Technologia fotogrametrycznego sporządzania map, tras, rzek w skali 1 : 2000

Transkrypt

1 PR A C E IN ST Y T U T U G E O D E Z JI I K A R T O G R A FII Tom X X II, Zeszyt 1/50, 1975 G RA ŻYN A SK A L SK A JAN ZIOBRO : (282.2) (084.3M2) Technologia fotogrametrycznego sporządzania map, tras, rzek w skali 1 : W stęp Technologia fotogram etrycznego sporządzania m apy tra sy rzeki w skali 1 : 2000 została opracow ana w latach w Z akładzie F otogram e trii In sty tu tu Geodezji i K artografii przy w spółpracy Okręgowego P rz e d siębiorstwa Geodezyjno-Kartograficznego we W rocławiu, Państwowego Przedsiębiorstw a Fotogram etrii oraz Zarządu A dm inistracji Rzeki Odry jako użytkow nika mapy. Mapa trasy rzeki w skali 1 : 2000 ma służyć przede w szystkim jako m ateriał kartom etryczny dla celów projektow ania przedsięwzięć inżynieryjno-w odnych na rzece, takich jak regulacja rzeki, budow a urządzeń h y drotechnicznych oraz dla celów rejestracji zalewów, w ypłuczysk itd. Mapa ta m a być ponadto aktualnym podkładem mapowym dla całej rzeki. U żytkow nik m apy rzeki, czyli Z arząd A dm inistracji Rzeki Odry, w ym aga założenia w zdłuż rzeki, po obu jej brzegach, w m iejscach każdorazow o określonych przez użytkow nika, punktów poligonow ych z dokładnością: mxy = ±0,2-H0,3 m; m z = ±0,1-^0,2 m. P u n k ty te m ają służyć jako oparcie do w ykonyw ania profili poprzecznych dna rzeki oraz przekrojów poprzecznych tere n u zalewowego dla zabezpieczenia przeciwpowodziowego. W ymagane przez użytkow ników zasadnicze cięcie warstwicowe wynosi 1 m, a pom ocnicze 0,5 m. D okładność określenia wysokości p u n k tu in te r polowanego pow inna w ynosić średnio ± 20-^25 cm. W ym agane jest m ożliwie w ierne przedstaw ienie m ikroform terenu. Odnośnie podziału m apy na arkusze użytkow nik nie staw ia ry g o ry stycznych wym agań.

2 90 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro 2. Prace doświadczalne I)o opracow ania technologii sporządzenia m apy obiektu, o tak specyficznym kształcie, spełniającej życzenia użytkowników, niezbędne było w ykonanie następujących prac: ustalenie odpowiednich p aram etró w dla w ykonania zdjęć lo tn i czych, ustalenie najkorzystniejszych m etod opracow ania rzeźby i sytuacji, opracow anie m etody aerotriangulacji analitycznej szeregowej p rzy stosow anej specjalnie do opracow ań obszarów wydłużonych, ustalenie sposobu podziału m apy na arkusze, łącznie z opracow a niem odpowiednich program ów na EMC. Instrukcja opracowania m apy zasadniczej w skali 1 : 1000 i 1 : 2000 zaleca dla wykonania m apy 1 : 2000 skalę dla zdjęć lotniczych 1 : Ze względu na to, że przeciętnie opracowywany teren dla m apy rzeki w ym a ga, aby szerokość pasa nalotu wynosiła około 2,5 km, przyjęcie skali zdjęć 1 : 8000 (pas nalotu 1,8 km) w w ielu przypadkach będzie w ym agało w y konania dwóch równoległych szeregów, przy czym jeden z nich będzie w y korzystyw any do opracow ania tylko w m ałym procencie pow ierzchni zdjęcia. Bardzo korzystnym w tej sytuacji byłoby zmniejszenie skali zdjęć i objęcie jednym szeregiem większości opracow yw anych fragm entów rzeki. Wiadomo bowiem, że dw ukrotnie mniejsza liczba zdjęć obniża znacznie koszty opracowania. Zalecenie jednak w technologii w ykonyw ania zdjęć w m niejszych skalach, nie przewidywanych w instrukcjach, wymagało przeprow adzenia eksperym entów. Obiektem eksperym entalnym był typowy odcinek trasy rzeki Odry w powiecie Zielona Góra, długości około 5 km, dla którego w roku 1971 została wykonana metodą tachim etryczną m apa w skali 1 : W roku 1972 wykonane zostały dla tego obiektu zdjęcia lotnicze w skali 1: i f 152 mm. Mapę trasy rzeki powinna charakteryzować możliwie, jak dla tej skali mapy, duża dokładność opracowania wysokościowego. Jest to niezbędne dla prawidłowej rejestracji zalewów i wypłuczysk oraz dla projektow ania urządzeń wodnych. Dlatego w pracach eksperym entalnych zwrócono szczególną uw agę na ocenę opracow ania wysokościowego. Ocenie tej podlegały wykonane przez przedsiębiorstwa na obiekcie dośw iadczalnym następujące opracow ania wysokościowe m etodami: tachim etryczną, kom binow aną,

