Максимальні допустимі віддалі між пікетами та між станцією й пікетами

Масштаб знімання	Переріз рельєфу, м	Максимальні віддалі між пікетами, м	Максимальні віддалі між станцією і пікетами
під час знімання рельєфу	під час знімання контурів
чітких	нечітких
1:5000	0,5
1,0
2,0
5,0
1:2000	0,5
1,0
2,0
-	-	-	-	-
1:1000	0,5	зо
1,0
1:500	0,5
	1,0

Зауважимо, що допустимі похибки в розташуванні контурів беруться вдвічі більшими, ніж середні похибки. Проте допустимі похибки у розташуванні контурів безпосередньо стосуються знімання на чистій основі, частково - знімання на графічних планах, оскільки на фотопланах контури вже є. Під час складання фотопланів також є допуски похибок у розташуванні контурів щодо робочої основи та розпізнавальних знаків (опознаків). За величинами ці допуски такі самі, які подані вище. Нагадаємо також, що знімання рельєфу можна виконувати не тільки за допомогою мензули, а й тахеометрами. Незалежно від методів такого знімання інструкція вимагає

Розділ IV

певної густоти пікетів та обмежує віддалі від станції до пікетів (висотних та контурних). Ці вимоги, залежно від масштабу знімання, подано в табл. IV.4.1.

Допускається також за час знімання зміна орієнтування планшета та тахеометра. Допуск 1,5'.

IV.4.5. Камеральні роботи під час знімання рельєфу на фотопланах (калька висот, викреслювання польового оригіналу, формуляр трапеції)

Під час знімання рельєфу та дешифрування ввечері або в дощову погоду виконують камеральні роботи. До таких робіт належить передовсім калька висот. Кальку складають на кожний планшет, частинами, доповнюючи її даними щоденних польових робіт.

На кальку наносять пункти геодезичної основи, точки основних висотних і знімальних ходів з їхніми номерами і висотами, зрізи води та всі пікети.

Перед складанням кальки необхідно перевірити правильність обчислення висот, точок ходів, зрізів води та характерних точок рельєфу (пікетів).

Фотоплани або графічні плани, складені на універсальних приладах, оформляють у кольорах, що передбачені "Умовними знаками для топографічних планів масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000 та 1:500". Контури, підписи, зарамкове оформлення викреслюють чорним кольором, рельєф - коричневим, гідрографію - зеленим, водні простори - голубим, площі з твердим покриттям -рожевим. На кожному квадратному дециметрі плану масштабів 1:5000 і 1:2000 повинні бути підписані не менше ніж 10 висот характерних точок. На планах масштабів 1:1000 і 1:500 підписують висоти усіх пікетів. Якщо топографічні плани створюються для потреб меліорації, будівництва, енергетичних, промислових та інших об'єктів, на територіях яких пройдуть значні зміни ситуації та рельєфу, і якщо ці плани не будуть використані іншими організаціями, дозволяється польові оригінали оформляти в олівці. Кількість підписаних висот точок на топографічних планах, складених для цілей меліорації, може сягати 30 на один квадратний дециметр.

Кожний топографічний план повинен мати формуляр. Формуляр трапеції - це як паспорт особи.

Формуляр - це документ, в якому записується всі основні дані вибраної технологічної схеми і точності знімання, наводяться дані про:

• організацію, що виконала знімання;

• розміри рамок трапеції;

• координати вершин (кутів) трапеції;

• схему геодезичної основи;

Великомасштабне топографічне знімання

• координати та висоти геодезичної основи;

• назву об'єкта знімання;

• номенклатуру трапеції;

• масштаб знімання;

• переріз рельєфу;

• метод знімання;

• систему координат;

• систему висот;

• рік виконання;

• адміністративний поділ;

• інші дані.

На формулярі подаються прізвища та посади виконавця та того, що
перевіряє складання формуляра.

IV.4.6. Зведення за рамками суміжних топографічних планів

Усі елементи змісту топографічних планів повинні бути зведені з відповідними елементами суміжних трапецій по тих сторонах рамки, з якими межують плани такого самого або більшого масштабів, що виконані в тій самій системі координат та висот.

