ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ГОРОДСКОГО КАДАСТРА И ГЕОДЕЗИИ

Дисциплина: Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Инвентаризация земель. Технологическая схема изготовления топографического плана масштаба 1: 1000 с использованием материалов аэрофотосъемки»

Руководитель: к.т.н., доцент Крутов Н.Г.

Исполнитель: ст. гр. ФЭГК-31

Малышева Н.Н.

Вологда

2007

ЗАДАНИЕ

На курсовую работу по дисциплине «Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий» для специальности 120303 «Городской кадастр».

Тема: «Инвентаризация земель. Технологическая схема изготовления топографического плана масштаба 1:1000 с использованием материалов аэрофотосъемки».

Материалы по курсовой работе:

- фрагмент фотоплана (увеличенного фотоснимка) масштаба 1:3600;

- устаревшие мелкомасштабные топографические карты, планы различных масштабов.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

1. Введение (освещается роль и содержание арогеодезических работ при решении важной государственной задачи по инвентаризации земель).

2. Создание технологической схемы изготовления фотопродукции согласно назначению в техническом задании. Технологическая схема изготовления фотопродукции должна отражать основные этапы создания; расчет оптимальных параметров аэрофотосъемки; составление проекта с технико-экономическим обоснованием; полевая маркировка опорных точек; планово-высотное сгущение; фототрансформирование; изготовление планов; дешифрирование; создание контурных планов; рисовка рельефа; создание топографических планов.

Намеченную технологию производства топографической продукции согласно техническому заданию разработать детально с учетом полевых и камеральных работ и показать графически последовательность выполнения всех процессов и их взаимосвязь.

Кратко изложить сущность каждого процесса (виды работ, способ обработки, используемые инструменты, приборы, материалы, квалификация исполнителя), а также перечислить требования точности выполнения отдельных процессов и способы контроля. Наметить организацию работ с расчетом кратчайших сроков выпуска готовой продукции.

Обосновать целесообразность разработанной технологической схемы.

3. Инвентаризация земель.

Произвести инвентаризацию земельных угодий на фрагменте фотоплана (увеличенного фотоснимка), разбив территорию на земельные участки согласно инструкции, определить площади, произвести анализ городских земель согласно классификатору по характеру их использования.

Содержание

Введение

1. Создание технологической схемы создания плана

1.1 Государственное геодезическое обеспечение

1.2 Подготовительные работы

1.3 Выбор элементов съемочной системы и основных параметров аэрофотосъемки

1.4 Параметры аэрофотосъемки

1.5 Полевая маркировка

1.6 Технико-экономическое обоснование

1.7 Аэрофотосъемка

1.8 Плановая привязка аэрофотоснимков

1.9 Фототриангуляция

1.10 Трансформирование аэрофотоснимков

1.11 Дешифрирование при стереоскопической съемке

1.12 Изготовление фотопланов

2. Инвентаризация городских земель

Заключение

Список используемых источников

Приложение А. Справочный материал

Приложение Б. Фрагмент фотоплана (увеличенного фотоснимка) масштаба 1:3600

Приложение В. Баланс площадей землепользований

Введение

В нашей стране в связи с переходом к рыночным формам экономики и введением собственности на землю создание фотопланов и контурных планов для целей кадастра не утратило своей значимости. В современных условиях бурное развитие отраслей народного хозяйства требует создания и обновления большого количества топографических карт, планов и специализированных карт.

Наиболее быстрым и достоверным способом создания и обновления топографических карт и планов является аэрофототопографическая съемка - составление карт фотограмметрическими, стереофотограмметрическими методами по аэрофото- и космическим снимкам.

Целью курсовой работы по теме «Инвентаризация земель. Технологические схемы изготовления топографического плана масштаба 1:1000 с использованием материалов аэросъемки» является закрепление и углубление теоретических знаний, методов и технических средств современной фотограмметрии, приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы при решении специальных кадастровых задач.

В настоящей курсовой работе рассмотрим создание технологической схемы изготовления топографического плана масштаба 1:1000 и проведем инвентаризацию земель.

1. Создание технологической схемы изготовления плана

Составление различных планов для нужд городского кадастра может выполняться аэрофотогеодезическими методами.

При выборе технологической схемы следует учитывать три основных фактора:

1. выпускаемый план по точности должен отвечать требованиям действующих инструкций;

2. стоимость выпускаемого плана должна быть минимальной;

3. организация работ должна обеспечивать выпуск планов в кратчайшие сроки.

