28020-1 (Создание проекта планово-высотного обоснования для стереотопографической съемки в масштабе 1:5000)

М о с Г У Г К

К а ф е д р а г е о д е з и и

К у р с о в а я р а б о т а п о т е м е :

" Создание проекта планово-высотного обоснования для стереотопографической съемки в масштабе 1:5000

с высотой сечения рельефа 2 метра "

Выполнил:

студент II курса Кузнецов П.Н.

- МОСКВА 1994 -

Содержание.

Введение..........................................................1

I. Определение географических координат углов рамки исходной трапеции N-41-40-А-б. Определе­ние номенклатуры и географических координат листов карты масштаба 1:5000, покрывающих ис­ходную карту......................................................3

II. Составление проекта размещения плановых и

высотных опознаков................................................5 III. Сгущение геодезической основы с использо-

ванием светодальномерной полигонометрии 4

класса. Составление проекта полигонометричес­ких ходов, установление их формы и определение предельной ошибки планового положения точки в слабом месте хода. Расчет влияния ошибок ли­нейных измерений. Проектирование базиса для уточнения постояныых светодальномера. Расчет влияния ошибок угловых измерений. Расчет точ­ности определения высот пунктов полигонометрического хода........11

IV. Составление проекта плановой привязки опознаков........................................................24

1. Многократная обратная засечка...........................27

2. Многократная прямая засечка.............................30

3. Привязка разрядным полигонометричес-

ким ходом..................................................32

4. Плановая привязка опознаков теодолит-

ными ходами................................................34

V. Составление проекта высотной привязки опоз­наков............................................................37

1. Тригонометрическое нивелирование при засечках...................................................38

2. Тригонометрическое нивелирование при

проложении теодолитных ходов...............................40

3. Геометрическое нивелирование по линии

хода разрядной полигонометрии..............................42 Заключение.......................................................43 Литература.......................................................44

Введение.

Топографические карты и планы создают при помощи топографичес­ких съемок или по материалам топографических съемок, как правило, более крупных масштабов.

Топографическая съемка представляет комплекс работ, выполняемых с целью получения съемочного оригинала топографической карты или плана, а также топографической информации в другой форме.

Топографические съемки выполняются следующими методами: стерео­топографическим, комбинированным аэрофототопографическим, мензуль­ным, наземным фототопографическим, тахеометрическим и теодолитным. Основными методами съемки являются стереотопографический и комбини­рованный.

Целью настоящей работы является составление проекта планово-вы­сотного обоснования для создания карт масштаба 1:5000 с высотой се­чения рельефа 2 метра. Съемка будет выполнятся стереотопографическим методом на территории, ограниченной рамкой трапеции карты масштаба 1:25000.

I. Определение географических координат углов рамки исходной трапеции: N-41-40-А-б. Определе­ние номенклатуры и географических координат лис­тов карты масштаба 1:5000, покрывающих исходную

карту.

Для реализации поставленной задачи прежде всего требуется опре­делить географические координаты углов рамки исходной трапеции карты масштаба 1:25000, а также найти номенклатуры и географические коор­динаты углов рамок трапеций карт масштаба 1:5000, покрывающих исход­ный двадцатипятитысячный лист, то есть тех, которые получатся в ре­зультате съемки.

Разграфка топографических карт основывается на листе карты мас­штаба 1:1000000. Поверхность Земли в равноугольной поперечно - ци­линдрической проекции Гаусса поделена по широте на четырехградусные пояса, каждый из которых обозначаются заглавной латинской буквой от экватора к полюсам (A, B, C,...,V); и на шестиградусные зоны по дол­готе, которые обозначаются цифрами от единицы до шестидесяти в нап­равлении от гринвичского меридиана на восток. Однако непосредственно в номенклатуре миллионного листа присутствует не номер зоны, а номер колонны, который отличается от последнего на 30.

На рис. #1 показаны 4 листа карты масштаба 1:1000000, у которых обозначены географические координаты углов рамок.

Таким образом, исходная трапеция карты 1:25000 с номенклатурой N-41-40-А-б имеет в своей основе лист карты миллионного масштаба N-41. По приведенным выше положениям были найдены географические ко­ординаты углов рамки его трапеции (рис. #2)

Листы карт крупных масштабов (в том числе и масштаба 1:25000) имеют в основе лист масштаба 1:100000, который получается путем де­ления миллионного листа на 144 части. Таким образом лист карты масш­таба 1:1000000 размером 4х6 градусов содержит в себе 144 стотысячных листа с размерами рамок 20х30 минут (каждый из них пронумерован от 1 до 144). На рис. #3 показан лист масштаба 1:1000000 и процесс полу­чения из него листа масштаба 1:100000.