Якщо знімання на суміжних планах виконано в тому самому масштабі, але в іншій системі координат та висот, то зведення в плані здійснюється копіюванням на кальку контурів, що розташовані на двох суміжних планшетах; зведення за висотою не виконується, але по цій рамці прокладають нівелірний хід, а позначки, отримані з цього ходу, підписують на кальці висот через 3-5 см і з'єднують червоною тушшю.

За відсутності на суміжних рамках знімання або якщо знімання виконано в дрібнішому масштабі (не менше за 1:2), рамка вважається вільною, але забезпечується в плановому аспекті прокладанням теодолітного ходу, яким координуються значні контури.

Припустимо, на двох суміжних трапеціях дві бригади незалежно виконують топознімання. Кожна бригада на суміжній рамці виконує знімання не тільки до рамки трапеції, але й за межами рамки завширшки 1,5-2,0 см. Після закінчення знімання кожний топограф копіює на кальку рельєф і ситуацію завширшки 2-3 см від рамки і передає керівнику робіт, який здійснює контроль накладанням смуг кальок одна на одну. Розходження в контурах не повинно перевищувати:

Розділ IV

• 1,0 мм основних контурів (межі, залізниці, шосейні та поліпшені дороги, вулиці, берегові лінії, інші чітко окреслені контури, будівлі);

• 1,5 мм - для інших контурів.

Розходження за висотою не повинні перевищувати подвійної величини допустимих середніх похибок (тобто граничних похибок) знімання рельєфу. Для забудованих територій під час знімання у масштабах 1:1000, 1:500 допуски зменшуються у 1,5 раза. Для знімання ділянок лісу, навпаки, допуски збільшуються у 1,5 раза. Розходження у розташуванні контурів та рельєфу усувається переміщенням контурів та горизонталей на половину розходження, але із збереженням виміряних розмірів споруд. За недопустимих розходжень виконують польову інструментальну перевірку і керівництво підрозділу приймає рішення про можливість використання результатів робіт. Якщо нове знімання вважається якісним, то на полях знімального планшета і у формулярі роблять відповідний запис, а матеріали контролю зберігаються разом із формуляром. За правильність зведення за всіма сторонами рамки топографічного плану відповідає виконавець. Матеріали про зведення по рамках підписує топограф-виконавець і керівник робіт.

/V'.4.7. Контроль робіт та приймально-здавальні роботи

Постановою Кабінету Міністрів України від 24 вересня 2005 р. № 979 затверджено Положення про Державну службу геодезії, картографії та кадастру, скорочено Укргеодезкартографія. Державна геодезична служба діє в складі Міністерства охорони навколишнього природного середовища (скорочено Міністерство природи - Мінприроди). Голова Державної служби геодезії, картографії та кадастру - Макаренко Іван Дмитрович. Основним завданням Укргеодезкартографії є реалізація державної політики у сфері топографо-геодезичної, картографічної та кадастрової діяльності.

До складу Укргеодезкартографії входять державні аерогеодезичні підприємства, державні науково-виробничі інститути, геодезичні підприємства. Очолюють підприємства директори підприємств та головні інженери. Підприємства часто поділяються на геодезичні підрозділи. У цих підрозділах є відділи технічного контролю. Контролювати виконання топографо-геодезичних робіт мають повноваження директори та головні інженери підприємств. Проте найчастіше контролюють роботи працівники відділів технічного контролю -інспектори ВТК.

Види контролю.Контроль можна поділити на польовий та камеральний. Польовий контроль поділяють на: контроль оглядом, контроль об'їздом

Великомасштабне топографічне знімання

території, на яку створені плани. Але найефективніший приладний, інструментальний контроль.

Під час камерального контролю перевіряють журнали польових робіт, обчислення координат, зрівноваження мереж, планшети планів та карт тощо.

Контролі оглядом, об'їздом - це попередні контролі. Наприклад, контролююча особа, користуючись планшетом, з новим планом чи картою на певну територію, об'їжджаючи дорогами, зображеними на планшеті, контролює, чи немає пропусків ситуації, правильність дешифрування тощо.

Під час інструментального контролю контролюючий набирає контрольні пікети в різних частинах планшета з двох-трьох станцій. Обчислюються висоти контрольних пікетів. Висоти цих точок визначаються також за горизонталями, вже викресленими на планшеті. Різниця цих висот Щ = H_t - H_k вказує на похибки у рисуванні рельєфу ( Н_і - висоти, обчислені за горизонталями, Н_к -висоти, обчислені за контрольними пікетами). Різниці А/г_; не повинні перевищувати офіційних допусків, наведених вище у п. IV.4.4. Складають акти контролю в трьох примірниках: один примірник надається виконавцю, другий -контролюючій особі, третій - у вищі геодезичні підрозділи.