3 F o togram etryczne sporządzanie m ap tras rzek 91 analityczną (pikiety ze stekom etru), autogram etryczną. M etodę analityczną wzięto tu pod uw agę z tego względu, żeby rozpatrzyć pod kątem dokładności możliwość dostarczenia topografow i, w tra k cie wykonyw ania aerotriangulacji, w m iejscach trudno dostępnych (na przykład za w ałem), pom ocniczych pikiet określonych kam eralnie ze stekom etru. P ik iety te wniesione na fotom apę m ogłyby zaoszczędzić topografowi uciążliw ej pracy polo we j. Ocenę techniczną wyżej wym ienionych opracowań wysokościowych przeprowadzono na podstawie specjalnie założonych w terenie 14 profili kontrolnych o łącznej długości 5,3 km. W w yniku tej oceny ustalono, że metodą, która zapewnia najwyższe dokładności dla określenia wysokości punktu interpolow anego (±18 cm) oraz w izualnie n ajw iern iej odtw arza m ikroform y terenu, jest m etoda stolikow a. Ponadto dostarcza ona pro jek tan to w i cały szereg dodatkow ych in form acji, jakie zaw arte są na obrazie fotograficznym fotom apy. Stosując m etodę tachim etryczną oraz autogram etryczną uzyskuje się dokładność punktu interpolow anego ±25 cm, to jest w ym aganą graniczną wartość. Natom iast ze względu na system atyczne błędy w yrów nania aerotriangulacji, jakim i obarczone są p ikiety zaobserw ow ane na stekom etrze, nie poleca się m etody analitycznej do określania wysokości pikiet z tej skali zdjęć. W yżej podaną dokładność dla m etody autogram etrycznej uzyskać można pod w arunkiem poziomowania m odelu na podstawie wysokości punktów określonych z pom iaru terenowego (a nie z aerotriangulacji) oraz przez pom iar dodatkow ych pikiet, które należy, tak jak warstw ice opisać w tuszu. Ustalono, że również przy opracow ywaniu m etodą stolikową należy rysunek w arstw ie uzupełnić przez opisanie tuszem pom ierzonych pikiet z w yjątkiem tych, które mogą zmniejszyć czytelność mapy. Pikiety takie są bardzo pom ocne pro jek tan to w i w jego pracy i podnoszą dokładność danych w ziętych z m apy. Ze względu na dużą przydatność obrazu fotograficznego do celów projektow ych, zaleca się stosow anie fotom apy jako podkładu do opracow ania autogram etrycznego. Ocenę dokładności fotogram etrycznych opracow ań sytuacyjnych sporządzonych ze zdjęć w skali 1:10 000, uzyskano na podstawie badań dokładności fotom apy oraz na podstaw ie dokładności określenia w spółrzędnych X, y punktów sygnalizowanych drogą aerotriangulacji analitycznej. W yniki badań są następujące: średni błąd określenia odległości na podstawie fotom apy (1 : 2000) pom iędzy zidentyfikow anym i szczegółami sytuacyjnym i w ynosi ±0,27 m

4 92 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro (maxymalny 0,48 m), co stanowi w skali opracowania odpowiednio ±0,13 m m (0,24 mm), średni błąd określony na podstawie różnic pomiędzy współrzędnym i uzyskanym i z aerotriangulacji i współrzędnymi z pom iaru terenowego (poligonizacja technicza III klasy) wynosi m x = ±0,20 cm; m y = ±0,18 cm. Przedstaw iony powyżej w ynik odnośnie dokładności opracow ań sy tu a cyjnych i wysokościowych pozwala na zalecenie stosowania w technologii fotogram etrycznej skali zdjęć 1 : (f = 152 mm). Możliwe jest rów nież w yznaczanie ze zdjęć w tej skali, m etodą aerotriangulacji analitycznej, wym aganych przez użytkow nika współrzędnych x, y punktów poligonow ych usytuow anych wzdłuż brzegów rzeki. Zastosowanie do opracowań m apy zdjęć w skali 1: zamiast 1 : 8000 pozwala poszerzyć pas opracowania o 500 m, a tym samym w wielu przypadkach uniknąć w ykonyw ania dw u szeregów zdjęć. Specyficzny charakter przyrzecznych terenów zalewowych powoduje duże trudności w identyfikow aniu punktów, nadających się jako stanow i ska stolikowe do pom iaru rzeźby. Z tego względu, jak rów nież dla dostarczenia stosunkow o m ałym kosztem osnowy szczegółowej do pom iarów uzupełniających, zalecono w technologii zasygnalizowanie odpowiednio rozm ieszczonych w terenie p u n k tów i wyznaczenie ich współrzędnych x, y z aerotriangulacji oraz naniesienie ich za pomocą koordynatografu na fotom apy. W ram ach prac nad technologią opracow ana została w Zakładzie Fotogram etrii IGiK m etoda aerotriangulacji TRASA, przystosow ana specjalnie dla rozwinięcia pojedynczego szeregu zdjęć wykonanych dla obiektów w ydłużonych. Dzięki uproszczonej organizacji program ów, obliczenia w y konywane tą metodą w ym agają krótszego okresu czasu o 1/3, w stosunku do m etody aerotriangulacji blokowej. W budowane odpowiednie podprogram y um ożliw iają ponadto w szybki sposób, bez przeryw ania zasadniczego toku obliczeń, analizę, w ykryw anie i elim inow anie punktów obarczonych grubym i błędami. W ykonane obliczenia metodą TRASA i AERO- BLOK dla tych sam ych obserw acji szeregu zdjęć eksperym entalnego odcinka rzeki, w ykazały znikom e różnice m iędzy w artościam i błędów w y znaczonych z różnic pomiędzy współrzędnymi uzyskanym i z pomiarów geodezyjnych i z poszczególnych w ariantów aerotriangulacji. Błędy uzyskane z obliczeń metodą TRASA wynoszą: m x ±20 cm; m y ±18 cm; mz = ±26 cm i metodą AEROBLOK m x = ±22 cm; m y = ±14 cm; m z = ± 23 cm. Specjalnie do celów opracowania m ap tras rzek rozważono również sposób podziału m apy na arkusze. O pracow yw any obszar ch arakteryzuje

