ВЕЛИКОМАСШТАБНІ ІНЖЕНЕРНО-ТОПОГРАФІЧНІ ЗЙОМКИ

Скачать: chastina_4_zm4_velikomasshtabn_zyomkiplakat_1.zip [2,71 Mb] (cкачиваний: 11)  

ЗМ4 ВЕЛИКОМАСШТАБНІ ІНЖЕНЕРНО-ТОПОГРАФІЧНІ ЗЙОМКИ

4.1 Загальна характеристика великомасштабних планів

4.1.1 Види і характеристики планів.

Великомасштабні топографічні плани, які мають масштаб 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 та 1:500, поділяють на основні, призначені для вирішення загально топографічних завдань (наприклад, у містах та промисло­вих районах) та спеціалізовані (вишукувальні, виконавчі, інвентаризаційні, кадастрові, тощо).

Основні великомасштабні плани складаються згідно з вимогами нормативних документів Укргеодезкартографії і Інструкції з топо­графічного знімання у вищевказаних масштабах [4], з відображенням усіх об'єктів, контурів та елементів рельєфу територій у прийнятих умовних знаках.

При складанні спеціалізованих планів, крім вищевказаних вимог державного картографування, враховують вимоги відомчих інструкцій, державних будівельних норм (ДБН) та спеціальних вимог, закладених у технічному завданні на виконання робіт. При цьому допускається використовувати і відомчі умовні знаки для відображення об'єктів та контурів місцевості, особливо, при зніманні підземних інженерних мереж, залізничних вузлів тощо.

Серед спеціалізованих планів особливе місце посідають інженерно-топографічні плани, які використовуються для проектування, будівництва, реконструкції та експлуатації інженерних споруд. Залежно від призначення розрізняють:

- вишукувальні;

- виконавчі;

- інвентаризаційні плани;

- кадастрові плани

Перші складають під час вишукувань для вибору оптимального варіанта розміщення об'єкта будівництва (генерального або детального плану, траси транспортної магістралі тощо), другі – в процесі будівництва для контролю відповідності побудованої споруди проекту, треті - для експлуатації споруд, облі­ку, технічного обслуговування, ремонту підземних комунікацій тощо.

Якщо в старих підручниках відмічали, що кадастрові плани "в великому об’ємі складаються в заграничній практиці”, то в наш час це повністю відноситься і до вітчизняної практики. Кадастрові плани це плани державних і приватних володінь, на яких детально зображають всі споруди, земельні лісові і водні угіддя, як і на основних топографічних планах ( в більшості випадків вони повинні бути їх основою) і додатково дають їх детальну характеристику з оцінкою вартості і якості.

4.1.2 Точність, детальність і повнота топографічних планів.

Точність плану характеризується величинами сумарних СКП планового і висотного положення точок ситуації та рельєфу. Якщо врахувати, що кожна точка плану визначається на місцевості за координатами, то СКП її планового положення -
знаходять за формулою:

(4.1)

де
(4.2)

похибки вимірювання координат точки, в які входять похиб­ки побудови планової знімальної основи, похибки знімання, графічних побудов при складанні графічного або фотограмметричного плану та їх деформацій.

Згідно з Інструкцією [13] СКП точки ситуації відносно найближчих пунктів знімальної основи не може перевищувати 0,5 мм на плані будь-якого масштабу для чітких контурів на забудованих територіях і 0,9 мм - для лісових насаджень і в гірських районах. Проте залежно від завдань проектування вимоги до взаємного положен­ня контурів можуть змінюватися як в сторону зменшення вимог, так і їх збільшення. Наприклад, в випадку розміщення об'єкта на території з капітальними і висотними будинками вказану похибку зменшують до 0,2 мм, а на незабудованій території вона може бути збільшена до 0,5 мм в масштабі плану.

За експериментальними даними при виконанні всіх вимог Інструкції [4] m_кповинно знаходиться в границях 0,18÷0,30мм, а m_m , відповідно в границях 0,3÷0,4 мм. Точність копій планів, звичайно, дещо нижча ( вплив похибок копіювання, деформація носія) і приймається рівною 0,5мм.

Детальність плану характеризується ступенем допустимого спотворення (генералізації) контурів об'єктів та елементів рельєфу при складанні планів і за­лежить від їх масштабу: чим більший масштаб, тим менше узагальнень і тим вища детальність зображення. Згідно вимог інструкції похибки генералізації чітких контурів на плані не повинні перевищувати 0,5 мм , а архітектурних деталей - 0,3 мм в масштабі плану [4]. В цих границях допускається спрямлення ( виправлення) контурів і границь.