В акті контролю подається оцінка робіт у чотирибальній системі (відмінно, добре, посередньо, брак).

Під час повторних контролів передусім перевіряють усунення недоліків у роботі, виявлених попереднім контролем. Після закінчення робіт на об'єкті виконавець здає, а замовник чи відповідальні особи підприємств приймають результати знімання. Також обов'язковим є інструментальний контроль та акти приймання робіт. Контрольні пікети наносяться червоним кольором на кальку висот. Усі матеріали комбінованого знімання перевіряє, приймає та підписує керівник робіт. Виконання приймально-здавальних робіт завжди передбачається та фінансується кошторисом на виконання організаційно-ліквідаційних робіт (оргліки).

Після закінчення комбінованого знімання здають такі матеріали:

• фотоплан (графічний план);

• формуляр до плану;

• журнали знімання та створення висотної знімальної основи;

• калька висот (для планів масштабів 1:5000 і 1:2000);

• копіювання зведень за рамками;

• акти перевірки та приймання польових робіт. На весь об'єкт знімання, крім цього, здають:

• схему розміщення планшетів з номенклатурною розграфкою;

Розділ IV

• схему гідрографічної мережі зі зрізами води;

• схему шляхів сполучення з написами назв пунктів та віддалей до них;

• список встановлених назв населених пунктів, озер, вулиць, площ, інших об'єктів державною мовою, засвідчений органами місцевої влади;

• пояснювальну записку.

IV.5. Стереоаерофотограмметричне знімання

IV.5.1. Загальні відомості про стереоаерофотограмметричне знімання

Комбінований метод, створений у 1926-1928 роках проф. М.М. Алексопольським, забезпечує продуктивність у 1,5-2,0 рази більшу, ніж мензульне знімання.

Проте комбіноване знімання вимагає значних затрат праці і залежить від фізико-географічних і кліматичних умов місцевості, оскільки значна частина робіт виконується у полі.

Пошуки заміни польових вимірювань на місцевості на вимірювання в офісних (камеральних) умовах привели до створення стереознімання.

Ідея стереознімання полягає в тому, що коли зображення місцевості на парі суміжних аеронегативів (стереопарі), що перекриваються, спроектувати на єдиний екран, зберігши розташування негативів, яке було в момент фотографування, то в перетині однойменних світлових променів отримаємо модель місцевості - просторову фігуру, подібну до місцевості, але зменшену залежно від масштабу знімання. На створеній моделі, а не на місцевості, виконуються вимірювання для визначення просторових координат точок земної поверхні.

Фотограмметрія, яка починається з фотографування об'єктів і продовжується опрацюванням фотознімків на оптично-механічних приладах, називається аналоговою фотограмметрією.

Перший аналоговий прилад (стереоплотер) для просторових (тривимірних) вимірювань був створений ще в 1901 р.

Прилади, що дають змогу будувати моделі місцевості, виконувати просторові вимірювання на цих моделях (а не в полі) та будувати в камеральних умовах плани із ситуацією й горизонталями, називають універсальними приладами.

Удосконалення цих приладів та методів вимірювання на моделях місцевості привели до появи аналітичної фотограмметрії. Аналітична фотограмметрія також спирається на фотографічні знімки, але увесь фотограмметричний процес виконується за технологією електронного опрацювання

Великомасштабне топографічне знімання

даних (ЕОД) і, передусім, аналітичного обчислення координат точок знімка на електронно-обчислювальних машинах (ЕОМ) або комп'ютерах. Сьогодні, незважаючи на бурхливий розвиток цифрової фотограмметрії, залишається актуальною аналітична фотограмметрія, оскільки є ціла низка задач, розв'язання яких із застосуванням аналітичної фотограмметрії єдино можливе. Там, де потрібна велика роздільна здатність, поки що важко обійтись без людського зору та можливостей аналогового та аналітичного опрацювання.