5 F otogram etryczne sporządzanie m ap tras rzek 93 się w ydłużonym n ieregularnym kształtem i zm ieniającym się ciągle kierunkiem zależnym od biegu rzeki. Rozważono 3 w ersje układu arkuszy: tradycyjną, w układzie arkuszy ściśle zw iązanych z układem w spółrzędnych, arkusze poprzesuw ane wzdłuż osi układu w spółrzędnych lewo p ra wo, góra dół w zależności od k ształtu obiektu, arkusze poprzesuw ane i poskręcane w zględem siebie tak, aby m inim alną liczbą arkuszy objąć opracow yw any obszar. Na 25 km odcinku rzeki Odry, na podstawie m apy w skali 1 : ustalono dla każdej z 3 w ersji liczbę potrzebnych arkuszy. I tak, dla poszczególnych w ersji, np. o form acie 1/2 A b liczba arkuszy wynosi odpowiednio 59, 47, 40. Ustalono, że trzecia wersja, choć wym aga użycia najm niejszej liczby arkuszy, m ogłaby spowodować trudności przy w ykorzystyw aniu tej m a py, jako części m apy zasadniczej, przez innych użytkow ników. Pozostałyby więc do zalecenia dwie pierw sze w ersje, przy czym druga w ersja w y magała opracowania sposobu uzyskania danych do program u liczącego w spółrzędne narożników arkuszy oraz opracow ania samego program u. N iezbędne te prace zostały w ykonane w ram ach om aw ianego zadania. Dla uzyskania pełniejszego rozeznania odnośnie celowości stosowania określonych m etod opracowania mapy, poza oceną techniczną, wykonano ocenę ekonomiczną. P odstaw ą tej oceny były opracow ane dla w spom nianego eksperym entalnego odcinka rzeki trzy kosztorysy sporządzenia mapy, każdy dla innej metody. Ocenianymi m etodam i były tachim etryczna, kom binowana i autogram etryczna. Przy opracowaniu kosztorysów pominięto takie czynności, ja k w stępne prace przygotow aw cze i końcowe prace r e produkcyjne. Błąd z tego ty tu łu szacuje się na około 1% całości kosztów opracowania. Ogólny błąd wykonania każdego kosztorysu szacuje się na około 10%. Rów nolegle z kosztam i obliczano pracochłonność. K ontrolę sporządzonych kosztorysów w ykonała kom petentna kom órka w P P F. W ynikowe zestawienie kosztów i pracochłonności dla poszczególnych m etod wykonano w tablicach: 1, 2 i 3. Analiza kosztów poszczególnych etapów opracowania wykazała, że w przypadku m etody autogram etrycznej, ekonom icznym jest w ykonyw a nie aerotriangulacji wtedy, gdy do opracowania stosuje się jako podkład fotomapę. A erotriangulacja dostarcza w tym wypadku poza współrzędnym i punktów do skalow ania modelu, w spółrzędnych punktów niezbędnych do spo

6 94 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro rządzenia fotom ap oraz punktów poligonizacji zakładanej wzdłuż brzegów rzeki na życzenie użytkow nika. Gdy jednak fotom apy nie będą sporządzane, ekonom iczniej jest ciągi poligonowe wzdłuż brzegów w yznaczyć m etodą geodezyjną i wykorzystać je do skalowania modeli, a nie wykonywać specjalnie do tego celu aerotriangulacji. W niosek ten w ynika z porów nania pozycji 1, 2 i 6 tablicy 2 (60 tys. zł) z pozycją 1 tablicy 3 (44,4 tys. zł). Powyższe stwierdzenia nie będą jednak aktualne, gdy wyznaczenie w spółrzędnych punktów oporowych do rozw inięcia aerotriangulacji w y konane zostanie tańszym i (o około 30%) metodami pom iaru aniżeli poligonizacja techniczna. Przeprow adzone w ram ach prac eksperym entalnych badania w ykazały, że obszar leżący na zewnątrz środkowej części stereogram u, w której znajdują się p u n k ty do skalow ania, opracow ać m ożna z dokładnością odpow iadającą w ym aganiom obow iązujących instrukcji. Należy ponadto n ad mienić, że zastosowanie fotom apy jako podkładu do opracowania autogrametrycznego wpłynie na zwiększenie kosztów (w stosunku do kosztów opracow ania podkładu tradycyjnego) o około 5 tysięcy złotych na 1 kilom etr bieżący rzeki. A naliza kosztów poszczególnych etapów opracow ania w ykazała rów nież, że ze względu na obowiązujące obecnie ceny zdjęć lotniczych nieekonomicznie jest wykonywać je dla odcinków rzeki krótszych aniżeli 15 kilometrów. Zbiorcze zestawienie kosztów i pracochłonności dla wszystkich m etod ora:z procentowe oszacowanie kosztów i pracochłonności w odniesieniu do stosow anej dotychczas m etody tachim etrycznej przedstaw iono w tab licy 4. Dane zaw arte w tablicach pokazują, że zastosowanie m etod fotogram e trycznych zmniejsza koszty opracowania m apy średnio o około 24% dla m etody kom binow anej i 41% dla autogram etrycznej, pracochłonności odpowiednio średnio o 38% i 48%. 3. Opis technologiczny Poniżej zostaną podane niezbędne dane technologiczne do sporządzenia mapy, przy czym pom inięte zostaną znane już i stosow ane podstaw o we elem enty technologii.