Далее, получили лист карты масштаба 1:50000 (рис. #4), поделив стотысячный лист на 4 части (пятидесятитысячные листы обозначаются заглавными русскими буквами от А до Г), размерами 10х15 минут.

И, наконец, делением листа карты масштаба 1:50000 на 4 части размерами 5х7.5 минут (обозначаются строчными русскими буквами а,...,г), определили географические координаты исходной карты масш­таба 1:25000 (рис. #5).

Топографические карты масштаба 1:5000 , как было сказано выше, получаются непосредственно из листа стотысячной карты, путем деления его на 256 частей (размерами 1'15"х1'52.5"). При этом, полученные пятитысячные листы нумеруются от 1 до 256 и этот номер в номенклату­ре берется в скобки. На рис. #7 показан фрагмент листа карты масшта­ба 1:100000 (его северо-западный угол) с покрывающими ее пятитысяч­ными листами. Двойной линией показан лист исходной карты масштаба 1:25000.

Номенклатуры и географические координаты двух углов (северо-за­падного и юго-восточного) рамок трапеций карт масштаба 1:5000, пок­рывающих исходный лист двадцатипятитысячного масштаба, сведены в таблицу #1.

II. Составление проекта размещения плановых и высотных опознаков.

Для того, чтобы выполнить аэрофотосъемочные работы необходимо определить маршруты, по линиям которых должен будет пролететь само­лет с установленной на нем аэрофотосъемочной аппаратурой, масштаб фотографирования местности и количество снимков, которые необходимо выполнить для полного фотографирования района съемки.

Аэрофотосъемка выполняется таким образом, что снимки перекрыва­ются вдоль по маршруту (продольное перекрытие) и поперек маршрута (поперечное перекрытие). Значения эти величин устанавливаются Инст­рукцией в зависимости от вида съемки, внешних условий, характера снимаемой местности и ее рельефа и обычно выражаются в процентах от общей площади аэрофотоснимка. Для крупномасштабных съемок требуется, чтобы продольное перекрытие составляло 80-90%, а поперечное - 30-40% от площади аэрофотоснимка.

Для проектируемых работ установили величину продольного перек­рытия - 90%, а величину поперечного перекрытия - 30%.

Масштабы фотографирования устанавливаются Инструкцией исходя из масштаба создаваемой карты, фокусного расстояния аэрофотосъемочного аппарата и типа фототрансформирующего прибора. При крупномасштабной съемке равнинных территорий обычно производят аэрофотосъемку в масш­табе 1:15000.

Стандартный размер снимка, получаемый в результате фотографиро­вания местности, составляет 18х18 см.

Ось первого маршрута самолета совмещается с северной рамкой ис­ходной карты масштаба 1:25000. Расстояние между маршрутами вычисля­ются по известной фотограмметрической формуле:

100-q

d = ------- l m ,

100

где d - расстояние между маршрутами аэрофотосъемки в проекции на местности, q - величина поперечного перекрытия, l - ширина аэро­фотоснимка и m - знаменатель масштаба фотографирования.

При заданных выше условиях, по данной формуле было получено расстояние между маршрутами аэрофотосъемки, которое должно выдержи­ваться при съемке для обеспечения 30-процентного поперечного перек­рытия. Его величина составила 1890 метров (7.56 см на исходной кар­те). Это расстояние откладывалось на кальке в масштабе исходной кар­ты, пока маршруты не покрыли всю площадь съемки. Таким образом было посчитано необходимое для выполнения фотографирования количество маршрутов аэрофотосъемки - 5.

Последний маршрут оказался за пределами снимаемой территории, однако его наличие необходимо для обеспечения выполнения заданных условий съемки, а также для перекрытия со снимками, которые будут получены с соседнего района съемок.

На кальке маршруты фотографирования показаны линиями зеленого цвета.

Далее, необходимо рассчитать количество снимков, которые должны приходиться на один маршрут, для обеспечения 90-процентного продоль­ного перекрытия, то есть базис фотографирования. Базисом фотографи­рования называют расстояние между главными точками аэрофотоснимков, приведенное к расстоянию на местности, при заданной величине про­дольного перекрытия. Базис фотографирования рассчитывается по следу­ющей фотограмметрической формуле:

100-p

b = ------- l m ,

100

где b - базис фотографирования в проекции на местности, p - ве­личина продольного перекрытия, выраженного в процентах от площади снимка, l - длина аэрофотоснимка и m - масштаб фотографирования.