Повнота плану характеризується ступенем його насиченості контурами об'єктів та елементами рельєфу і виражається мінімальними розмірами об'єктів та відстаней між ними. Найбільшої повноти плану вимагають роботи з картографу­вання капітальної забудови та підземних комунікацій, особливо під час їх рекон­струкції. В цих випадках вимоги до повноти плану є визначальними при виборі масштабу, який визначають за формулою

М = l_m, (4.3)

де l_m - необхідний просвіт між знаками в міліметрах

Найповнішу інформацію про конфігурацію об'єктів та елементи рельєфу місцевості дають ортофотоплани, які складаються за матеріалами аерофотознімання.

За дослідженнями проф.. Ю.К.Неумивакіна [7 ] повнота і детальність плану можуть бути представлені інформаційними характеристиками (ІХ) - середньою кількістю інформації на 1га площі. Максимальні значення ІХ в залежності від масштабу приведені в табл.4.1

Таблиця 4.1- Максимальні значення ІХ в залежності від масштабу

В крупних містах з забудовою до 25% - ІХ_max = 480, для детального проектування забудованої території необхідна кількість інформації складає 300-400 ІХ. Тому, для забудованих територій масштаб зйомки повинен бути 1:500, як цього і вимагають ДБН.

4.2 Точність картометричних робіт

4.2.1 Точність визначення віддалей і напрямів. Точність визначення довжини лінії-S та її дирекційного кута (або топографічного азимута)-α, виміряних на плані або обчислених за коорди­натами кінцевих точок (також визначених графічно з плану), розраховують за формулами:

(4.4)

де m₁, m₂— СКП положення точок на плані.

Отже, при похибці положення чіткої точки на плані 0,4 мм похибка віддалі становитиме 0,56 мм у масштабі плану, а дирекційного кута - 20' для лінії довжи­ною 100 мм на плані (перевірте, виконавши розрахунки).

4.2.2 Точність вимірювання площі. Площу ділянок на плані вимірюють пере­важно планіметром (механічним чи електронним) або обчислюють аналітично за координатами точок її контуру. З-поміж багатьох вирізняються механічні плані­метри серії Ріапіх з роликовою базою та обвідним важелем зі шпилем і лупою. Цифровий блок в таких планіметрах дозволяє записувати результати вимірів та обчислювати площу із врахуванням масштабу плану. Планіметром Ріапіх S10 "marble" можна вимірювати також і довжини прямих і кривих ліній, радіуси кривих, координати точок, деформацію топографічної основи тощо.

До електронних планіметрів належать диґітайзери для ручного цифрування і планшетні сканери, які поєднуються з комп'ютером. Відносна похибка вимірювань різними типами планіметрів становить1:300-1:1 000 площі.

Якщо площу обчислювати за координатами точок контуру, то її похибкавизначається за формулою професора О. В. Маслова:

,

(4.5)

де S, - відстані між точками полігона (i = 1,2,3,...,n); п - кількість точок.

На особливу увагу заслуговує похибка визначення за координатами площі витягнутого прямокутника, яка при відношенні сторін λ = а/b має вигляд:

≈a(4.6)

де а, b - довга і коротка сторони прямокутника, що свідчить про суттєве зростання похибки при малій ширині ділянки порівняно з довжиною .

В підручнику [7] для цього ж випадку рекомендується формула

(4.7)

З приведених вище формул безпосередньо випливає, що максимальна точність досягається при λ=1 і рівна

(4.8)

тобто, при m_m=0,3мм, F = 25000мм², =0,6%

При вимірюванні або обчисленні великих площ треба враховувати вплив кри­вини Землі, оскільки площі ділянок на еліпсоїді менші від площ на карті в проекції Ґаусса - Крюґера. За дослідженнями [1] ця різниця зростає при збільшенні площі і становить 8, 31, 128, 512 і 2 049 м² на площах відповідно 64, 128, 256, 512 і 1 024 км²(максимальна відносна похибка не перевищує 1:500 000).

4.2.3 Точність зображення рельєфу.

За дослідженнями професора М.Г. Відуєва [3], похибка висоти точки, визначеної за горизонталями топографічного плану, описується виразом

(4.9)

де - , - знаменник масштабу плану і висота перерізу рельєфу; - середній ухил місцевості.

За дослідженнями проф. В.Д Большакова ця ж похибка може бути підрахована і за формулою

(4.10)

,

де ω- коефіцієнт випадкового впливу помилок за узагальнення рельєфу (топографічної шорсткості поверхні), приведений до довжини 1 м, міняється від 0,012 для рівнини до 0,020 в гірських районах;

l -віддаль між пікетами в метрах;

m_HПк- СКП визначення планового положення точок, приймається 5см;

Для планів масштабу 1:500-1:1 000, які використовуються для вертикального планування територій П.І.Бараном [1] виведена залежність:

(4.11)

де m_п — похибка вимірювання віддалей на плані; u — ухил місцевості;

t—коефіцієнт, що враховує похибку нанесення горизонталі на план (згідно з Інструкцією [4] його приймають рівним 3 і 4 відповідно для горбистої та рівнинної місцевостей).