Немаловажную роль играют и такие факторы, как вид конечной продукции, наличие специального оборудования и соответствующих кадров, топографический характер снимаемого объекта и его размеры, технические условия выполнения аэрофотосъемочных работ и др.

Перед производством аэрофототопографических работ разрабатывается технологическая схема, определяющая очередность и взаимосвязь различных видов работ. Особенностью технологической схемы является выбор масштаба, высоты сечения рельефа, физико-географические условия, сроки изготовления, обеспеченность инструментами и приборами, конечная стоимость изготавливаемой продукции. В дальнейшем технологическая схема используется в процессе разработки проектов выполнения отдельных видов работ, при финансировании работ и графиков выполнения работ. Технологическая схема разрабатывается на основе исходных данных, приведенных в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные

Наименование	Исходные данные
Площадь участка, кв.км	745,2
Масштаб топографического плана	1:1000
Сечение рельефа, м	1,0
Метод изготовления плана	Контурная съемка
Наименование	Исходные данные
Площадь одной съемочной трапеции, кв.км.	3,73
Число съемочных трапеций на участке съемки	200
Абсолютные высоты местности, м
Zmin	200
Zmax	220
Существующие топографо-геодезические материалы: а) масштаб плана (карты) б) сечение рельефа в (м)	1:5000 1,0
Назначение использования материалов аэрофотосъемки	Изготовление топографического плана 1:1000
Фрагмент топографического плана (снимка)	1:3600

Технологическая схема изготовления топографического плана

Рис. 1 - Технологическая схема изготовления топографического плана

1.1 Государственное геодезическое обеспечение

Для производства аэрофотосъемки необходимо иметь на местности сеть закрепленных точек с известными пространственными координатами. В качестве такой сети (плановое обоснование) могут выступать Государственные геодезические сети триангуляции и полигонометрии 1,2,3,4 классов, а также сети сгущения 1 и 2 разрядов (плановые сети сгущения подразделяют на сети триангуляции и полигонометрии).

В качестве высотного обоснования могут использоваться государственные нивелирные сети I, II, III, IV классов, высотные сети сгущения создаваемые методами геометрического и тригонометрического нивелирования.

1.2 Подготовительные работы

Подготовительные работы входят в комплекс камеральных работ при стереотопографической съемке. На этом этапе работ осуществляется сбор существующих карт, справочников, географических и метеорологических описаний и других материалов; изучение материалов аэрофотосъемки и полевых топографо-геодезических работ, рабочее проектирование и подготовка исходных данных. На их основе определяются параметры аэрофотосъемки и технология основных видов работ.

До начала полевых работ по аэрофотосъемке составляется проект съемочного обоснования и маркировки опознавательных знаков. Для составления рабочего проекта используют топографические планы масштаба 1:5000, а также материалы аэрофотосъемки прошлых лет.

1.3 Выбор элементов съемочной системы и основных параметров аэрофотосъемки

Технические условия аэрофотосъемки определяются расчетными величинами параметров аэрофотографирования (высотой, масштабом фотографирования, фокусным расстоянием аэрофотоаппарата) и значениями продольного и поперечного перекрытий. Кроме того, для данного объекта подбирается время аэрофотографирования, тип аэропленки и светофильтров, скорость полета самолета, продолжительность выдержки, выявляется необходимость тех или иных специальных приборов и т.д. По затратам времени и средств удельный вес аэрофотосъемки в общем комплексе аэрофотогеодезических работ небольшой, но правильность выбора технических условий аэрофотосъемки, качество выполнения этого вида работ решающим образом влияют на стоимость и качество конечной продукции.

Основными факторами, определяющими технические условия аэрофотосъемки, являются вид окончательной продукции и выбранная технологическая схема ее изготовления.

При выборе технических условий аэрофотосъемки следует руководствоваться современными данными, характеризующими технические средства, используемые в летных отрядах. Так, например, абсолютная высота фотографирования ограничена пределом от 200 до 8000 м, применяемые фотоаппараты имеют фокусные расстояния 70, 100, 140, 200, 350, 500 и 1000 мм, наиболее распространенные форматы кадра 18Ч18 см, в настоящее время применяется формат 23Ч23 см, реже 30Ч30 см.