7 F otogram etryczne sporządzanie m ap tras rzek Metoda kombinowana Projekt lotu P ro je k t lotu należy w ykonać na podstaw ie następujących danych: 1) Skala zdjęć od 1 : 8000 do 1 : w zależności od szerokości opracowywanego obszaru. 2) Odległość obrazu w kam erze ck = 152 mm. 3) Form at zdjęć 23X23 cm. 4) Pokrycie podłużne 80%. W przypadku konieczności w ykonania w ięcej niż jednego szeregu zdjęć projektow ane pokrycie poprzeczne powinno wynosić od 30% do 60% w zależności od usytuow ania i gęstości istniejącej osnowy oraz od szerokości obiektu, 5) Oś nalotu pow inna przebiegać w zdłuż opracow yw anego obszaru Osnowa fotogrametryczna Zaleca się zastosowanie m etody aerotriangulacji analitycznej (na stereokom paratorze precyzyjnym ) do wyznaczenia współrzędnych płaskich następujących punktów: punktów poligonow ych założonych wzdłuż rzeki po obu jej stro nach, punktów, k tó re stanow ić będą podstaw ę dla zdjęcia szczegółów sytu acyjnych i rzeźby, punktów niezbędnych dla w ykonania fotom ap. Usytuowanie punktów osnowy poligonowej specjalnie zakładanej po obu stronach rzeki ma być każdorazowo uzgadniane ze zleceniodawcą. P unkty te muszą być stabilizowane znakam i trw ałym i. Dla kontroli współrzędnych tych punktów, w yznaczanych fotogram etrycznie, należy pom ierzyć w terenie co drugi bok. U sytuow anie punktów, k tó re stanow ić będą podstaw ę do zdjęcia szczegółów i rzeźby, powinno pozwalać na założenie linii pom iarowych w pobliżu sytuacji, co do której istnieje wątpliw ść jej odfotografowania. Zaleca się zakładanie takich punktów wzdłuż wałów, w odstępach około 200-r- -H300 m. P u n k ty te m ogą m ieć stabilizację nietrw ałą, pow inny m ieć n a tom iast, ta k jak p u n k ty poligonowe, opisy topograficzne. P u n k ty te zakłada się ze względu na brak na tych terenach dobrze odfotografowanych sytuacyjnych punktów. W ysokości dla punktów poligonow ych i punktów m ających być je d nocześnie osnową szczegółową, sy tu acy jn ą i wysokościow ą pow inny być

8 96 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro wyznaczone z dokładnością V klasy niw elacji lckalnego znaczenia. Punkty służące jako podstawa do rozwinięcia aerotriangulacji, czyli punkty oporowe, powinny być wyznaczone z dokładnością III klasy poligonizacji technicznej dla współrzędnych płaskich oraz V klasy niwelacji lokalnego znaczenia dla w spółrzędnej wysokościowej. P ro je k t rozm ieszczenia punktów do rozw inięcia aerotriangulacji należy w ykonać na podstaw ie p rojektu lotu z uw zględnieniem poniższych zaleceń. W przypadku opracowania pojedynczego szeregu zdjęć odpowiednią gęstość i rozmieszczenie punktów oporowych (x, y, z) ilustruje rysunek 1. i ; /2-75 stereogramów baz 4-5 baz R y s baz To znaczy na początkow ym lub końcowym stereogram ie szeregu w y magane są po trzy i dwa punkty oraz w środkowym odcinku co najm niej dwa punkty co 4-r-5 baz. Dopuszczalnym przypadkiem szczególnym rozmieszczenia punktów w środkowym odcinku szeregu jest usytuow anie ich wzdłuż osi szeregu, na przykład mogą to być pu n k ty istniejącej wzdłuż rzeki poligonizacji stereogramów Rys. 2

9 F otogram etryczne sporządzanie m ap tras rzek 97 I stereogramów Rys. 3 W przypadku opracowywania obiektu o szerokości ponad 2 kilom etry, gdy koniecznym będzie w ykonanie 2 szeregów zdjęć, rozm ieszczenie i gęstość punktów dla pokrycia poprzecznego równego 60% ilustruje rysunek 2, a dla pokrycia poprzecznego 30% rysunek 3. Uwaga: Możliwe jest również zastosowanie m etody aerotriangulacji analogow o-num erycznej stosow anej w produkcji Sygnalizacja Sygnalizow ać należy: a) istniejącą geodezyjną osnowę, b) punkty oporowe do rozwinięcia aerotriangulacji, c) osnowę, k tó ra m a być założona wzdłuż rzeki po obu jej brzegach, d) punkty, które m ają stanowić podstawę do zdjęcia m etodą stolikową sy tu acji nie odfotografow anej i rzeźby, e) główki ostróg. Zalecany kształt znaku dla sygnalizacji główek ostróg to kw adrat o długości boków równej 50 centym etrów, natom iast dla pozostałych punktów znak w ykonany z czarnej papy, z wym alowanym białą farbą (chlorokauczukową lub olejną) krzyżem o wym iarach przedstaw ionych na rysunku 4. Sposób rozmieszczenia w terenie punktów z grupy b, c, d podano w P r a c e I n s t y t u t u T o m X X II

10 98 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro j i m R ys Wykonanie zdjąć Lot fotogram etryczny powinien być wykonany wczesną wiosną lub późną jesienią oraz przy takim stanie wody, aby główki ostróg były odsłonięte Aerotriangulacja P ro je k t kam eralnej osnowy fotogram etrycznej do aerotriangulacji n a leży wykonać według dotychczas znanych zasad z zaleceniem stosowania przedstaw ionego na ry su n k u 5 rozm ieszczenia i liczby punktów p ro je k tow anych na stereogram ie. Obserwacje do aerotriangulacji należy wykonać zgodnie z opracowanym projektem, według przepisów zaw artych w Technologii wykonania obserw acji kam eralnych w procesie num eryczno-analitycznego opracow a nia bloków zdjęć lotniczych (IGiK 1972 r.). Poza punktam i do rozwinięcia aerotriangulacji należy zaobserwować w grupie punktów wyznaczanych: punkty sygnalizowane, stanowiące zakładaną wzdłuż rzeki poligonizację p u n k ty sygnalizowane, m ające stanow ić osnowę szczegółową, punkty niezbędne do wykonania fotomap. Obliczenia należy wykonać za pomocą jednego z dwóch systemów dla EMC (ODRA 1204) m ianowicie system u TRASA lub system u AERO-

