Составление топографического плана М 1:500

Министерство по образованию  и науке Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 

Кафедра геодезии и фотограмметрии

 

 

 

Курсовая работа

по теме:

«Составление топографического плана М 1:500»

 

 

 

 

Работу выполнил:

ст. гр. ЗУ 10-1

Гусмановой К.М.

Работу проверил:

Касаткин Ю.В.

 

 

Тюмень, 2013г.

Содержание

 

Введение

Фотограмметрия – дисциплина, изучающая формы, размеры, положение, динамику и другие качественные и количественные характеристики объектов по их фотографическим изображениям. Фотограмметрические методы применяются в различных областях науки и техники: в топографии и геодезии, астрономии, архитектуре, строительстве, географии, океанологии, медицине, криминалистике, космических исследованиях и др.

Раздел фотограмметрии, в котором рассматриваются вопросы  определения координат точек  местности и создания по снимкам  топографических карт, называется фототопографией. Комплекс процессов (фотографирование местности, полевые геодезические и камеральные фотограмметрические работы), позволяющий по снимкам местности создавать топографические карты, называется фототопографической съемкой. Раздел, занимающийся решением различного рода измерительных задач в гидротехнике, геологии, дорожном деле, при землеустроительных и лесоустроительных работах, в географических исследованиях, при охране природы и окружающей среды, съемке памятников истории и культуры, в архитектуре, медицине, военном деле и др. областях науки и техники, называют нетопографической или прикладной фотограмметрией. Раздел, занимающийся вопросами изысканий инженерных сооружений, архитектуры, гидротехники и другими научно-техническими измерениями, называют инженерной фотограмметрией, являющейся составной частью прикладной фотограмметрии.

Исторически научное и техническое развитие фотограмметрии связано с использованием фотоснимков для измерительных целей, однако в последнее время в связи с общим развитием науки и техники появились и другие средства для получения изображений, поэтому определение фотограмметрии, как науки, изучающей способы определения форм, размеров и положения объектов по их изображению (измерительная фотография), несколько устарело и уже не соответствует полностью и не раскрывает всех возможностей фотограмметрии как науки и технической дисциплины.

Целью курсовой работы является составление плана местности М 1:500 по снятым и обработанным координатам точек местности с использованием  аэрофотоснимков.

Основные задачи, которые будут решены в данной работе:

• снятие координат местности по аэрофотоснимкам с использованием стереокомпаратора;
• проведение камерального дешифрирования;
• обработка полученных данных;
• создание и оформление плана местности М 1:500.

 

Глава 1. Требования к содержанию и точности топографического плана М: 1:500

1.1. Создание топографического плана М 1:500

Топографические планы масштаба 1:500 предназначаются для составления исполнительного, генерального плана участка строительства и рабочих чертежей многоэтажной капитальной застройки с густой сетью подземных коммуникаций, промышленных предприятий, для решения вертикальной планировки, составления планов существующих подземных сетей и сооружений и привязки зданий и сооружений к участкам строительства на застроенных территориях города.

Съемке и отображению  на топографической карте подлежат все объекты и участки местности, предусмотренные для конкретных масштабов действующими условными знаками.

Создание топографического плана М 1:500 осуществляется двумя  путями:

• проведение полевых съемочно-картографических работ (полевое картографирование);
• лабораторное составление карт по источникам (камеральное картографирование).

Полевое топографическое  картографирование выполняют государственные  топографо-геодезические службы силами.  Топографические съемки во всех масштабах регламентируются стандартными положениями, руководствами и инструкциями. При всех видах полевого картографирования важнейшим этапом является топографическое и тематическое дешифрирование аэрокосмических снимков.

Камеральное картографирование  состоит в обработке данных полевых съемок, сводке и обобщении крупномасштабных планов и материалов дешифрирования, синтезе экспериментальных наблюдений и других источников в соответствии с содержанием и назначением создаваемого плана.

Первый этап камеральной  работы – проектирование плана, разработка его концепции, составление программы, подготовка всей необходимой документации. Этот этап завершается созданием проекта плана и включает следующие процессы:

• формулировка назначения и определение требований к плану;
• подбор, анализ и оценка источников для составления;
• изучение территории и особенностей картографируемых явлений;
• подготовка программы плана.

Следующий этап – составление плана, т.е. комплекс работ по изготовлению оригинала плана. Составление выполняют в избранной проекции, компоновке и масштабе, принятой системе условных знаков, с заданным уровнем генерализации. Данный этап включает процессы:

• подготовка и обработка источников;
• разработка математической основы карты;
• разработка содержания плана и легенды;
• техническое составление оригинала и проведение генерализации;
• оформление плана;
• редактирование плана и корректура на всех стадиях составления.

Завершающий этап – подготовка к изданию и издание плана.

1.2. Понятие о съемке  топографического плана М 1:500

Топографическая съемка плана М 1:500 состоит из комплекса полевых и камеральных работ. На топографических планах изображают все предметы и рельеф местности, подземные и наземные коммуникации. Изображаемые на плане точки условно делят на твердые и нетвердые. Твердыми являются стабильные объекты с четкими границами (углы зданий, построенных из кирпича, бетона и других прочных материалов и т.п.). Нетвердые контуры не имеют четких границ, например, граница леса, луга и т.п.

На топографическом  плане изображают опорные плановые и высотные геодезические пункты, точки съемочного обоснования, с которых выполняют съемку.

При создании топографического плана в основном используют аэрофототопографические съемки, сущность которых сводится к фотографированию с самолета или другого носителя, включая и космические, участков местности. В зависимости от масштаба создаваемой карты используют специальные автоматизированные аэрофотоаппараты (АФА) с различным фокусным расстоянием и фотографирование выполняют с различных высот, при этом получают примерно горизонтальные снимки, масштаб которых определяют по формуле (рис. 1).

