Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Главная страница


Развитие фотограмметрии в России




Скачать 413.78 Kb.
страница2/5
Дата04.07.2017
Размер413.78 Kb.
1   2   3   4   5
Однако Государственная геодезическая и картографическая служба страны не располагала в то время приборостроительными предприятиями, способными наладить широкий выпуск сложных фотограмметрических приборов. Единичные же образцы универсальных фотограмметрических приборов, закупленные за рубежом, не могли решить задачу картографирования страны. Поэтому усилия специалистов были направлены на создание более простых способов съемки рельефа местности. Unfortunately there were no instrument-making plants at that time to start mass production of complex photogrammetric instruments to meet the demands of the State topographic survey. On the other hand, the unique samples of foreign analog photogrammetric instruments could not help with the map coverage of the country. That is why the efforts of specialists were to be focused on finding some simpler methods of ground survey. Применительно к топографическим съемкам в масштабах 1:50000 и 1:100000 с сечением рельефа 10 метров и более начало одному из упрощенных способов положил Г,Ф. Гапочко, предложивший выполнять рисовку с помощью стереоскопа. Предварительно на стереомодели необходимо было определить высоты большого числа пикетных точек, размещая их на характерных точках рельефа. Для определения высот пикетов требовалось выполнить фотограмметрическое сгущение в пределах стереопары. As concerns topographic surveys of 1:50,000 and 1:100,000 scales with contour interval minimum 10 m, one of the simplified methods was initiated by G.F. Gapochko who offered drawing contour lines by means of a stereoscope. Preliminary on a stereoscopic model it was necessary to define heights of the big number of surveying stakes, placing them on the features of the terrain relief. For definition of elevations it was necessary to conduct photogrammetric extension of control points for the stereopair. Для всего масштабного ряда задачу рисовки рельефа по паре снимков решил Ф.В. Дробышев, предложивший сравнительно простой прибор – топографический стереометр. Начало выпуска топографических стереометров на заводе «Аэрогеоприбор» относится к 1933г. Этот прибор представлял собой измерительный стереоскоп с каретками снимков и визирными марками в виде нитей. В каретки укладывались контактные отпечатки. Прибор имел коррекционные механизмы, которые контролировали взаимное перемещение кареток и измерительных нитей. При надлежащей установке коррекционных механизмов отсчет по винту продольных параллаксов оставался постоянным для всех точек стереомодели, имеющих одинаковую высоту. Исходными данными для ориентирования снимков на топографическом стереометре служили точки с известными высотами, размещенными по стандартной схеме. Затем для каждой горизонтали подсчитывался нужный отсчет по параллактическому винту и точки горизонтали отмечались на правом снимке карандашом в местах, где пространственная измерительная нить пересекала поверхность стереомодели. For all plotting scales the problem of photogrammetric contouring was solved by F.V. Drobyshev who offered rather a simple instrument - a topographic stereometer. The production of topographic stereometers was started at “Aerogeopribor” plant in 1933. The instrument comprised a measuring stereoscope with photo carriages and threads as the floating marks. The photoprints were placed into carriages. The instrument had correction mechanisms to control mutual displacement of carriages and threads. With properly adjusted correction mechanism the horizontal parallaxes screw reading remained constant for all the stereoscopic model points of equal heights. The points with the known heights, distributed in a standard scheme, served as initial data for images orientation in a topographic stereometer. Then the necessary parallax screw reading was calculated for each contour and the points of the contour were penciled on the right photograph where the spatial measuring threads crossed the surface of the stereoscopic model. Первоначально топографический стереометр предназначался для рисовки рельефа при сравнительно небольших разностях продольных параллаксов, не превосходящих нескольких миллиметров. Но позже по рекомендации М.Д. Коншина в прибор были введены дополнительные коррекционные механизмы, что раздвинуло границы области применения прибора вплоть до обработки снимков горных районов. Originally the topographic stereometer was designed for drawing relief with rather small horizontal parallax differences. But later, as recommended by M.D. Konshin, additional correction mechanisms were introduced that enhanced the application field of the instrument as far as processing images of mountainous regions. Для переноса горизонталей на плановую основу снимок с горизонталями фотографировался с уменьшением и полученный негатив затем трансформировался с помощью специального проектора. В необходимых случаях трансформирование осуществлялось по зонам. To transfer the contours to the map, the photograph was reduced and the received negative was rectified with a special projector. When necessary, rectification was conducted by zones. Для определения высот точек, необходимых для правильного ориентирования снимков стереопары на топографическом стереометре, было высказано несколько предложений. Several suggestions were made on how to determine elevations of the points for proper orientation of stereopairs by a topographic stereometer. И в настоящее время сохраняет теоретический интерес «способ прямой линии», разработанный Г.