Технология выполнения обмеров

Методом фотограмметрии архитектурные обмеры можно выполнять путем измерения одиночных снимков или пары снимков.

Методом измерения одиночных снимков можно выполнять обмеры сооружений, состоящих главным образом из плоских элементов с крупными формами. В зависимости от заданной точности работ, их назначения и имеющихся фотограмметрических приборов архитектурные обмеры по одиночным снимкам можно выполнять различными камеральным методами обработки снимков: фототрансформированием; оптико-графическим; аналитическим; графическим.

Методом трансформирования могут составляться фотопланы фасадов зданий, интерьера, памятников в заданном масштабе. Фототрансформирование выполняется на фототрансформаторах ФТБ, ФТМ, Ректимат и др.

Оптико-графический метод заключается в том, что контуры трансформированного изображения обводятся карандашом и сразу получается чертежный план в заданном масштабе. Необходимо отметить, что метод оптико-графического трансформирования технологически более прост, чем метод трансформирования, но имеет меньшую производительность и создает определенные затруднения при контроле чертежей.

Аналитический метод заключается в вычислении координат точек с использованием формулы связи координат одиночного снимка и объекта. Снимки измеряются на стереокомпараторах, вычисления, как правило, выполняются на ЭВМ. Аналитическим методом по измерениям одиночных снимков можно определить главным образом размеры между точками, лежащими в одной плоскости, что ограничивает возможности метода.

Графический метод заключается в составлении чертежного плана с использованием приемов начертательной геометрии и свойств изображения в центральной проекции. Этот метод имеет меньшую точность, чем остальные, кроме того, он малопроизводителен.

Методом измерения пары снимков (стереометодом) можно определять размеры между любыми точками сооружения, расположенным в различных плоскостях. Такой метод наиболее эффективен для выполнения архитектурных обмеров, но необходимым условием является обязательное наличие снимков, полученных с разных точек фотографирования. Снимки могут быть выполнены при помощи одного или нескольких фотоаппаратов. Они могут составлять стереопару (т.е. по снимкам можно наблюдать стереоэффект), можно использовать пару снимков, по которым нельзя получить стереоэффект (обычно такими являются архивные снимки).

Пара снимков может обрабатываться универсальным или аналитическим методами.

При обработке универсальным методом необходимо иметь снимки, составляющие стереопару и полученные одним фототеодолитом. Снимки стереопары обрабатываются (измеряются) на универсальных приборах: стереопроекторе, стереоавтографе и др.

В результате обработки снимков на универсальных приборах получается чертежный план фасада сооружения в заданном масштабе. На универсальных приборах можно определять и координаты точек, расстояния между точками, высоту конструктивных элементов сооружения. Такой метод определения размеров получил название аналого-аналитический. Универсальный метод является наиболее оптимальным для архитектурных обмеров.

При аналитическом методе снимки измеряются на стереокомпараторах или монокомпараторах, могут составлять стереопару. При этом способе обработки могут использоваться снимки, по которым нельзя получить стереоэффект, но такие снимки должны иметь перекрытие, т.е. на них должны быть изображены общие детали изображения.

Аналитический метод основан на использовании математических зависимостей между координатами пары снимков и объекта.

В результате аналитической обработки получается цифровая модель сооружения, пользуясь которой можно определить размеры между любыми точками, составить графический план.

Архитектурные обмеры могут выполняться и комбинированными методами, когда используются, например, метод фототрансформирования и аналитический и т.д.

Точность работ.

Аналитический метод, как наиболее точный, хотя и наиболее трудоемкий, используется для определения размеров основных деталей различных сооружений, обработки архивных снимков с неизвестными элементами ориентирования, деформаций сооружений при проектировании и испытании сооружений на моделях.

Точность фотограмметрических работ зависит от параметров съемки (отстояния Y и базиса фотографирования B, случая съемки, фокусного расстояния фотокамеры, формата кадра), точности измерений снимков, точности введения поправок за нарушение элементов внутреннего и внешнего ориентирования и т.п.

При выполнении полевых работ следует принимать оптимальные параметры съемки, обеспечивающие максимальную точность при заданном продвиге работ или заданную точность при максимальном продвиге работ.

При камеральных работах необходимо применять методику введения поправок за нарушение элементов внутреннего и внешнего ориентирования, обеспечивающую их получение с погрешностью, не превышающей точности измерения снимков. В ряде случаев для повышения точности приходится выполнять многократную съемку сооружения и измерять снимки двумя-тремя приемами.

На точность фотограмметрических измерений влияет и точность определения координат центров проекций фотокамер и контрольных точек, а также выбор числа контрольных точек и их расположение на сооружении.

Аналитическая обработка снимков может выполняться по различной методике в зависимости от полноты измерений (измеряются только XЛ, ZЛ, p или еще q), числа контрольных точек, способа определения и введения поправок за нарушение элементов внутреннего и внешнего ориентирования, случая съемки (нормальный, равномерно отклоненный, общий).

Если с заданного отстояния точность определения координат не будет обеспечена, то с каждой фотостанции следует выполнять фотосъемку на несколько фотопластинок и измерения производить несколькими приемами. Точность определения координат и параллаксов точек снимков в этом случае можно рассчитать по формуле:

где m₁ - погрешность измерения снимков; m₂ - искажение изображения, вызванное неплоскостностью фотопластинки и деформацией фотоэмульсионного слоя; m₃ - погрешность изображения, вызванная влиянием дисторсии объектива; n - число приемов измерений; N - число снимков.

Погрешность определения координат контрольных точек не должна превышать 1/3 - 1/5 заданной точности определения координат точек сооружения.

Требования к точности определения координат центров проекций во многом зависят от методики введения поправок за нарушение элементов ориентирования и глубины сооружения. Чтобы не использовать сложных уравнений поправок, целесообразно координаты центров проекции определять с погрешностями, не превышающими значений, получаемых по формулам:

где Y₀ - отстояние до основной плоскости сооружений; ∆Y - глубина сооружения; x - максимальное значение координаты X (Z) на снимке; δx, δz - допустимые искажения координат точек снимка, обусловленные погрешностью определения координат центров проекции.

Для определения координат точек сооружений применяется как нормальный, так и конвергентный случай съемки. Сравнительный анализ точности этих видов съемки показал, что при измерениях по маркированным точкам отстояния Y при конвергентной съемке получаются при f = 200 мм точнее примерно в 1,5 раза. При измерениях по контурным точкам точность определения отстояния в том и другом случае примерно одинакова. При f = 100 мм при нормальном случае съемки точность определения координат в 1,5 - 2 раза выше. Точность определения абсцисс при f = 200 и 100 мм при нормальном случае съемки выше примерно на 30 %, чем в конвергентном.

Плановое положение точки при нормальном случае съемки и f = 100 мм определяется точнее в 1,4 - 1,7 раза. При f = 200 мм при конвергентной съемке измерения по маркировочным точкам обеспечивают несколько большую точность, чем при нормальной. При измерениях по контурным точкам точность одинакова.

Высоты точек получаются точнее при нормальном случае в 1,2 - 1,8 раза.