Фотограмметрия пәні және оның негіздері

№1 дәріс.Фотограмметрия пәні және оның негіздері.

 Фотограмметрилық түсіру түрлері.

Жербеті фотограмметриның    негізі.

 

            Фотограмметрия деген сөз гректің  Photos-сәуле, gramma-жазу және metreo- өлшеу деген сөздерінен құралған. Нақты айтқанда фотограмметрия жер бетіндегі объектілердің түрін, пішінін, өлшемдерін және орналасу жағдайларын олардың фотографиялық бейнелерін (фотосуреттерін) өлшеу арқылы анықтайтын ғылым саласы. Фотограмметрия ғылым мен техниканың көптеген салаларында геодезия мен астраномияда, әскери инженерлік ісі мен артиллерияда, сәулеттік өлшеулерде, география мен мұхиттарды зерттеулерде, атомдық сынаулар мен ғарыштық зерттеулерде, ауыл шаруашылығында және басқа өлшеулерде кеңінен қолданылады.

            Соңғы кезде фотограмметрияның аналитикалық тәсілдері дамуына байланысты түрлі инженерлік жобалау жұмыстарында автоматтанлдырылған жобалау жүйелері енгізілді.

            Фотограмметриялық өлшеу тәсілдерінің  түрлі салаларында кеңінен қолданылуы  олардың төмендегі көрсетілген  артықшылығы мен ерекшеліктеріне байланысты:

1. Өлшеулердің өте жоғары дәлдігі
2. Жұмыс өнімділігі
3. Объектілердің бейнелері фотографиялық тәсілмен шығарылғандықтан өлшеу нәтижелері толық ақиқат жәнесенімді болады
4. Түсірілген объектілер туралы мәліметтерді қысқа мерзімде алуға болады, мысалы, жер бетінің толық бейнесін жерді жасанды серіктерінің көмегімен бірнеше тәулікте жасауға болады
5.   Қозғалусыз және өте жылдам қозғалатын немесе өте баяу қозғалатын объектілерді зерттеуге мүмкіндік береді, мысалы, ұшып бара жатқан снарядтың траекториясын анықтағанда, жер қозғалысы мен көшпе мұздардың жылжуларын зерттегенде
6. Қасына жақындауға болмайтын обьектілерді алыстан зерттеуге мүмкіндік туғызады, мысала, өлшенетін обьектілерге жақын тұру  адам денсаулығына зиян келтіретін жағдайларда әсіресе атомдық зерттеулерде , немесе қопарылған  тау –тастарды өлшеулерде.

      Жер беті фотограмметриялық түсірісте фотосуреттерде бейнеленген нүктелердің кеңістік координаталарын табу, бірін-бірі жабатын екі нүктеден түсірілген қос фотосуреттердің көмегімен жүргізіледі.фотосуретке түсірген екі нүктенің аралығын фотоға түсіру базисі деп атайды.

 

 

№2 Дәріс. Аэрофототүсіру және ғимаратты жобалау мен құрылыста пайдалану. Аэрогеодезия және оны жол ізденісінде қолдану.

 Аэрофототүсіру түрлері мен  қолданылатын жабдықтары.

Ұшу мен түсіру жұмыстарын ұйымдастыру

.

Аэрогеодезия бұл әуеден ұшатын аппараттар арқылы алынған жер бетінің  бейнелерін өлшеу мен түрлендіру тәсілдерін зерттейтін геодезияның  бір бөлігі.

Аэрогеодезия саласында соңғы  жетістіктерді енгізу, инженерлік ізденісте , инженерлік құрылыстың жобалау  технологиясын тиімді өзгертіп , ізденіс жұмыстарын  автоматтандыруға мүмкіндік туғызады.

          Әуеде  ұшатын аппараттармен  түсірілген  жер беті бейнесін беретін   жұмыстарды аэротүсіріс дейді.  Аэротүсірістің бірнеше түрлері болады. Олар: аэротүсіріс нәтижесінде шыққан құжаттардың түріне байланысты және түсіру аспаптың  түріне байланысты, аэрофототүсіріс, электрондық аэрофототүсіріс, жылулық түсіріс, инфрақызыл сәулелік  түсіріс, радиолокациялық түсірі және т.с.с түсірістер болып бөлінеді.

           Аэрофототүсіріс кезінде ұшатын аппараттарға  орнықтырылған  мына төмендегі жабдықтар қолданылады.