В. Романовским. Способ позволял определять высоты точек по фотоснимкам с помощью измерительного стереоскопа. Для реализации этого способа Ф.В. Дробышев предложил параллактические синусные линейки. Идея способа базировалась на положении, по которому искажения координат и параллаксов для близко расположенных точек снимков почти одинаковы. Поэтому разности координат и параллаксов таких точек можно, до некоторой степени, считать правильными. Выбирая определяемую точку рядом с прямой линией, соединяющей две исходные опорные точки, можно получить высоту определяемой точки, измерив разность параллаксов между этой точкой и ближайшему к ней пункту прямой линии, а также интерполируя на ближайший пункт высоты исходных опорных точек. “The method of the direct line”, developed by G.V. Romanovsky, is of interest even nowadays. It permitted determination of points elevation in photographs using a measuring stereoscope. F.V. Drobyshev suggested to use parallactic sine bars to realize the method. The idea of the method was based on the statement that the deformations of coordinates and parallaxes are nearly equal for closely spaced picture points. Thus the parallax and coordinate differences of such points may be considered correct to some degree. Choosing the identifiable point, close to the direct line, connecting two initial control points, one can find the height of the chosen point by measuring the parallax difference between this point and the nearest point of the direct line, as well as by interpolating the heights of the initial control points to the nearest point. Г.В. Романовский и М.Д. Коншин разработали для фотограмметрического сгущения «способ неискаженной модели». Этот способ основывался на положении, по которому в системе координат стереопары существует зависимость между поперечными параллаксами и искажениями продольных параллаксов их. Измерив поперечные параллаксы ряда точек стереопары, можно с их помощью ввести поправки в продольные параллаксы, а следовательно – получить неискаженные высоты точек. Для реализации этого способа потребовались стереокомпараторы и было налажено производство их, причем в конструкции прибора нашли отражение предложения Г.В. Романовского. Использовался также «прецизионный стереометр» Ф.В. Дробышева. Этот прибор, по сути дела, представлял собой стереокомпаратор, снабженный коррекционными механизмами. G.V. Romanovsky and M.D. Konshin developed the method of “undistorted model” to be used for photogrammetric extension of control points. It was based on the statement according to which in a stereopair coordinate system there is an interdependence between vertical parallaxes and deformations of horizontal ones. Thus, when vertical parallaxes of some stereopair points are measured, it is possible to apply corrections for the horizontal parallaxes and consequently receive undistorted heights of the points. For realisation of this method stereocomparators were required and their manufacture has been adjusted, and Romanovsky’s suggestions were used in an instrument design. «The precision stereometer» of F.V. Drobyshev was also used. This device, as a matter of fact, was conceptually identical with a stereocomparator completed with correction mechanisms. Методы прямой линии и неискаженной модели не получили большого распространения. Предпочтение было отдано варианту, разработанному в ЦНИИГАиК. Процесс сгущения по высоте распадался на множество операций. The methods of the direct line and undistorted model were not widely recognized. Preference was given to the techniques developed at the Central Research Institute of Geodesy, Aerial Survey and Cartography. The process of extension of a vertical control was partitioned into a number of operations. Прежде всего, определялись элементы взаимного ориентирования снимков по результатам измерений стереопар на стереокомпараторе. Аналитическое решение задачи взаимного ориентирования было сформулировано А.С. Скиридовым еще в 1928г. Впоследствии Г.