11 F otogram etryczne sporządzanie m ap tras rze k 99 filii BLOK. System TRASA jest tu polecany jako bardziej ekonomiczny ze względu na krótszy czas w ykonyw ania obliczeń. Je st on opracow any w y łącznie pod k ątem obliczeń pojedynczych szeregów. słereogramy Rys. 5 W ykonanie obliczeń w/g system u TRASA m a n astępujący przebieg: 1. Taśma perforow ana z wynikam i obserw acji ze stekom etru powinna zawierać dane dla co najw yżej 15 stereogram ów obejm ujących fragm ent osnowy fotogram etrycznej o rozmieszczeniu jak na rysunku 1. Oznacza to konieczność dzielenia szeregu na m niejsze odcinki w przypadku, gdy składa się on z więcej niż 15 stereogram ów. Odcinki szeregu powinny mieć w tym przypadku nakładki w postaci w spólnych stereogram ów uzbrojonych w co n ajm n iej dw a p u n k ty rozm ieszczone n a końcach szeregu. 2. W stępne opracowanie pom ierzonych na stekom etrze w spółrzędnych tłow ych wykonać należy za pomocą program u KOR-SD przy w ciśniętych klawiszach 8 i 9 oraz z uwzględnieniem danych z kalibracji kam ery lub nom inalnych param etrów ram ki tłowej i obiektywu. 3. Rozwinięcia szeregu dokonuje się za pomocą program u AERO-S5 w edług jego opisu z uw zględnieniem obserw acji i przyjęciem param etrów : (py dop) = 0,025 mm, (dz dop) = 0,06 mm. 4. Transform ację szeregu wykonać należy za pomocą program u AERO- -T5 w edług jego opisu.

12 100 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro Wykonanie fotomap Fotomapy powinny być wykonane sposobami stosowanymi w Państw o wym Przedsiębiorstwie Fotogram etrii i zapewniać dokładność graniczną 0,4 milimetrów. Na fotomapę powinny być wniesione za pomocą koordynatografu, poza punktam i niezbędnym i do sporządzenia fotom apy, p u n k ty poligonów zakładanych wzdłuż rzeki oraz pu n k ty sygnalizowane, m a jące stanowić osnowę szczegółową, których współrzędne wyznaczono z aerotriangulacji. W zależności od wym agań użytkownika, odnośnie podziału m apy na arkusze należy stosować następujące program y: program podziału na arkusze ściśle związane z przyjętym układem w spółrzędnych prostokątnych, program SEKTRA podziału na arkusze poprzesuwane względem siebie wzdłuż osi współrzędnych. P rojekt podziału m apy na arkusze poprzesuw ane względem siebie zaleca się wykonać na mapie w skali 1: lub 1 : , układając przezroczyste szablony o form atach arkuszy tak, aby na opracowywany obiekt przypadała jak najm niejsza liczba arkuszy. Przesunięcia arkusza n astęp nego w stosunku do poprzedniego mogą być wykonywane w kierunkach lewo prawo lub góra dół. Odstęp pomiędzy ram ką arkusza a granicą obiektu nie może być mniejszy od 2 milimetrów. Po w kreśleniu rozplanowanych arkuszy na mapę, należy potrzebne w spółrzędne oraz przesunięcia odczytyw ać bezpośrednio z m apy z graniczną dokładnością graficzną 0,5 m ilim etra. Szczegółowy opis przygotowania danych znajduje się w Opisie program u SEKTRA podziału na sekcje w spółrzędnych punktów na obiektach wydłużonych. W w yniku działania program u SEKTRA otrzym ujemy: wykaz w spółrzędnych narożników arkuszy (sekcji), w ykaz w spółrzędnych punktów w podziale sekcyjnym. Projekt podziału m apy na arkusze należy wykonać kolejno odcinkami nie dłuższymi od 10 kilometrów. Poszczególne następne odcinki należy projektow ać po obliczeniu, program em SEKTRA, w spółrzędnych narożników ostatniego arkusza z odcinka poprzedniego Opracowanie rzeźby Rzeźba w terenach odkrytych i zakrytych powinna być opracowana m etodą stolikową. W zależności od w ym agań zleceniodawcy odnośnie po

13 F otogram etryczne sporządzanie m ap tras rzek 101 staci produktu finalnego, prace topograficzne w ykonać należy bezpośrednio na fotomapie lub na cjanotypie. Poza istniejącą osnową geodezyjną do opracow ania stolikow ego w y korzystać należy sygnalizowane punkty osnowy szczegółowej, których współrzędne płaskie wyznaczono z aerotriangulacji, a w spółrzędne w ysokościowe z niwelacji w terenie. Oprócz w arstw ie na fotom apie powinny być wniesione i w ykreślone w tuszu wysokości pom ierzonych pikiet, z w y jątkiem pikiet, które zaciem niają rysunek mapy Opracowanie sytuacji Szczegóły sytuacyjne odfotografowane należy uczytelnić i wykreślić na fotom apie. Szczegóły sytuacyjne nie odfotografowane należy pom ierzyć metodą dom iarów prostokątnych w oparciu o p u n k ty osnowy szczegółowej. P o m iar szczegółów sytuacyjnych powinien być wykonany z jednoczesnym ich kartowaniem. i 3.2. Metoda autogrametryczna Zdjęcia lotnicze należy w ykonać zgodnie z punktam i i Sygnalizacji podlegać będą punkty wym ienione w rozdziale przy czym punkty oporowe do rozwinięcia aerotriangulacji w przypadku jej stosow ania należy sygnalizować. W ykonyw anie aerotrian g u lacji analitycznej zaleca się w tedy, gdy w y znaczenie w spółrzędnych punktów oporow ych w ykonane zostanie tańszymi metodami o około 30% aniżeli poligonizacją techniczną. W przeciwnym przypadku opłaca się (zysk około 3 tys. zł na 1 km bieżącym rzeki) w y m aganą przez użytkow nika poligonizację wzdłuż rzeki wykonać metodą geodezyjną i skalow anie m odelu na autografie przeprow adzić na podstawie tych punktów poligonowych, o ile liczba ich nie jest m niejsza od 4 na stereogram ie. W przypadku zastosow ania aerotriangulacji obowiązywać będą w skazania podane w punktach , i Poziom ow anie m odeli należy w ykonać na podstaw ie wysokości p u n k tów pom ierzonych w terenie. Punktam i tym i powinny być 4 punkty leżące w narożnikach stereogram u oraz p u n k ty poligonowe leżące w zdłuż brzegów rzeki. W ym agane dokładności dla pom iarów geodezyjnych podano w p u n k cie