Численними дослідженнями точності відображення рельєфу на велико­масштабних планах [4] встановлено, що похибки позначок коливаються в таких межах: 0,08-0,12 м - при перерізі рельєфу 0,5 м на планах масштабу 1:500 та 1:1 000; 0,18-0,22 м на планах масштабу 1:2 000 з перерізом рельєфу 1 м і 0,30-0,40 м - на планах масштабу 1:5 000 з перерізом рельєфу 1 м.

В таблиці 4.2 в графі 4 подані результати розрахунку значень m_H за

Таблиця 4.2 Точність зображення рельєфу

формулою Большакова для рівнинних районів ( ω=0,012,u_ср =0,05), в графі 5 за формулою Відуєва, в графі 6 за формулою Барана, а в графі 7 за вимогами Інструкції [4]. Аналіз даних таблиці підтверджує, що вимоги Інструкції [4] достатньо теоретично і експериментально обґрунтовані і при належній роботі нормативна точність досягається.

Нормоване Інструкцією [4] січення рельєфу можна обґрунтувати наступним. Якщорівнинній місцевості m_H прийняти рівним 0,2h₀ , то мінімально допустиме січення рельєфу h_min, яке забезпечує допустиму похибку зображення рельєфу для найбільш точних планів m_Hmin = 0,1м, буде рівним 5 m_Hmin тобто 0,5м і тільки на спланованих територіях доцільно приймати менше значення.

З іншої сторони при виборі висоти січення рельєфу враховують і зручність користування планом. Бажано, щоб заложення-З було в границях 5мм<З>20мм. Оскільки

,(4.11)

то ,прийнявши u_max=0,5 для М=500 і З_min=5мм, знайдемо, що h₀=0,5м. Прийнявши u_min=0,05 для М=500 і З_max=20мм, знайдемо, що h₀ також повинно бути рівним 0,5м. Таким чином для масштабу 1:500 висота січення 0,5м найбільш обґрунтована.

Похибки перевищення і ухилу, визначені за позначками точок плану, роз­раховують відповідно за очевидними формулами:

,(4.12)

де S - відстань між точками проектної лінії.

4.3 Загальні відомості та вимоги до великомасштабного картографування

Прийняті масштаби загальнодержавного топографічного картографування 1:10000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000 (1:250 000), 1:500 000 та 1:1 000 000. Базовими є топографічні карги масштабів 1:10 000, 1:50 000 та 1:250 000, яким на­дається відповідний державний статус:

-національна топографічна карта - це топографічна карта в масштабі 1:200 000(1:250 000);

-державна топографічна карта - це топографічна карта в масштабі

1:50000;

- економіко-господарська топографічна карта - це топографічна карта в масштабі 1:10 000.

У ході інженерних вишукувань топографічні умови місцевості вивчають за топографічними картами і планами різних масштабів. Дрібномасштабними 1:100 000, 1:50 000. 1:25 000 і 1:10000, які належать до масштабного ряду карт державного картографування на всю територію України й оновлюються відповідно до державних нормативів через 15 років. Великомасштабні 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 та 1:500, які є регіональними або локальними і складаються для промислових районів, міст, селищ, окремих промислових підприємств, енергетичних, транспорт­них та інших об'єктів й оновлюються в залежності від інтенсивності забудови;

При наявності потрібних карт і планів перевіряється їх актуальність та визна­чається потреба в оновленні контурної частини чи рельєфу планів, або ж прий­мається рішення про проведення нового знімання. Згідно з [3], карта або план підлягають новому зніманню, якщо її інформаційна складова змінилася на 35 %.

У залежності від обсягу робіт, площі території, рівня насиченості її забу­довою, топографічних умов місцевості, тощо суцільне великомасштабне топогра­фічне знімання або оновлення здійснюють методами або аерофотознімання (космофотознімання) чи наземного (тахеометричного, мензульного, фото­теодолітного, з використанням лазерного сканера) знімання.

Технічні вимоги до складання та оновлення топографічних планів велико­масштабного картографування встановлені Інструкцією [4]. Плани можуть створюватися шляхом натурного знімання або картоукладання (крім масштабу 1:500) у графічній або цифровій формах. Нормативним документом [4] визначено перелік об'єктів місцевості, які підлягають відображенню на планах різних масштабів та висоти перерізу рельєфу горизонталями. Останні встановлюють в залежності від нахилу місцевості й можуть прийматися такими: 0,5, 1, 2 і 5 м на планах масштабу 1: 5000; 0,5, 1 і 2 м - масштабу 1:2000; 0,5 і 1 м - масштабу 1:1 000.