-гиростабилизатор

-басқару аспаба ( КПТ-3)

-статаскоп

-радиобиіктік өлшегіш

-радиоұзындық өлшегіш

 

№3 Дәріс. Аэрофотосуреттер. Стереоскопиялық модель.

 Аэрофотосуреттерде бейнелерді  құру. Фотосуреттегі бейнелердің  пландық ығысуы. Фотосхемалар.

Жердің стереоскопиялық және геометриялық моделдері

 

Аэрофотосуреттерде жер беті нүктелерінің бейнелері  орталық проекциялау заңымен салынады. Осындай проекция, проекцияның ортасы болатын объективтің алдыңғы түйін нүктесіне өтетін проекциялаушы сәулелердің байламымен құрастырылады.

          Аэрофотосуреттерде  жердің ортогоналдық планымен  салыстырғанда жер беті нүктелерінің  бейнелерінің ығысулары болады. Ол ығысулар фотосуреттердің көкжиекке еністілігінен және жер бетінің бедерлерінің  артуларының әсерінен пайда болады.

          Аэрофотосуреттегі  жер беті бейнелері орталық  проекция  заңымен жасалынуына  байланысты  суреттегі әр нүкте түрлі масштабта болып шығады. Соның әсерінен аэрофотосуреттегі нүктелердің пландық жағдайы екі түрлі  ығысуға душар болады. Олардың бірі- аэрофотосуреттердің еңіс бұрыштарының әсерінен болса, екіншісі – жер бетінің нүктелерінің биіктіктерінің артуларының әсерінен пайда болады.

           Түрлі  инженерлік жұмыстар жүргізу  үшін қатар жатқан аэрофотосуреттерден  құрастырылған жер бетінің ұласқан  фотосуреттік  бейнесін фотосхема  деп атайды. Фотосхема берілген  масштабқа келтірілген немесе  масштабтары   аэрофототүсіру  масштабына сәйкес аэрофотосуреттерден құрастырылады. Фотосхемаларда жер беті обьектілері және рельефтің элементтері планға қарағанда анық көрінеді.

         Стереоскопиялық  модель дегеніміз аттас қос  проекциялаушы сәулелерінің қиылысуы  арқылы көрінетн жер бетнің кеңістік бейнесі. Оны бақылау үшін қос фотосуреттерді тиісті түрде бағыттап ерекше бақылау қажет.

          Түрлі  нүктелерден түсірілген және  бірін-бірі жабатын фотобейнелері  бар екі суретт стереожұп дейді,  ал осындай стереожұптарда кеңістік бейнелерді бақылау мүмкіншілігін стереоскопиялық эффект деп атайды Стереоэффект тура, кері, және нөлдік болып көрінуі мүмкін

 

 

 

№4 Дәріс. Аэрофотосуреттерді дешифрлеу.

 Дешифрлеудің негізгі белгілері.  Топографиялық обьектілерді дешифрлеу. 

Күрделі жерлерді дешифрлеу. Жердің геологиялық, гидрогеологиялық жағдайлары мен топырақтардың қасиеттерін анықтау.

 

               Аэрофотосуреттерді дешифрлеу дегеніміз ол аэрофотосуреттердің бейнесін зерттеп тану арқылы сондағы жеке объектілердің, жер беті элементтерін, олардың сандық пен және сапалық қасиеттерін, сипаттамаларын анықтау. Бұл жұмыстар инженерлік ғимараттарды жобалау мен пайдалану кезіндегі техникалық және экономикалық көрсеткіштеріне әсер тигізетін барлық топографиялық, геологиялық, гидрологиялық және басқа да мәліметтер  жинауға көрседеді.

              Дешифрлеудің  топографиялық және  арнаулы түрлері бар. Фотосуреттерді  дешифрлеудің нәтижесінде инженерлік  құрылысты жобалау аумағындағы  қалыптасқан табиғи жағдайларды,  олардың құрылыстың негізгі көрсеткіштеріне тигізер әсерлерін анықтайды. Бұл жұмыстар жер беті туралы жиналған бастапқы деректердің ең негізгісі мен жауаптысы болып саналады. Дешифрлеу жұмыстарын арнаулы даярланған мамандар жүргізеді.