Необхідно зазначити, що універсальні прилади - складні та дорогі, і спочатку ввозилися з-за кордону. Тому в СРСР у 1931-1936 роках був створений оригінальний, диференціальний метод стереознімання. Важлива роль у створенні цього методу належить проф. Ф.В. Дробишеву, який сконструював спеціальний прилад - топографічний стереометр. Цей прилад дає змогу рисувати за стереомоделлю тільки рельєф місцевості. Отже, отримання карт поділяють на:

1. Контурну частину плану отримують складенням фотоплану, як у першому варіанті комбінованого знімання.

2. Рельєф рисують на окремих стереопарах стереометрами Дробишева, а потім горизонталі переносяться на фотоплан.

Саме цей, диференційований метод дав змогу отримати карту масштабу 1:100000 на всю територію країни (СРСР) уже на початку 1950-х років. У СІЛА на той час таких карт на всю країну ще не було.

II варіант - універсальний метод стереознімання, коли контури й рельєф рисуються на універсальних приладах. Універсальний метод постійно удосконалюється. Річ у тім, що під час виконання аерофотознімання у великих масштабах основним, фактично єдиним джерелом зображень ще недавно було аерофотознімання із застосуванням топографічних аерофотокамер. Цифрових аерознімальних систем не було. Між іншим, під час використання цифрових методів для фотограмметричної обробки матеріалів аерознімання, здійсненого фотокамерами, потрібно виконувати додаткові процеси фотохімічної обробки аерофільмів та сканування знімків із метою перетворення їх на цифрову форму. Це вимагає істотних затрат і робить значно тривалішим технологічний цикл робіт. Тому невипадково фірма Leica Geosystem, особливо з отриманням прав на компанії ERDAS і LH Systems, активно веде виробництво обладнання для аналітичної фотограмметрії, ґрунтуючись на досвіді колишніх компаній Kern і Wild. Оптика та високоточна механіка цих компаній стали фактично стандартом в усьому світі. Серія станцій для аналітичної фотограмметрії SD 2000/3000 випускається з 1991 року. Про технічні можливості цих станцій йтиметься у п. IV.5.3.

Розділ IV

IV.5.2. Технологічна схема стереофотограмметричного методу знімання

Нижче подано технологічну схему стереознімання у двох варіантах: диференційного та універсального методів. Технологічні схеми відображають стереознімання без застосування під час аерознімання GPS-технологій, які дають змогу визначати координати центрів проекції кожного знімка. У такому разі виконується польове планово-висотне прив'язування знімків.

Рис. IV. 5.1. Стереофотограмметричне топографічне знімання

На технологічній схемі додатковими стрілками об'єднані процеси, які доцільно виконувати одночасно, до того ж зрозуміло, що ці процеси (польове прив'язування та дешифрування) можна виконувати до складання фотопланів чи графічних планів і цим скоротити термін складання карт або планів.

Різниця двох поданих варіантів стереознімання не тільки у відмінності процесів складання карт, але й у тому, що диференційний метод не потребує складних (універсальних) дорогих приладів. Проте диференційний метод вимагає значної "ручної'" праці й не піддається автоматизації. Тому поши-реніший універсальний метод.

Великомасштабне топографічне знімання

IV. 5.3. Сучасні станції аналітичної сротограмметрії

Як вже зазначалося, найдосконалішими є станції аналітичної фотограмметрії (по суті, універсальні прилади), які випускає фірма Leica Geosystems. Ці станції дають змогу значно автоматизувати складання планів та карт методом стереознімання. Такі станції називають аналітичними стереоп-лотерами. Серед істотних переваг цих станцій перед іншими можна назвати:

• використання досвіду створення попередніх аналітичних фотограмметричних приладів;

• автоматизацію фототріангуляційних вимірювань;

• застосування спеціальних ручних коліс та ножних дисків;

• стандартний інтерфейс LMT (Leica Mapping Terminal) між аналітичною частиною станції й прикладним програмним забезпеченням (ПЗ);

• концепцію двокомп'ютерної станції; один із комп'ютерів із прикладним ПЗ, другий для LMT;

• спільне із цифровими фотограмметричними станціями програмне забезпечення ORIMA і PRO 600, для блокової фототріангуляції та збирання даних.