СКП положення на планах капітальних споруд не повинні перевищувати 0,4 мм відносно точок знімальної мережі, контурів з чіткими обрисами - 0,5 мм, а у гірських та лісових районах - 0,7 мм. В окремих випадках при відповідному обґрунтуванні допускається зменшувати графічну точність плану, тобто складати план масштабу 1:500 з точністю 1:1000.

Геодезичною основою великомасштабних знімань служать пункти ДГМ різних класів, розрядних геодезичних мереж згущення і знімальної геодезичної мережі, а також марок і реперів Державної нівелірної мережі. Координати пунктів і висоти реперів визначаються відповідно у державних системах координат (УСК- 2000) і висот (Балтійська 1977 р.). Середня щільність пунктів ДГМ для створення знімальної геодезичної основи встановлюється: по 1-му пункту і реперу відповідно на площу 20-30 км2 і 10-15 км2 для планів масштабу 1:5 000 та на площу 5-15 км2; 5- 7 км2 - для планів 1:2 000. Загальна щільність пунктів ДГМ та мереж згущення має бути не меншою ніж 4 та 1 пункт/км2 відповідно для забудованої та незабудованої територій.

Останнім часом топографічні карти створюються на основі базових наборів геопросторових даних - сукупності загальногеографічних даних про: геодезичну основу, рельєф, гідрографію, транспорт, адміністративно-територіальний устрій, населені пункти, будівлі та споруди, рослинність, гранти, географічні назви, аеро- і космічні зображення, ортофотоплани та фотокарти. Останні формуються за даними дистан­ційного зондування Землі та глобальних навігаційних супутникових систем. Вони оновлюються шляхом топографічного моніторингу з інтервалом не рідше 1 разу на рік, який включає і виконавчі знімання.

За способом створення та подання графічної інформації про природні й штучні об'єкти місцевості, явища та взаємозв'язки між ними топографічні карти поділяють на аналогові, цифрові та електронні.

На аналогових топографічних картах інформація про місцевість подається у вигляді графічного зображення на твердому носії (папері, пластику тощо) в умов­них позначеннях, прийнятих відповідно до встановленої класифікації топографіч­них об'єктів, положення яких на карті, відображення їх кількісно-якісних харак­теристик та взаємозв'язків регламентовані керівними документами та обумовлені масштабом карти, а також можливостями роздільно-візуального сприйняття. Такі карти створюють за технологіями, які включають процеси від редакційної підго­товки до поліграфічного відтворення, у прийнятих системах координат, висот, проекції, масштабах, розграфленні та номенклатурі поаркушно.

Аналогові топографічні карти повинні задовольняти такі основні вимоги:

достовірно і точно (залежно від масштабу) відображати стан місцевості в заданих машино орієнтованих умовних знаках;

забезпечувати визначення координат, абсолютних і відносних висот об'єктів, їх кількісних та якісних характеристик.

Цифрові топографічні карти (ЦТК) являють собою цифрові картографічні моделі, зміст яких відповідає змісту карти певного типу та масштабу. Це інфор­маційні бази геопросторових даних та бази метаданих, що зберігаються на інфор­маційних носіях у банках цифрових картографічних даних (БЦКД). Їх створюють за допомогою спеціалізованих програмно-технічних засобів на основі чіткої класифі­кації топографічних об'єктів, кодування їхніх морфологічних атрибутів (розмір, форма, розташування) та метаданих (кількісно-якісних атрибутів, структурних характеристик) у прийнятих системах координат, висот, масштабах, проекціях, роз­графленні та номенклатурі карт. ЦТК є основою для функціонування ГІС і ство­рення електронних топографічних і тематичних карт.

Незалежно від методу створення чи оновлення ЦТК мають відповідати таким основним вимогам:

забезпечувати можливість автоматизованого визначення даних про місце розташування об'єктів та їхніх характеристик;

включати цифрове значення кількісних та якісних характеристик і кодів об'єктів у прийнятій системі класифікації та кодуванні картографічної інформації;

забезпечувати можливість внесення змін і доповнень до змісту карти, її конвертації у формати ГІС та виокремлення незалежних моделей елементів змісту карт (гідрографії, населених пунктів, шляхів і пришляхових споруд, рельєфу, рослинного покриву та ґрунтів).

Для топографічних карт усіх масштабів приймається рівнокутна поперечно- циліндрична проекція Ґаусса, яка обчислюється за параметрами еліпсоїда Ф.М.Красовського в шестиградусних зонах у Державній геодезичній референцній системі координат УСК-2000 з поступовим переходом на універсальну поперечно-циліндричну проекцію Меркатора.