         Далалық дешифрлеу кезінде суреттегі  бейнелерді жер бетін танып, олардың түрлі қасиеттерін арнаулы өлшеулермен нақты анықтайды. Сондықтан бұл жұмыстардың нәтижелері толық, жоғары сапалы болады. Бірақ жер беті өлшеулер қымбат, табиғаттың және ауа-райының жағдайларына зор байланысты болады.

        Аэрофотосуреттегі  жеке обьектілер мен жер беті жағдайларын ажырату мен қасиеттерін анықтау үшін дешифрлеудің  негізгі белгілері пайдаланылады. Елді мекен мен қыстақтар, қалалар аэрофотосуреттерде талды өсімдіктер, жолдар мен шарбақтардың торларымен алмасқан төртбұрышты құрлыстар түрінде көрінеді. Орта масштабты суреттердетұрғын үйлерді құрлыстың орналасуынан, ал ірі масштабтағы суреттерде үй төбесіндегі пештің мұржасы мен олардың көлеңкесінен анықталады. Қоралар, шарбақтар мен қоршаулар жіңішке сызықтар түрінде көрінеді. Жыртылған жерлер, егістіктер түрлі өңді тура шекті болады. Олардың өңі топырақтардың түріне, ылғалдылығының дәрежесіне, егілген егістің түріне, олардың өсу мен даму жағдайына байланысты. Шабындық жайылымдардың өңі суретте біртегіс ақшыл сұр болады. Жеміс бақтады ағаштардың қаз қатар отырғызылғанынан, ал бұталарды - олардың қысқа бойлары мен бастарының иін тіресулерінен ажыратады. Бақшаларды-кезектескен қарақоңыр мен жарық ақшыл түсті тар жолақтардан білуге болады.

            Өзендер суреттерде ені мен өңі түрлі т ирелеңдеген жолақтар сияқты болып көрінеді Көлдер мен тоғандар суреттерде бір өңді тұйық қисық сызықтармен шектелген жазықтықтар ретінде көрінеді.

            Топырақ жолдар аэрофотосуреттерде  ақшыл кейде қарақоңыр бір  қалыпты түрлі қалыңдықты сызықтар түрінде көрінеді.

            Автомобиль жолдары мен темір  жолдар суреттерде қисықтары  бір қалыпты ұзын жолақтар  ретінде көрінеді.

              Трассаны орнықтыру кезінеде күрделі учаскелерде дара жобаланатын жолдың кейбір жерлері, тоннелдер немесе көпірлі өткелдер, терең сулар мен тік жоталардан асулар, таудың көшкінді шашылып құлаған шөгінді жарлар, тар қаспақ және су жайылған жерлер, сел жүретін жерлер, ми батпақ пен карстталған жерлер, жылжымалы жартылай бекітілген құмдар, мәңгі тоң көмілген мұздар, жер асты сулар сыртқа шығып мұз болып қалған жерлер,

             Көпірлі өткелдер мен тоннелдердің вариантарын трассалаған кездерде тау жоталарының, өзен алқаптарының геологиялық құрамын, негізгі тау жыныстарының және аллювиальді тұнба қабаттарының жатқан тереңдіктерін білу қажет.

          Жолдарды трассалауда көшкіндік құбылыстар тараған жерлерде қазір әрекет жасайтын көшкіндердің өзара орналасуын, тау жыныстарының тұрақсыз қабаттарының жату шектерін, су режимдерінің ерекшеліктері мен тастардың жылжуын, көшкін туғызатын себептерін анықтау керек.

 

№5 Дәріс. Аэрофотосуреттердің пландық және биіктік негізі.

 Фотограмметриялық координаттар жүйесі. Аэрофотосуреттердің бағыттау элементтері. Аэрофотосуреттерді байланыстыру.

Аэронивелирлеу. Радиогеодезиялық өлшеулер. Статаскоп

 

 

Кейбір жағдайларда осы зоналық  тік бұрышты координаттар жүйесімен  қатар еркін тікбұрышты координаттар жүйесімен қатар еркін тік  бұрышты координаттар жүйесі қолданылады. Олардың бас нүктесі кез-келген шартты нүктеде орналасып, абциссалары барлық жағдайларда меридиан бойымен солтүстікке, ал ординаттық осі шығысқа қарай бағытталады. Биіктіктері кез-келген шартты жазықтықтан саналуы мүмкін.