Для создания полноценных топографических планов по материалам аэрофотосъемки немаловажное значение имеет вопрос о выборе времени производства аэрофотосъемочных работ. Время и дата производства аэрофотосъемки должны быть определены не только на основе учета качества ясных солнечных дней, наличия атмосферной дымки и др. требований, но и путем тщательного изучения всего комплекса географических условий изучаемой территории и их изменений по времени года.

В нашем случае достаточно изготовить контурный план, так как по исходным данным нет необходимости показывать рельеф и его можно перенести с плана прежней съемки. Такой вариант экономически выгоден, так как рисовка рельефа (с использованием стереотопографических методов и тем более полевая наземная) – процесс весьма дорогостоящий.

Порядок выполнения: При изготовлении фотопланов крупных масштабов (в данном случае 1:00) используется технология «аэрофотоснимок-планшет», предусматривающая фототрансформирование с большим коэффициентом трансформирования аэрофотоснимков Кt>4, поскольку в этом случае уменьшается число фотоснимков.

Найдем коэффициент последующего увеличения фотоизображения по формуле:

К = d/(0,6×l ) (1)

где d – расстояние между центрами смежных по ряду трапеций в заданном для изготовления фотопланов масштабе 1:М;

l – длина стороны аэронегатива.

Примем для нашего случая ширину рамки трапеции в заданном масштабе 1:М = 1:5000 составляемого фотоплана d = 50 см, размер стороны аэронегатива l = 18 см, тогда

К = 50/ (0,6×18)= 4,6

Знаменатель масштаба фотографирования находим по формуле (2):

m = K×M

m = 4,6×5000 =23000

Определим отметку средней секущей плоскости для участка съемки:

Zср= (3)

где и - максимальная и минимальная отметки точек на участке.

Zср= = 210 м;

Вычислим максимальное превышение в пределах съемочного участка над секущей плоскостью:

h = (Zmax – Zmin)/2 (4)

h = (220-200)/2 = 10 м.

Произведем расчет необходимых параметров.

Необходимо подобрать наиболее целесообразное сочетание масштаба аэрофотографирования 1:М, высоты фотографирования H, фокусного расстояния аэрофотоаппарата для данного варианта задания, учитывая характер конечной продукции, намеченную технологию изготовления плана и данные таблиц. Выбранные параметры должны обеспечить возможность изготовления плана заданной точности с минимальными затратами средств на аэрофотосъемку.

1. Высоту фотографирования Н и фокусное расстояние f подбираем согласно равенству Н=f×m с таким расчетом, чтобы величина f получила стандартное значение, а абсолютная высота фотографирования Но не превышала существующего предела. Так как съемка среднемасштабная (1:23000) то выбираем Но = 8000 м (самолет АН-30).

Тогда f = (8000×1000)/23000=348 мм.

Ближайшее возможное фокусное расстояние f = 350 мм, при котором высота равна 8050 м, что превышает максимальную высоту. Поэтому принимаем f=200 мм, тогда H=200×23000=4600 м.

Аэрофотосъемку местности можно будет произвести с превышением над уровнем моря до 4600 м.

Таблица 2 Взаимосвязь параметров аэрофотографирования.

Масштаб плана (карты)	Масштаб аэрофотографирования при контурной съемке	Фокусное расстояние аэрофотоаппаратов (формат негатива 18Ч18 см)
1 : 1000	До 1 : 8000	140,200,350,500,1000

2. Определим

а) среднюю высоту фотографирования для данного участка по формуле:

Нср =f×m = 4600 м

б) абсолютную высоту фотографирования:

На = Нср + Zср = 4600+210 = 4810 м.

3. Определяем взаимное перекрытие аэрофотоснимков.

Продольное перекрытие (Рх)- это взаимное перекрытие смежных аэрофотоснимков одного маршрута.

Поперечное перекрытие (Ру)- это взаимное перекрытие аэрофотоснимков двух смежных маршрутов.

Выберем продольное перекрытие Рх=80 %, так как технологическая схема предусматривает использование большого коэффициента увеличения.