                               a                   o                                                                 

                                                I/m = oa/OA = f/H

          s

        H

            O                    A          рис.1

                                         

где m - знаменатель масштаба снимка, f - фокусное расстояние камер, Н - высота фотографирования.

Комплекс процессов (фотографирование местности, полевые геодезические и камеральные фотограмметрические работы), позволяющий по снимкам местности создавать топографические планы, называют фототопографической съемкой. В зависимости от способов фотографирования местности имеются следующие виды фототопографической съемки:

• наземная, использующая снимки местности, полученные фототеодолитом с точек земной поверхности, ее называют также фототеодолитной;
• аэрофототопографическая, в которой снимки местности получают с самолета или другого носителя съемочной аппаратуры;
• комбинированная, представляющая собой сочетание аэрофототопографической и наземной фототопографической съемок; местность фотографируют дважды фототеодолитом с наземных станций и аэрофотоаппаратом с самолета – по наземным снимкам сгущают опорную геодезическую сеть, а по аэрофотоснимкам составляют топокарту;
• космическая, при которой снимки получают с космических кораблей и искусственных спутников.

Существуют два метода создания оригиналов плана:

• комбинированный, в котором для составления контурной части топокарты используют одиночные снимки, а рельеф рисуют по результатам полевых измерений;
• стереотопографический, позволяющий, используя свойства пары снимков, в камеральных условиях получать контурную и рельефную части топокарты. Этот метод дает возможность независимо от времени и погодных условий детально изучать местность, включая и малодоступную, по снимкам в камеральных условиях, механизировать и автоматизировать все процессы создания топокарт, обеспечивает высокое качество при минимальных затратах сил и средств и вследствие этого является основным методом картографирования.

В стереотопографическом  методе топокарты создают универсальным и дифференцированным способом. Универсальный способ позволяет полностью составлять топокарту на одном приборе. Дифференцированный способ решает эту задачу на нескольких приборах: на фототрансформаторе снимки приводят к заданному масштабу и освобождают от искажений за углы наклона снимка и рельеф местности, на стереометре рисуют рельеф, на проекторе переносят контуры и горизонтали на планшет и т.д.

 

Глава 2. Аналитический метод создания топографических планов

2.1. Аэрофотосъемка

Аэрофотосъемкой называют совокупность работ для получения аэроснимков местности. Она состоит из аэрофотосъемочных, полевых фотолабораторных и полевых фотограмметрических работ.

Аэрофотосъемочные работы включают: задание технических условий  полета и фотографирования, аэронавигационное  руководство полетом и фотографирование согласно техническому проекту.

Полевые фотограмметрические работы заключаются в регистрации материалов аэрофотосъемки и оценке ее качества.

В зависимости от угла наклона a₀ плоскости прикладной рамки аэрофотоаппарата (АФА), в котором находится экспонируемая пленка, аэрофотосъемку делят на плановую, когда a₀<30, и перспективную, когда a_о>30. Из плановой в настоящее время выделяют стабилизированную съемку, которая производится с применением гиростабилизации АФА. При этом a_0ср = 10-15'; a_0пред=45-60'. Этот вид съемки в настоящее время является основным.

По количеству и расположению аэрофотоснимков аэрофотосъемка бывает:

• кадровая (одинарная), при которой получают один или несколько не перекрывающихся между собой аэрофотоснимков;
• маршрутная, при которой получают взаимно перекрывающиеся аэрофотоснимки полосы местности вдоль линии полета;
• многомаршрутная (площадная), при которой получают взаимно перекрывающиеся аэрофотоснимки местности путем прокладки прямолинейных перекрывающихся между собой маршрутов.

По масштабу аэрофотосъемка условно подразделяется на крупномасштабную (от 1:1000 до 1:10000), среднемасштабную (мельче 1:10000 до 1:50000), мелкомасштабную (мельче 1: 50000). Аэрофотосъемка бывает черно-белая, дающая черно-белое изображение местности, цветная, при которой местность изображается в естественных или близких к ним цветах, спектрозональная, дающая изображение местности в условных цветах.

В настоящее время для аэрофотосъемки в основном используют самолеты АН-30, ИЛ-l4, АН-2 и вертолеты МИ-8, КА-8.

Аэрофотосъемку выполняют  в ясные безоблачные дни при  хороших атмосферных условиях. Маршруты должны иметь направление запад-восток или север-юг, быть непрерывными и параллельными границам съемочных участков, совпадающим с рамками трапеций топографических карт. Оси крайних маршрутов проектируют по границам съемочных участков. Маршруты должны продолжаться за границы съемочного участка на один базис фотографирования при Рх = 60 %, на два и четыре базиса при расчетном перекрытии 80 и 90 % соответственно.

Перед выполнением аэрофотосъемки подготавливают карту, на которую наносят границы участка и оси аэросъемочных маршрутов. На каждом маршруте выбирают характерные предметы местности, которые будут служить входными и выходными ориентирами при прокладывании аэрофотосъемочных маршрутов. Во время полета от аэродрома до участка самолет набирает расчетную высоту фотографирования, штурман-аэрофотосъемщик определяет путевую скорость самолета, направление ветра и другие аэронавигационные элементы. Рассчитывает выдержку, на командном приборе устанавливает расчетный интервал между экспозициями. После этого пилот выводит самолет на ось первого маршрута, штурман-аэрофотосъемщик за 1,5-2 базиса фотографирования да границы участка включает АФА, который далее работает автоматически. На расстоянии 1,5-2 базисов за границей участка штурман выключает АФА. Подобным образом прокладывают и другие маршруты. После возвращения самолёта на аэродром кассеты с экспонированной аэрофотопленкой сдают в фотолабораторию.