          Фотограмметриялық тікбұрышты координаттар  жүйесі кеңістікте еркін орналасуы мүмкін. Әдетте олардың өстері бірінші сол жақтағы фотосуреттің өстеріне сәйкес нмесе бірінші стереопараның суретке түсіру базисінің бойымен бағытталады

          Фотограмметриялық тікбұрышты координаттардың  да геодезиялық тік  бұрышты  координаттары сияқты жазықтық және кеңістік түрлері болады. Фотограмметриялық тікбұрышты координаттары аэрофотосуреттің жазықтығындағы нүктелердің орындарын көрсетеді. Бұндай координаттар жүйесінің басталу нүктесі сол жақтағы суреттің орта нүктесімен сәйкес келеді, абцисса өсінің бағыты суретке түсіру базисінің сызығы бойымен алынады.

        Суретке түсіру кезіндегі проекциялық сәулелердің кеңістік жағдайларын анықтау үшін аэрофотосуреттердің ішкі және сыртқы бағыттау элементтерін білу қажет.

       Ішкі бағыттау  элементтері арқылы сол сәулелердің  суретке түсіру аппараттың ішіндегі  жүрісін түсіріс кезіндегі қалпына  келтіреді. Оларға аэрофотоаппараттың  фокустық аралығы ¦к және аэрофотосуреттің бас нүктесінің жазықтық координаттары x о,yо жатады.

   Аэрофотосуреттердің сыртқы  бағыттау элементтері арқылы  проекциялау сәулелердің түсіріс  мезгіліндегі кеңістік жағдайларын  сол қалпына келтіреді. Бұларға  проекциялау орталарының кеңістік  координаттары X,Y,Z  аэрофотосуреттердің бойлық α және көлденең ω еңіс бұрыштары, аэрофотосуреттердің негізгі вертикал сызықтары мен олардың абциссалар өстерінің арасында пайда болатын æ бұрыштары жатады.

           Жеке фотосуреттің жағдайын алты сыртқы бағыттау элементтері арқылы, ал стереопараның кеңістіктегі жағдайын он екі сыртқы бағыттау элементтерімен анықтауға болады. Оларға сол жақтағы аэрофотосурет үшін Χс,Υс,Zс,αс,ωс,æс және оң жақтағы аэрофотосурет үшін Χо,Υо,Zо,αо,ωо,æо бағыттау элементтері жатады.

           Өзара бағыттауэлементтері арқылы стереофотограмметриялық тәсілмен шартты масштабта жасалған жер беінің моделі бірқатар жобалау мен ізденіс жұмыстарының мәселелерін қажетті дәлдікпен шешуге жараған мен жер бетіндегі геодезиялық координаттар жүйесімен байланыстырылмаған. Бұндай стереомоделдердің масштабтары жоқ, сондықтан жер бетінің стереомоделін сырт бағыттау үшін және оның масштабын анықтау үшін фотосуреттердің сыртқы бағыттау элементтері немесе пландық-биіктік координаттары берілген геодезиялық мемлекеттік тор болу тиіс. Бұндай торд аэрофотосуреттерді байланыстыру жұмыстарымен қатарластырып құрады.

           Аэрофотосуреттерде анық танылған жер беті нүктелерінің геодезиялық координаттарын табу жұмыстарын фотосуреттерді байланыстыру немесе пландық-биіктік даярлау жұмыстары деп атайды. Жер беті нүктелерінің ұшу аппараттар арқылы анықтау жұмыстарын аэрорадионивелирлеу деп атайды. Нүктелердің биіктіктерінің артуын берілген бастапқы нүктемен анықталатын нүктенің биіктіктерін Но және Нi радиобиіктікөлшегішпен немесе лазерлік биіктік өлшегіштермен өлшеу нәтижесінде және дифференциалдық барометр-статаскопен алынған ұшу биіктіктердің өзгеруімен тұрақсыздану арқылы есептелінеді..

            Радиобиіктік өлшегіш  жұмыс істеу негізінде кеңістіктегі екі нүктенің арасында радиотолқындардың қозғалу жылдамдығы мен өту уақыты арқылы ұзындықты өлшейтін белгілі физиканың заңы жатыр. РВТД-А атты радиобиіктікөлшегіш ұшақта бекітілген антена арқылы ұзындығы 68см радиотолқындар таратады. Солрадиотолқындар биіктігі анықталатын жер бетіндегі нүктеге жетіп кері шағылынады.