На практиці з метою оперативного забезпечення окремих територій карто­графічними матеріалами створюють ортофотокарти або фотокарти, які отримують методом трансформування зображень на аеро- та космічних знімках з мінімальним використанням штрихових елементів для забезпечення вимірювання віддалей, площ, кутів, елементів рельєфу тощо. Масштаби ортофото- та фотокарт, їх розграф­лення, система координат і точність зображення об'єктів мають відповідати вимогам до укладання топографічних карт.

4.4 Основні технологічні процеси великомасштабного фототопографічного знімання

На практиці великомасштабне картографування великих об'єктів при інженерно-геодезичних вишукуваннях здійсню­ють методом фототопографічного знімання за матеріалами аеро- і космознімання. При цьому, враховуючи технічні вимоги до точності створення топокарт і планів, космічні знімки Quick Bird з найвищою роздільністю 0,61 м, вже в наш час можна використовувати для оновлення планової частини основних топографічних карт і планів масштабів до 1:5 000 включно у рів­нинній та 1:10 000 - у горбистій та гірській місцевостях. Що стосується спеціальних вишукувальних планів, то навіть загальнодоступні матеріали космозйомки можуть використовуватись як растрова основа для векторизації при створенні цифрових планів масштабів навіть 1:2000. Більше того кольорові супутникові знімки GEOEye-1з дозволяючою здатністю 0,5 м і монохромні супутникові стереопари Cartosat з роздільною здатністю 2,5м за умови виконання планово-висотної прив’язки дозволяють створювати в середовищі ОреnSceneGraph/Avango навіть 3D реалістичні цифрові моделі. Платформа ОреnSceneGraph/Avango(www.avango.org/wiki/Introduction‎;alex-bobkov.livejournal. com/ 41597. html‎ ) є безоплатним програмним забезпеченням з відкритим вихідним кодом, призначеним для розробки додатків "віртуальної реальності” з режимом стереовізуалізації. Одержані при цьому матеріали значно виграють, навіть в наглядності, в порівнянні з спеціально виконаною наземною кольоровою відеозйомкою. Ще більш доступною і економічною є технологія створення таких матеріалів з використанням загально доступної Інтернет версії в середовищі Google Earth.

Рис. 4.7 – Фрагмент супутникового зображення ( академ містечко ІФНТУНГ)

На відміну від аналогічних сервісів, які показують супутникові знімки в звичайному браузері (наприклад Google Maps) в цьому сервісі використовується спеціальна клієнтська програма Google Earth, яка встановлюється на Ваш комп’ютер. З 2005 р ця програма, яка є власністю компанії Google, загальнодоступна. Проте є можливість закупити платні версії Google Earth Рlus і Google Earth Pro( hdfile.ru/3109-google-planeta-zemlya-pro.html‎), які відрізняються підвищеною розлдільною здатністю роздруківок ( для прикладу в безкоштовній версії 1000 пікселів в Pro версії – 4800 пікселів), наявністю потужних засобів презентацій, підтримкою GPS навігації.

Для візуалізації зображення використовується трьохмірна модель всієї земної кулі ( в абсолютних висотах). Практично вся поверхня суші покрита зображеннями з дозволяючою здатністю 15м на піксель. Крупні міста світу, всі міста Європи покриті зображеннями з дозволяючою здатністю від 0,15 м/піксельдо 0,6 м на піксель. Більшість міст США – з дозволяючою здатністю 0,15м/піксель. Прикладом може бути рис. 4.7 на якому зображено фрагмент академмістечка ІФНТУНГ. За детальністю це зображення не уступає навіть крупномасштабному плану масштаба 1:1000, а за можливостями візуалізації зображення, наглядності навіть переважає.

Практика останніх років свідчить, і це вже не є секретом, що при створені спеціалізованих вишукувальних планів навіть масштабу 1:2000 ідуть шляхом передачі растрового зображення з Google Earth в графічний редактор, який має функцію векторизації, частіше всього AutoCad або ПАНОРАМУ. Звичайно, додатково виконують планово-висотну прив’язку, деякі роботи з дозйомки і дешифрування.

Що стосується створення планів масштабів 1:1000 – 1:500, особливо на територію промислових підприємств, міст, то на даний час, як за рубежем, так і згідно вимог [4] цю роботу виконують на основі аерофотознімання і лазерного сканування.

Упродовж багатьох років в Україні [1] аерофотографування місцевості здійсню­валося аналоговими фотокамерами типу UMK Zeiss з фокусною відстанню об'єк­тива 152 мм. Зальоти велися з традиційними перекриттями: поздовжнє - 60 % і поперечне - 30 %. Технологія опрацювання аерофотознімків включала такі основні процеси: проявлення та сканування негативів, польове прив'язування контрольних точок, побудову мережі фототріангуляції (зі створенням наближеної цифрової моделі рельєфу), виготовлення ортофотопланів, цифрових або графічних планів.

