специальном дешифрировании, выполняемом в интересах землеустроительного, архитектурно-градостроительного, лесного или иного ведомства, выявляют в первую очередь интересующие их объекты местности –административно-территориальные или хозяйственные границы, породы леса и др. с характеризующими их данными. При этом другие элементы местности –пути сообщения, элементы гидрографии и др. дешифрируют с обобщением и сокращением их характеристик в части, не имеющей непосредственного отношения к соответствующему ведомству

Общие принципы дешифрирования следующие:

- данный метод базируется на закономерных зависимостях между свойствами наземных объектов и характером их воспроизведения на аэроснимках, между самими объектами в натуре и между элементами аэрофотоизображения заснятой территории;

- получение аэроснимков с возможно более высокой для избранных целей дешифрируемостью (т.е. потенциальной информативностью) предопределяется рациональным выбором условий аэросъемки;

- эффективность дешифрирования аэроснимков (т.е. раскрытия содержащейся в них информации) обусловлена особенностями выделяемых объектов местности, наличием соответствующих дешифровочных признаков, совершенством общей методики работ и специализированных её вариантов, обеспеченностью приборами и материалами картографического значения, а также подготовленностью исполнителей (квалификация, надлежащее зрение, знание района).