Максимальное продольное перекрытие находим как:

h/ Нср=10/4600=0,002; 0,002<0,2, значит Рх max=83 %

Поперечное перекрытие равно:

Ру=35+65×h/Hср = 35%

4. Определим рабочую (полезную) площадь снимка, ограниченную средними линиями перекрытий по формулам:

bx= , мм

(5)

by= ,мм

где l – размер стороны аэрофотоснимка в мм;

bx – продольный размер рабочей площади в мм;

by – поперечный размер рабочей площади снимка в мм

b x==36 мм

by = =117 мм

5. Определим размеры рабочей площади снимка на местности по формулам:

Вх = bx×m

Вy= by×m (6)

где Вх – сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности, параллельная направлению съемочных маршрутов, базис воздушного фотографирования, выраженная в м. и км.;

Вy – сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности, расстояние между съемочными маршрутами, выраженная в м. и км.

Вх=0,036×23000 = 828 м = 0,828 км

Вy= 0,117×23000 = 2691 м = 2,691 км

6. Рассчитаем максимальную выдержку, при которой практически не будет смаза изображения:

t= , сек (7)

где W – путевая скорость самолета, м/с

АН-30: t = 10-4×1000/125 = 1/1250 c

7. Рассчитаем интервал воздушного фотографирования:

Τ= (8)

τ = 828/125= 6,6 с

8. Вычисляем погонный километраж- длину пути самолета при проведении съемки участка по формуле:

Ls=1,2×S/By (9)

Ls=1,2×745,2/2,691=332,3 км.

9. Рассчитаем число аэрофотосъемочных маршрутов для производства аэрофотосъемки для одной трапеции:

К= (10)

где Ly – размер рамки трапеции, Ly = 2500 м.

К = 2 маршрут.

10 . Рассчитаем число аэрофотоснимков в маршруте одной трапеции:

n= (11)

где Lх – размер рамки трапеции, Lх = 2500 м.

n =6 снимков

11. Общее число аэрофотоснимков в одной трапеции равно

N=n×K (12)

N= 6×2=12 шт.

12. Общее число аэрофотоснимков для 200 трапеций равно 2400.

13. Вычисляем расчетное время необходимое для полета равняется:

Тs= (13)

АН-30: Тs=332,3/450= 0,74 часа

Для 200 трапеций Тs=44,4 минуты

Из таблицы находим допустимый угол наклона плоскости снимка, который равен 23' при точности определения площади с точностью 1/100.

1/t			140	200	350	500	1000
1/100	100%	100	16'	23'	40'	1°	1,5°
	bxby	70	23'	33'	1°	1°20'	2°40'

14. Для аэрофотосъемки выбираем аэрофотоаппарат АФА-ТЭ-200МС, f=200, угол поля изображения 2β=65, максимальная дисперсия 0,02, разрешающая способность в центре снимка 40 лин/мм, на краю – 25 лин/мм.

Пленка изопанхроматическая И-18-100.

Возьмем размер стороны аэронегатива, равного 30 см. Тогда К = 2,8.

Несомненно экономически выгоднее осуществлять изготовление фотопланов с коэффициентом трансформации аэроснимков К>4, поскольку в этом случае уменьшается число используемых аэрофотоснимков.

Заносим результаты вычислений в таблицу

1.4 Параметры аэрофотосъемки

f , мм	1/ m	Нср	Р x	Py	bx, мм	b у, мм	Вх, км	В y , км
200	1:23000	4600	83 %	35 %	36	117	0,828	2,691
Ls , км	К	n	N	Т S , час	T сек	τ
332,3	2	6	12	0,74	1/1250	6,6

Самолет	Скорость, км/ч	Стоимость, у.е.
АН-30	450	231012

1.5 Полевая маркировка

При создании планов крупных масштабов, когда масштаб аэрофотосъемки выбираем значительно мельче масштаба создаваемого плана и когда повышаются требования к точности опознавания на аэрофотоснимках точек геодезического обоснования, рекомендуется, согласно инструкции по топографической съемке предусмотреть маркировку точек геодезического обоснования.

Маркировку производят перед аэрофотосъемкой с минимальным разрывом во времени.

1.6 Технико-экономическое обоснование

Основанием для выполнения топографо-геодезических работ служит техническое задание и технический проект или программа работ.

Технический проект (программа) является документом определяющим содержание, объем, трудовые затраты, сметную стоимость, основные технические условия, сроки и организацию выполнения проектируемых работ.

Технический проект должен предусматривать полный комплекс работ, необходимых для создания топографических планов, удовлетворяющих требованиям технологических инструкций.

Технический проект содержит текстовую, графическую и сметную части.

Составление технического проекта поручается наиболее квалифицированным специалистам. По каждому виду полевых и


29-04-2015, 01:02