Процес сканування негативів включав декілька етапів: 1) попереднє скану­вання; 2) опрацювання гістограми отриманого зображення для корекції його яскравості та контрастності; 3) остаточне сканування із заданою роздільністю (переважно 16-24 мкм). Для сканування аерофотознімків використовується фото­грамметричний сканер RM-4 і програмне забезпечення WinScan, розроблені ДНВП "Геосистема"( м.Вінниця).

Подальшим прогресом в цій області було створення у ДНВП "Геосистема" цифрової аерофотокамеру DAS-1, яка вперше була успішно впроваджена у виробництво в ДНВП "Укрінжгеодезія". Завдяки цьому було усунуто процес сканування і цифрові аерофотознімки безпосередньо передаються в комп'ютер для фотограмметричного опрацювання. Прилад складається з трьох камер - надирної, переднього і заднього огляду. Вісь першої спрямована в надир, а осі другої і третьої відхилені від осі першої відпо­відно на кути 26° і 16°. Фокусна відстань об'єктивів 110 мм, оптична роздільність не менше 50 ліній/мм. Час експозиції 1,3-2,6 мс. Висота польоту 660; 2 200 м, ширина смуги сканування місцевості 430÷1 440 м, швидкість польоту 120-400 км/год. Роздільність на місцевості 5,4÷18 см. Параметри сенсора: розмір піксела 9 мкм, кількість пікселів 8 000, максимальна тактова частота зчитування пікселів 6 МГц.

Камеру обладнано системами вимірювання кутів відхилення осі камери від вертикалі та GPS-прив'язки центрів фотографування в момент експозиції в кінема­тичному режимі. Антену одного приймача (повітряного ровера) закріплюють на зовнішній обшивці літака з прив'язкою елементів її ексцентриситету до осі літака і центра ЦФК, а основні приймачі (базові станції, переважно дві) встановлюють на пунктах ДГМ (у найближчому аеропорту) на відстані до 50 км. Така технологія аерофотознімання значно по­легшує навігацію літака, зменшує обсяг польового прив'язування розпізнавальних знаків і під­вищує точність побудови фотограмметричних мереж .

Для побудови фотограмметричних мереж використовується метод блочної фототріангуляції. Вимірювання координат точок ведеться в автоматичному та напівавтоматичному режимах з контролем залишкових паралаксів і похибок у зв’язуючих точках, допустимі величини яких не перевищують відповідно 10 і 100 мкм. Врівноваження мереж з оцінкою точності визначення координат точок згущення ведеться за програмою "Блок МСГ" професора С. Г. Могильного (м.Донецьк).

Цифрову модель рельєфу (ЦМР) створюють переважно на стереомоделі методом визначення позначок вузлів регулярної сітки кроком 2 мм та побудовою структурних ліній, які стереоскопічно наносяться в місцях різкого перепаду рельєфу (детальніше про ЦМР див. М2). Робота ведеться на цифрових фотограм­метричних станціях "Дельта" у програмі "Digitals". Якість побудови цифрової моделі рельєфу контролюється в стереоскопічному режимі на кожній стереопарі за пунктами ДГМ, контрольними точками і точками фототріангуляції.

Ортофотоплани виготовляють за матеріалами аерофотознімання, побудови фототріангуляції з використанням програмного забезпечення "Дельта-32" та згідно з Умовними знаками для топографічних планів масштабу 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500 .

Створення ортофотопланів технологічно поділяється на два етапи. Спочатку на основі вставки блока фототріангуляції створюється чорновий фотоплан низької роздільності, який разом із ЦМР використовується для вибору ліній порізу знімків між маршрутами та стереопарами. Для зменшення спотворень зображень, обумовлених впливом центральної проекції і рельєфом, лінії порізу вибирають уздовж доріг та вулиць, поза висотними спорудами, деревами та ін. Крім того, для створення кінцевого варіанту ортофотоплану використовують трансформовану центральну частину знімка. Точність створених ортофотопланів оцінюється за зміщеннями контурів на контрольних точках, лініях "зшивання" зображень та рамках суміжних планшетів, які не можуть перевищувати відповідно 0,2; 0,3 і 0,4 мм на ортофотоплані. Запис ортофотопланів на CD здійснюється у форматах *.DMF або *.TIF, а друкування - па кольорових плотерах ( наприклад, Desing Jet 5000 фірми "Hewlett Packard").

Графічні топографічні плани також створюють за матеріалами аерофото­знімання. Контурну частину і рельєф формують за стереомоделями на основі фототріан­гуляції, яка забезпечує масштаб плану. Для характеристики елементів плану вико­ристовують матеріали польового дешифрування. Інформаційна основа плану повинна відповідати вимогам Інструкції [4] та умовним знакам для даного масштабу. На малих територіях графічні плани економічно вигідніше складати за даними наземного знімання.