При заданных величинах продольного перекрытия - 90%, длины аэ­рофотоснимка - 18 см и масштаба фотографирования 1:15000, длина ба­зиса, рассчитанного по формуле, составляет 270 метров в проекции на местности (1.08 см на исходной карте двадцатипятитысячного масшта­ба). Данная величина базиса фотографирования была отложена на кальке столько раз, сколько необходимо для полного покрытия аэрофотосъемкой района фотографирования, и также было посчитано число базисов (а значит и снимков), приходящихся на один маршрут.

На кальке проекции на местность главных точек показаны кружками зеленого цвета, которые располагаются вдоль оси первого маршрута, а, очевидно, проекция базиса фотографирования есть расстояние от центра одного кружка до соседнего. Число снимков, приходящихся на один мар­шрут составило 40 штук, а, следовательно, при пяти маршрутах общее число снимков составит 200 штук.

Для того, чтобы после выполнения аэрофотосъемки изготовить фо­топлан - общую фотографию местности в пределах рамки исходной карты по аэрофотоснимкам, необходимо устранить искажения, присущие каждому снимку, и привести их к одному масштабу - то есть выполнить транс­формацию снимков. Для этого необходимо иметь на снимке, в пределах его рабочей плоскости, 4 точки с известным плановым положением, при­чем расположенные примерно по углам.

Любая четкая контурная точка, легко опознаваемая на местности и аэрофотоснимке, координаты которой определены геодезическим методом, называется плановым опознаком (ОП), а полевые работы по определению координат опознаков, называются привязкой опознаков.

Определение положения четырех опознаков для каждого аэрофотос­нимка наземными геодезическими способами называется сплошной плано­вой привязкой. Однако такой объем работ существенно повышает стои­мость производства съемки, поэтому, как правило, используют разре­женную привязку - то есть определение двух-четырех опознаков на каж­дый маршрут, а координаты четырех трансформационных точек для каждо­го снимка получают методами графической фототриангуляции, фотополи­гонометрии и построением сетей на универсальных приборах в камераль­ных условиях.

Для создания высотной части фотоплана, на аэрофотоснимках долж­ны присутствовать точки с известными высотами. Эти точки называют высотными опознаками (ОВ), а определение их отметок - высотной при­вязкой.

Инструкция позволяет совмещать плановые и высотные опознаки (ОПВ) для топографических съемок с высотами сечения рельефа 2 и 5 метров.

В качестве опознаков выбирают четкие контурные точки, положение которых можно определить на аэрофотоснимке и отождествить на мест­ности со средней квадратической ошибкой не превышающей 0.1 мм в мас­штабе составляемого плана. Опознаки нельзя выбирать на крутых скло­нах, на округлых контурах леса, и сельскохозяйственных культур, а также использовать отдельно стоящие деревья, кусты и углы высоких построек (из-за влияния теней). При отсутствии на местности естест­венных контуров, которые могут быть использованы в качестве опозна­ков, производят маркировку точек, то есть создают на местности гео­метрические фигуры, которые отчетливо изобразятся на аэрофотосним­ках.

Инструкция требует проектирования опознаков в зонах двойного продольного и тройного поперечного перекрытия аэрофотоснимков. Гра­ницы зон поперечного перекрытия, располагающиеся по обе стороны от оси маршрута на расстоянии

1

z = --- l m

2

(1350 метров или 5.4 см на исходной карте масштаба 1:25000), показаны на кальке сплошными линиями желтого цвета; в этих зонах в последствии будут запроектированы опознаки. Ближайший к западной рамке карты опознак должен отстоять от нее не менее, чем на 20% для соблюдения условия проектирования опознаков в зоне двойного продоль­ного перекрытия.

Опознаки проектируются перпендикулярно осям маршрутов с рассто­яниями между соседними в 5 км, за исключением крайних зон - в них опознаки должны располагаться вдвое чаще. Взаимное положение опозна­ков между собой также регламентируется Инструкцией: опознаки должны быть запроектированы один под другим как в крайних, так и в средних зонах; иными словами, на линиях, параллельных западной рамке исход­ной карты. Отклонение допускается в пределах величины одного базиса фотографирования.

В соответствии с этими требованиями были запроектированы 16 планово-высотных опознаков на исходной карте в зонах перекрытия. В качестве опознаков выбирались, в основном пересечения шоссейных до­рог, просек и проселков. В условиях данной местности это выгодно по следующим соображениям.