14 102 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro W trakcie opracowania wysokościowego na autografie należy zwrócić uwagę na możliwie wierne przedstawienie rzeźby terenu. W tym celu warstw ice należy uzupełnić opisanymi w tuszu, dodatkowymi pikietam i w m iejscach niewielkich naw et dolinek i wzniesień. Nie należy jednak przedstaw iać m ikrorzeźby m niejszej aniżeli 30 centym etrów w wysokości i 10 m etrów w rzucie poziomym. P om iary uzupełniające sytuacji wykonać, tak jak w punkcie P o m iary uzupełniające rzeźby m ożna w ykonać tachim etrycznie lub w p rzy padku posiadania fotom ap m etodą stolikową Uwagi końcowe Przyjęcie odpowiedniego układu odniesienia i podziału m apy na a rk u sze, jak również postać produktu finalnego, negatyw (dla m iękkiej odbitki fotograficznej z fotomapy) lub m atryca, zależy od aktualnych wym agań zleceniodawcy. Ze względu na obowiązującą obecnie najniższą cenę dla zdjęć lotniczych (bez względu na wielkość obiektu) niekorzystnym jest w ykonyw a nie ich dla odcinków rzeki krótszych aniżeli 15 kilom etrów. Granice stanu władania należy skartować na podstawie istniejących operatów dla ew idencji gruntów względnie w przypadku ich braku zasygnalizować załamania granic i opracować fotogram etrycznie zgodnie z p rzy jętą m etodą (przez określenie w spółrzędnych z aerotriangulacji i skartow anie na koordynatografie przy metodzie stolikowej lub autogrametrycznie).

15 F otogram etryczne sporządzanie m ap tras rzek 103 LITERATURA [1] Kusch M.: G ünstigste A u fn ah m em asstäb e fü r die grossm asstäb lich e K a rte n - h erstellü n g. (N ajpom yślniejsza sk ala zdjęć d la p ro d u k cji m a p w ielkoskalow ych). V erm essungs In fo rm atio n en, H eft 22 s [2] Tham P.: A erial M ap A ccuracy in P h o to g ram m etry, E u ro p an S ta n d a rd E rro r co n tra A m erican c-f acto r. (D okładność m ap w y k o n an y ch m eto d ą fo to g ra m e trii lotniczej, poró w n an ie europejskiego błęd u średniego i am ery k ańsk iego w sp ó ł czynnika c.). S vensk L a n tm a te ritisk rift 2/1968, s [3] Gnosh S. K.: P hoto (M odel) M ap Scales, (Skale zdjęć m o d elu i m ap). P h o to g ra m - m etric E ngineering, 10/1971, s [4] Bieznosikow N. G.: O pyt m a rk iro w k i opoznakow p ri k ru p n o m assztab n o j aerofototopograficzeskoj siom kie. (O dośw iadczeniu sy g nalizow ania fo to p u n k tó w dla w ielkoskalow ych pom iarów fotogram etrycznych). G eodezja i K a rto g ra fia (M oskw a), 2/1972, s [5] Antipow I.T.: S raw n ien ije razlicznych m ietodow o d n o m arszru tn o j p ro s tra n s t- w iennoj analiticzeskoj fo to trian g u lacji. (P orów nanie ró żn y ch m etod jed n o szeregow ej aero trian g u lacji). G eodezja i K a rto g ra fia (M oskwa) 10/1972, s [6] Poljakowa V. A.: Issled o w an ije tocznosti otd ieln y ch procesow analiticzeskoj a e ro fo to tria n g u la c ji m etodam i m atiem aticzesk o j sta tistik i. (B adanie dokładności oddzielnych procesów an ality czn ej a e ro tria n g u la c ji m eto d am i sta ty sty k i m a te m atycznej). G eodezja i K a rto g ra fia (M oskwa) 6/1971, s [7] Mantrow A.I.: O p y t fotogram m etriczeskogo sgusczenija plan o w o -w y so tn o w o obosnow anija dla topograficzeskoj siom ki w m assztab ie 1 : 2000 s w ysotoj sieczen ija 0,25 m. (O dośw iadczeniu fo togram etrycznego zagęszczenia osnow y sy tu a c y j- no-w ysokościow ej d la topograficznego p o m ia ru w sk ali 1 :2000 z w ysokością cięcia w arstw icow ego 0,25 m). G eodezja i K a rto g ra fia (M oskwa) 1/1973, s [8] Mantrow A. I.: O pyt stierieotopograficzeskoj siom ki w m assztab ie 1 : 2000 s w y sotoj sieczenija rie lie fa 0,25 m n a razrieżen n o m obosnow anii. i(0 dośw iadczen iu stereotopograficznego p o m iaru w sk ali 1 : 2000 z w ysokością cięcia w a rstw i cow ego 0,25 m p rzy rozrzedzonej osnow ie). G eodezja i K a rto g ra fia (M oskw a) 6/1974 s [9] Kienko Ju. P.: O pyt specjalnoj stierieotopograficzeskoj siom ki w m assztabie 1 :2000 d la p ro je k tiro w a n ija m ielioratiw now o stro itie lstw a. (O dośw iadczeniu specjalnego stereotopograficznego p o m iaru w sk ali 1 :2000 d la p ro je k to w a n ia m elioracji). G eodezja i K a rto g ra fia (M oskwa) 12/1966 s [10] Bieznosikow N. G.: O pyt so zdanija k ru p n o m assztab n y ch p łan o w stierieo to p o g raficzeskim m ietodom d la izy sk an ija lin iejn y ch soorużenij. (O dośw iadczeniu sporządzania w ielkoskalow ych m ap m eto d ą stereo to p o g raficzn ą d la p ro je k to w a n ia bu dow li liniow ych). G eodezja i K a rto g ra fia (M oskwa) 8/1974, s [11] Tjukina L.S.: O cenka stierieotopograficzeskoj siom ki m assztab a 1 : 2000 s sieczenijem rie lie fa 0,5 m. (O cena stereotopograficznego p o m iaru w sk ali 1 : 2000 z cięciem w arstw ico w y m 0,5 m). Zem. P lan. Selsk. N asel. P u n k t, i Geod., 1973/104 s [12] Seyfert M.: Z u r A nw endung d er A ero p h o to g ram m etrie im In g en ieu r-v erm essungsw esen. (O zastosow aniu a ero fo to g ram etrii w geodezji in ży n iery jn ej). V erm essu n g stech n ik 4/1967, s