4.5 НАЗЕМНІ МЕТОДИ ТОПОГРАФІЧНИХ ЗНІМАНЬ

4.5.1 Зйомка забудованих територій.

Знімання контурної частини забудованих територій треба виконувати аерофототопографічним методом на фотопланах. Тільки, якщо матеріалів аерофотознімання немає і їх виготовлення економічно недоцільне, дозволяється виконувати наземне знімання. Наземне топографічне знімання міських та промислових територій з капітальною забудовою ведеться аналітич­ним методом (обов’язково визначаються координати) у масштабі 1:500 (1:1 000) з використанням електронного тахеометра. Виконувати знімання в містах і селищах міського типу тільки на знімальній основі не дозволяється.

Розрізняють горизонтальне знімання забудованих територій і знімання рельєфу. Горизонтальна зйомка складається з зйомки фасадів і проїздів та дозйомки всередині квартальної ситуації. Теодолітний хід прокладають з одного боку вулиці. Якщо з вершин теодолітного ходу немає можливості забезпечити видимість на всі точки ситуації, координати яких необхідно визначити, то вибирають сторони ходутак, щоби з них можна було вести знімання складних фасадних контурів будинків способом прямокутних координат, вимірюючи ординати до точок фасаду лазерною рулеткою. Для побудови перпендикуляра до лінії ходу екер і рулетку доцільно об'єд­нати в один блок і розмістити його на жорсткому центрирі з рівнем . При відстанях до 4м в масштабі 1:500 і 6м в масштабі 1:1000 допускається побудова перпендикулярів на око. Максимально допустимі довжини перпендикулярів при їх побудові екером в цих масштабах становлять відповідно 20 м і 40 м. Обмір фасадів виконують рулеткою вище цокольної лінії з точністю 1см. Різниця між даними зйомки і обмірами не повинна перевищувати 0,5мм в масштабі зйомки.

На пере­тині вулиць виконують контрольні вимірювання між протилежними закоординованими рогами будинків. При довгих кварталах

Рис.3.2 Абрис зйомки проїзду

Рис.4.2 Абрис зйомки внутрішньо квартальної забудови

вибірково виконують виміри на поперечниках між точками протилежних фасадів.

Зйомка проїздів складається з:

-зйомки фасадної лінії;

-обмірів контурів будівель;

-визначення координат кутів кварталів і рогів капітальних споруд;

-контрольних промірів відстаней між протилежними сторонами фасадів;

Вертикальна зйомка включає нівелювання проїздів і територій кварталів. Нівелювання виконують по поперечниках або квадратах. Визначають позначки відмосток будинків, границі тротуарів, низ і верх бордюрного каменю, бровки і дна кюветів, лотків. Похибка нівелювання точок не повинна перевищувати 20 мм.

При використанні електронного тахеометра координати точок ситуації визначають в основному способом полярних координат з пунктів теодо­літних ходів, прив'язаних до пунктів полігонометрії.Квартальну забудову знімають на основі прокладання або згущення основних (вуличних) теодолітних ходів або із створних ліній, які опираються на пункти цих ходів. В умовах густої квартальної забудови використовують як створні точки основних ходів, так і точки ходів 2-го порядку з короткими сторонами (20-30 м) для установки тахеометра. Похибка вимірювання прямокутних координат для масштабу 1:500 становить 30 мм.

Знімання рельєфу проводять одночасно із. зніманням ситуації також за допомогою тахеометра.

Згідно інструкції [4] теодолітні ходи з використанням електронних засобів вимірів відстаней прокладають з граничними відносними похибками 1:2000 відповідно до таблиці 4.2

Використання GPS-методу в умовах висотної забудови ускладнюється можливими похибками, спричиненими спотворенням радіосигналу.

Незалежно від методу зйомки виконують:

-обмір будівель;

Таблиця 4.2 Характеритстика теодолітних ходів

-аналітичне визначення координат рогів капітальних споруд;

-визначення висот головок рейок, бровок дорожнього полотна, відмосток будівель, лотків і т.д.

- на заокругленнях знаходять головні точки точки і основні елементи кривих;

4.5.2 Знімання незабудованих територій.

На відкритих територіях знімання незабудованих територій доцільно вести GPS- методом у режимі RTK або електрон­ної тахеометрії.

Методи побудови планової і висотної геодезичних мереж знімання та її згущення, вимоги до точності відображення ситуації та рельєфу для забудованих і незабудованих територій зазначено в Інструкції [4].