Рис. IV.5.2. Аналітична фотограмметрична станція SD 3000

Остання перевага є дуже важливою з погляду паралельного використання цифрових та аналітичних станцій. Не менш важливим є те, що в цих аналітичних стереоплотерах можна використовувати ПЗ інших фірм. Наведемо технічні дані найновішої аналітичної фотограмметричної станції SD 3000.

Розділ IV

Таблиця IV. 5.1 Технічні дані стереоплотера SD 3000

Назва параметра	Значення, матеріал параметра
Матеріал зображення	Плівка, скло, негатив або діапозитив
Корекція фокуса	Для скла 0,8-1,6 мм
Збільшення оптики	3-, 18-кратне
Поле зору	60 мм для 3, та 10 мм для 18-кратного збільшення
Вимірювальна марка	Освічується, налаштовується за інтенсивністю і розміром
Роздільна здатність	> 160 лін/мм для 18-кратного збільшення
Роздільність системи приводу	1 мкм
Точність системи приводу	2 мкм
Швидкість системи приводу	60 мм/с
Розміри	854x1057x735 мм
Маса	198 кг

Кінцева продукція станції: оригінал плану або карти. IV.6. Цифрове аерознімання

IV. 6.1. Цифрова аерознімальна система

Як нам уже відомо, аерознімання є основним методом створення та оновлення великомасштабних топографічних планів та карт. Але аерознімання виконувалося топографічними аерофотокамерами. З переходом від паперових, графічних планів та карт до цифрових моделей місцевості (ЦММ) та цифрових моделей рельєфу (ЦМР) з'явилась необхідність виконувати аерознімання не фотокамерами, а цифровими камерами. Проте цифрових камер, здатних виконувати аерознімання з високою точністю та високою роздільною здатністю, не було. Це гальмувало широке застосування цифрової фотограмметрії. Проте опрацювання матеріалів аерофотознімання цифровими методами вимагало істотних виробничих затрат і розтягувало технологічний цикл робіт, оскільки фотознімки, як уже відзначалося, необхідно піддавати фотохімічному опрацюванню й скануванню з метою перетворення їх на цифрову форму. Природним розв'язанням цієї складної задачі могло стати безпосереднє, дистанційне отримання аерознімків цифровими камерами з високою роздільною здатністю й точністю. Цю задачу вдалось розв'язати тільки у кінці XX століття. Першою такою цифровою аерознімальною системою, яка грунту-

Великомасштабне топографічне знімання

валася на літаку, стала ADS40, створена компанією LH Sistems і була показана на XIX конгресі Міжнародного фотограмметричного товариства в 2000 р. З того часу фотограмметрія стає повністю цифровою.

В основі технічного рішення ADS40 лежить концепція трилінійного сканера, уперше запропонована в 1970 році, яку активно використовувала компанія DRL (Німецький аерокосмічний центр) у системі дистанційного зондування, як космічного, так і літакового. Відповідно до цієї концепції у фокальній площині об'єктива системи паралельно розташовані три лінійки -прилади зарядного зв'язку (ПЗЗ), віддалені один від одного у такий спосіб, що одна з них забезпечує панхроматичне знімання в напрямку "вперед", друга - у напрямку точки надира, а третя - у напрямку "назад" (рис. IV.6.1).

Істотною особливістю конструкції ADS40 є те, що замість однієї лінійки ПЗЗ використовуються пари лінійок, зміщені одна щодо одної на 0,5 поділок (піксела). Кількість елементів у лінійці ПЗЗ дорівнює 12000, а в результаті використання здвоєної лінійки зі зміщенням забезпечується результуюча роздільність, як під час використання лінійки, що має 24000 елементів. Крім панхроматичних лінійок, у фокальній площині розташовані чотири поодинокі лінійки по 12000 елементів у кожній для мультиспектрального знімання в чотирьох вузьких зонах спектра: червоного (610-660 мм), зеленого (535-585 мм), синього (430-490 мм) та ближнього інфрачервоного (835-885 мм). На рис. IV.6.2 показано загальний вигляд діючого комплексу в салоні носія (літака або гелікоптера).

У табл. IV.6.1 подано основні технічні характеристики системи, які дають змогу оцінити можливості використання системи ADS40 як джерела інформації для цифрової фотограмметрії.

Розділ IV

Рис. IV.6.2. Загальний вигляд системи та розташування приладів у салоні носія

Таблиця IV. б. 1