16 104 G rażyna S ka lska, J a n Ziobro [13] Pütz A.: G enauigkeit und W irtsch a ftlichkeit d er grossm asstäbigen P h o to g ra m m etrie. (D okładność i Ekonom iczność fo to g ram e trii w ielkoskalow ej). Z eitsch rift fü r V erm essungsw esen 1/1959, s [14] Vanin A. G.: T echniko-ekonom iczeskije p o kazatieli razlicznych w arian tó w tiech - nologii stierieotopograficzeskoj siom ki w k ru p n y ch m assztabach. (T echniczno- -ekonom iczne w skaźniki różnych w ariantó w technologii stereotopograficznego p o m iaru w dużych skalach). G eodezja i K arto g ra fia (M oskwa) 9/1972 s [15] Bürger M.: Z u r W irtsch a ftlich k eit grossm asstäbiger K a rtie ru n g e n m it p h o to gram m etrisch en V erfahren. (O ekonom iczności w ielkoskalow ych k a rto w a ń m e to d ą fotogram etryczną). V erm essungstechnik, 6/1967, s Recenzowali: doc. Stanislaw Dmochowski, doc. dr hab. inż. Jerzy Rogowski Rękopis złożono w Redakcji w styczniu 1975 r.

17 F otogra m etryczne sporządzanie m ap tras rzek 105 Lp E tap pracy M etoda tachim etry czn a K oszt zł T ablica 1 P racochłonność godziny U m ysłow i Fizyczni P oligonizacja N iw elacja p.p. O pracow anie sytuac. w ysokościow e R azem Lp. E tap p racy M etoda k o m binow ana K oszt zł T ablica 2 Pracochłonność, godziny U m ysłow i! Fizyczni 1 W yw iad i stab ilizacja dla poligonizacji w zdłuż rzek i P o m iar fo to p u n k tó w N iw elacja p.p. i fo to p u n k tó w S y g n alizacja Z djęcia lotnicze i p r a ce fotograficzne A e ro tria n g u la c ja F otom apy O p raco w an ie to p o g raficzne R azem

18 106 G rażyna S ka lska, Jan Ziobro Metoda autogrametryczna T ablica 3 Lp. E tap pracy K oszt zł P racochłonność, godziny U m ysłow i Fizyczni 1 Poligonizacja i 2 N iw elacja p.p Sygnalizacja Z djęcia lotnicze i p r a ce fotograficzne _ 5 P o m iar z-p k t O pracow anie sy tu a - cyjno-w ysokościow e na stereo m etro g rafie i p o m iar u zu p ełn iający R azem T ablica 4 Zestawienie zbiorcze kosztów i pracochłonności M etoda p o m iaru K oszt P racochłonność złotych 1 % godzin % T achym etryczna K om binow ana A u to g ram etry czn a

19 Г РА Ж И Н А С К А Л ЬО К А Я Н ЗИ О Б РО ТЕХНОЛОГИЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВЛЕНИЯ КА РТ ТРАСС РЕ К В МАСШТАБЕ 1 : 2000 Резюме Т ехнологи я б ы л а р азр аб о тан а в лаборатории ф отограм м етрии И нсти тута геодезии и к ар то гр аф и и п ри сотрудничестве с геодези чески м и п ром ы ш лен н ы м и п редп риятиям и. К а р т а трассы р ек и в м асш табе 1 : 2000 д о л ж н а сл у ж и ть в к ач еств е к ар то м е трического м атер и ал а д л я п роекти рован и я в о д н о -и н ж и н ер н ы х м ероприяти й на реке, так и х к а к регули ровани е реки, строительство гид ротехническ и х со о р у ж е ний, а т а к ж е д л я реги стрирован и я р азл и вов, пром очен и т.д. Э та к а р т а долж н а бы ть кром е того ак ту ал ьн о й к ар то гр аф и ч еск о й основой всей реки. К ром е того потребитель к а р т ы требует р асп о л о ж и ть вдоль р ек и, на обеих её берегах, в м е стах, которы е к а ж д ы й р аз оп ределяет п отребитель, полигоном етрические п у н к ты с точностью. т ху + о,2-т-0;з ш ; ш г ±0,14-0,2 га. Э ти п у н к ты д о л ж н ы базой д л я вы п олнен и я п опереч н ы х р азр езо в дн а реки, а т а к ж е п опереч н ы х сечений территории разл и во в д л я п р ед о х р ан ен и я от н аво д нений- Р азр аб о тке техн ологи и п редш ествовали опы тны е работы на прим ерно 5 к и лом етровы м о трезке р ек и О дера, д л я которого в ы п о л н ялись аэроф отосн и м ки в м асш табе 1 :10 000, f = 152 мм. В р езу л ь тате п р овед ён н ы х тех н и ч ески х и эконом и чески х ан ал и зов бы л и определ ен ы технически е п арам етры д л я реком ен дуем ы х к прим енению техн ологи ческ и х процессов. В р ам к ах работ в области техн ологи и бы л т а к ж е р азр аб о тан м етод п ростран ственной ф о то тр и ан гу л яц и и н изш его к л асса TRA SA. Б л а го д а р я упрощ ённой орган и зац и и програм м а вы ч и сл ен и я, проводим ы е п ри помощ и этого метода, требую т м еньш его врем ени по сравнению с блочной п ространственн ой ф ототриан гуляцией. В строенны е соответствую щ ие п одпрограм м ы п озволяю т кром е того бы стро, не п р еры в ая основного хода вы числен ий, провести ан ал и з в ы я в л е н и я и и скл ю чен и я точек, обрем енённы х грубы м и ош ибкам и.