Кількість точок знімальної основи при згущені доводять на планшетах зйомки в масштабі 1:500 до 10, в масштабі 1:1000 до 20, а в масштабі 1:2000 до 50 точок. На місцевості з нечіткими контурами щільність можна зменшувати в два рази.

Як виняток, топографічне знімання допускається виконувати тільки на знімальній основі, якщо площа ділянки до 10 га незабудованої території, або на відстані 3км відсутні пункти геодезичної мережі. В цьому випадку мережу орієнтують за магнітним азимутом [4].

Для проектування інженерних споруд на рівнинних територіях, як, наприк­лад, аеропорти, які вимагають високої точності відображення рельєфу, їх знімають методом нівелювання поверхні за квадратами -- 20x20, 30x30 і 40x40 м відповідно у масштабах 1:500, 1:1 000 і 1:2 000. Геодезичну основу знімання у формі квадратів або прямокутників зі сторонами 200-400 м створюють переважно методом полігонометрії, тріангулатерації та GPS з точністю 1-го, 2-го розряду або теодолітного ходу залежно від масштабу. Для формування прямокутників або квадратів пункти цих мереж підлягають редукуванню, оскільки вони потім використовуються для створення нівелірної сітки квадратів. Крім того, вершини відредукованих пунктів нівелюють ходами не нижче IV класу точності.

Нівелювання поверхні ведеться з одної-двох стоянок приладу в кожному квадраті з контролем його горизонту за двома опорними пунктами. За результатами нівелювання складають план з горизонталями через 0,25 м, який використовують для детального вертикального планування рельєфу та будівництва споруд.

Контрольні питання

4.1(1) Чим основні твеликомасштабні плани відрізняються від спеціалізованих

4.2 (1)Які види інженерно-топографічних планів існують

4.3 (1)Чим характеризується точність плану

4.4 (2)Чому в поземній мірі відповідає допустима СКП похибка точки ситуації на плані масштабу 1:500 на забудованій території

4.5 (2)Чому в поземній мірі відповідає допустима СКП похибка точки ситуації на плані масштабу 1:500 лісового насадження

4.6 (1)Чим характеризується детальність топографічного плану

4.7 (2)В яких границях в поземній мірі допускається спрямлення контурів на плані масштабу 1:500

4.8 (1)Чим характеризується повнота плану

4.9(2)Чому був заданий необхідний просвіт між знаками, якщо вибрали масштаб плану 1:500

4.10 (1)Якою буде точність визначення довжини лінії на плані масштабу 1:500

4.11 (2)З якою точністю можливо визначити дирекцій ний кут лінії довжиною 100м на плані масштабу 1:500

4.12 (3)З якою максимальною точністю (%) можна виміряти площу 3 гектари за ьпланом масштабу 1:2000

4.13 (2)Чому дорівнює похибка висоти точки, визначена за горизонталями плану масштабу 1:500 з висотою перерізу рельєфу 0,5м, ухил місцевості рівний 0,03

4.14(2) Обгрунтуйте чому мінімальна висота перерізу рельефу нормована Інструкцією для неспланованих територій рівна 0,5 м

4.15 (1)За яких умов допускається повторне нове знімання території

4.16 (2)До якої кількості повинна бути доведена кількість пунктів ДГМ для створення знімальної основи для планів масштабу 1:5 000 на площі 60 км²?

4.17 (2) До якої кількості повинна бути доведена кількість пунктів ДГМ для створення знімальної основи для планів масштабу 1:2 000 на площі 50 км²?

4.17 (2) Яка мінімальна кількість пунктів ДГМ і мереж згущення повинна бути на площі 15 км2 забудованої території

4.18(2) Яка мінімальна кількість пунктів ДГМ і мереж згущення повинна бути на площі 15 км2 незабудованої території

4.19(2) Які джерела космофототопографічної інформації для складання топографічних планів ви знаєте

4.20(1)Які характеристики космічних знімків QuikBird ?

4.21 Які можливості платформи OpenSceneGraph/Avago?

4.22 Для чого проводять польове прив’язування контрольних точок на аерофотознімках

4.23 Яка властивість центральної проекції використовується при фото тріангуляції

4.24 Які характеристики цифрової аерофотокамери DAS-1

4.25 Як і для чого створюють ЦМР при великомасштабному картографуванні за матеріалами аерофотознімання

4.26 З яких етапів складається створення ортофотопланів

4.27 Які роботи авиконують при горизонтальній зйомці забудованої території

4.28 З яких етапів складається зйомка проїздів

4.29 Які процеси включає вертикальна зйомка забудованої території

4.30 Як виконують зйомку забудованої території з допомогою ЕТ

4.32 Якими методами доцільно вести зйомку незабудованих територій

4.33 В яких випадках дозволяється вести зйомку тілки на знімальній основі