20 G R A ŻYN A SK A LSK A JAN ZIOBRO METHOD OF PHOTOGRAMMETRIC ELABORATION OF A RIVER-BED ROUTE MAP IN THE SCALE 1 : 2000 Abstract T he m ethod w as developed in the D epartm ent of P h o to g ram m etry in the In s titu te of G eodesy and C arto g rap h y in cooperation w ith geodetic p roductive en terp rises. A m ap of a riv e r-b e d ro u te on th e scale 1 : 2000 should be used as carto m etric m a te ria l fo r designing of in d u stria l stru c tu re s on riv e rs su ch as th e p la n t to reg u late a riv e r, w a te r dam ps construction and in noting overflooded and w ashed o u t lands, etc. B esides, a m ap like this should be a c u rre n t m apping displey of th e w hole riv er. In spite of th a t th e u ser of th e m ap req u ires th e location of tra n sv e rse points along th e riv er, on each bank, in places specified by th e u ser w ith the follow ing accuracy: m xy = ±0,2-f-0,3 m ; m z = ±0,14-0,2 m. These points should be used as bases fo r elab o ratio n of tran sv erse p ro files of a riv e r and cross sections of a flo od-land fo r the flood pro tectio n purposes. E x p erim en tal w orks on 5-kilom eter riv e r-b e d route, of w hich som e photos in the scale of 1 : , f = 152 m m w ere taken, preceded th e developm ent of th e above m en tio n ed m ethod. As th e re s u lt of technological and econom ical analyses technological p a ra m e te rs to be used in technological sequences w ere established. [n th e course of w orks over th e technology th e m ethod of strip aero trian g u latio n TRA SA w as also developed. D ue to sim plified p ro g ram m e arrangem ent, all calc u lations m ade w ith this m ethod, re q u ire less tim e th a n block aero trian g u latio n. B esides, in tro d u ced p ro p er subprogram m es allow to m ake analyses to d etect and elim in ate all p oints w ith gross e rro rs in a very effective w ay and w ith o u t break in g off th e process of calculation.

21 SPIS TREŚCI H EN R Y K Z. K O W A LSK I ADAM D UBIK K ieru n k i zastosow ania op ty k i św iatła spójnego i holografii w geodezji i k a r t o g r a f i i... 3 JE R Z Y ROG O W SK I B adanie dokładności p ro jek to w an y ch sieci g e o d e z y jn y c h...27 ST A N ISŁA W JA N IS Z E W S K I A n alityczna aero tria n g u la c ja szeregow a d la num erycznego opraco w an ia m apy obiektu w ydłużonego z w y k o rzy stan iem stereo k o m p a rato ra S tekom e te r i k o m p u te ra ODRA W ITOLD M IZ E R S K I F o to g ram etry czn a m eto d a p o m iaru procesów szybkozm iennych w zastosow aniu do w yznaczania stre f ro zrzu tu odłam ków skaln y ch p rzy ro b o tach s t r z a ł o w y c h JA N K O N IECZN Y O rganizacja m etod o p raco w an ia p ierw o ry su m apy zasadniczej G RAŻYNA SK A L SK A JA N Z IO B R O T echnologia fo togram etrycznego sporządzania m ap tra s rzek w skali 1 : СОДЕРЖАНИЕ Х Е Н Р Ы К 3. К О В А Л Ь С К И, АДАМ Д У Б И К Н ап р авлен и я прим енен ия оптики когерентного света и голограф и и в геодезии и к а р т о г р а ф и и... 3 Е Ж И РО ГО В С К И И сследование точности п роекти руем ы х геодези чески х сетей С ТА Н И С ЛАВ Я Н И Ш Е В С К И А н ал и ти ч еская м ар ш р у тн ая п ростран ствен н ая ф о то тр и ан гу л я ц и я для нум ерического и зготовлен и я к а р т ы удлинённого о б ъ ек та с п рим ен е нием стереоком п аратора С теком етер и ЕВМ О ДРА В И ТО Л ЬД М И ЗЕ Р С К И Ф отограм м етри чески й метод и зм ерен и я бы стро и зм ен яю щ и хся п р о цессов, прим еняем ы й д л я о п р едел ен и я ди ап озон а разброса осколков породы п ри в зр ы в н ы х р а б о т а х Я Н К О Н Е Ч Н Ы О рган и зац и я методов разр аб о тки ориги н ала основной к ар ты Г РА Ж И Н А С К А Л ЬС К А, ЯН ЗИ О Б Р О Т ехнологи я ф отограм м етрического составлен и я к ар ты трассы рек и в м асш табе 1 :

22 CONTENTS H E N R Y K Z. K O W A LSK I ADAM D U B IK A pplication of cohesive lig h t optics and holography in geodesy and carto g rap h y JE R Z Y ROG O W SK I Investig atio n s concerning th e accuracy of designed geodetic n etw o rk s 27 ST A N ISŁ A W JA N ISZEW SK I A nalytic strip a ero trian g u latio n fo r n u m erical m apping of e x ten d e d object w ith th e use of stereo co m p arato r S tek o m eter and ODRA 1204 c o m p u t e r...41 W IT O LD M IZ E R SK I P h o to g ram m etric m ethod of m easu rem en t of h ig h -freq u en cy processes to d eterm in e dispersion zones of rock m a te ria l d u rin g firin g JA N K O N IECZN Y O rganization o f m ethods for a basic m ap original sk etch elab o ratio n.. 75 GRA ŻYNA SK A L SK A JA N ZIO BRO M ethod of p h o to g ram m etric elab o ratio n of a riv e r-b e d ro u te am p in th e scale 1 :