П. Жуков дал простые формулы для решения этой задачи, пригодные для вычислений посредством таких средств, как арифмометр или логарифмическая линейка. First of all, the elements of images relative orientation were determined by means of stereocomparator measurements. The analytical solution of the relative- orientation problem was found by A.S. Skiridov as far back as 1928. Later G.P. Zhukov derived simple formulae for solving this problem, using for calculation an arithmometer or a slide-rule. Через элементы взаимного ориентирования подсчитывались угловые элементы внешнего ориентирования снимков в условной системе координат маршрута. Затем в абсциссы точек снимков вводились поправки за углы наклона снимков, для чего использовались специальные палетки, построенные для типовых фокусных расстояний и каких-то заранее обусловленных значений углов. Величины поправок, снятые с таких палеток, наложенных на снимок, уточнялись за отличие фактического угла наклона снимка от заранее обусловленного значения. В итоге таких действий исправлялись продольные параллаксы и подсчитывались высоты точек. Далее стереопары объединялись в свободную высотную сеть, которая внешне ориентировалась с одновременным устранением деформации. Положение точек в плане, необходимое для внешнего ориентирования высотной сети, давала графическая фототриангуляция. Through the elements of relative orientation angular elements of images exterior orientation were calculated in the conventional coordinate system of the strip. Then corrections for tilt were applied to abscissas of the points. Special measuring transparencies made for the typical focal distances and some preset angle values were used for the purpose. The values of the corrections taken from the transparencies overlaying the picture were specified for the difference between the actual tilt and the preset value. As a result horizontal parallaxes were got and the points’ elevations were calculated. Then the stereopairs were united into the free vertical control net, which subsequently was externally oriented with simultaneous elimination deformations. Horizontal positions of the points needed for the external orientation were achieved by graphical phototriangulation. Отработанные ранее приемы получения контурной нагрузки карты, один из вариантов сгущения по высоте, рисовка рельеф на топографическом стереометре с последующим переносом горизонталей на план стали основой для формирования дифференцированного способа аэрофототопографической съемки. Теоретическое обоснование этого способа принадлежит М.Д. Коншину и Г.В. Романовскому. Способ широко применялся более двух десятков лет, благодаря чему за это время удалось успешно завершить грандиозную задачу создания топографической карты масштаба 1:100000 на всю территорию СССР. Одновременно проводились съемки обширных районов и в более крупных масштабах. The techniques used before for receiving planimetric components of maps, one of the variants of vertical control extension, relief drawing by topographic stereometer which was followed by transferring contours onto the map provided the basis for the differential method of aerial phototopography. The theoretical basis for the method was made by M.D. Konshin and G.V. Romanovsky. The method used for more than twenty years was an aid in solving the urgent problem of making topographic map (scale 1:100,000) for the whole territory of the USSR. At the same time the surveys of the vast areas were conducted even for larger scales. Успешному картографированию содействовал и выпуск более совершенного оборудования для воздушного фотографирования и в первую очередь – аэрофотоаппаратов с широким углом зрения. Расчетам объективов для них содействовали исследования выдающегося ученого-оптика М.М. Русинова. Опираясь на открытое им в 1938г. явление аберрационного виньетирования, он нашел конструктивную схему широкоугольных объективов, обладавших малой дисторсией и улучшенным, по сравнению с прежними объективами, распределением освещенности по всему полю кадра. Production of the upgraded equipment for aerial photography, primarily, wide-angle aerial cameras, made a great contribution to mapping. Computation of camera lenses was facilitated by the research of the eminent scientist-optician M.M. Rusinov. Guided by the phenomenon of aberration vignetting (discovered by him in 1938) he worked out the construction diagram for the wide-angle lens with low distortion and improved (compared to the former lenses) illumination distribution all over the frame. Применявшиеся в то время аэрофотоаппараты фирмы «Карл Цейсс» не могли быть использованы для установки новых объективов. Поэтому в ЦНИИГАиК под руководством С.П. Шокина и Г.Г. Гордона выполнена модернизация их. В результате были созданы новые широкоугольные аэрофотоаппараты АФА ТЭ с форматом кадра 180х180мм и фокусными расстояниями 100мм и 70мм, а в последующем – даже 55мм и 36мм. Выпускались также аэрофотоаппараты и с другими фокусными расстояниями (140, 200, 350 и 500мм). The Karl Zeiss aerial cameras of that time did not suit for the new lenses. That is why they were upgraded at the Central Research Institute of Geodesy, Aerial Survey and Cartography under the supervision of S.P. Shokin and G.G. Gordon. As a result the new wide-angle aerial cameras AФА ТЭ with 180x180mm frame, focal distances 100mm and 70mm (later 55mm and 36mm) were produced. Aerial cameras with focal distances 140, 200, 350, and 500mm were also produced. Идеи, сформулированные М.М. Русиновым, были восприняты и в других странах. В 1972г. Академия наук Франции присудила ему премию Э. Лосседа. The ideas put forward by M.M. Rusinov were supported in other countries as well. In 1972 the French Academy of sciences awarded him with E. Lossed prize. Для АФА ТЭ с фокусными расстояниями 70, 100 и 200 мм была разработана стабилизирующая установка Н-55 с гироскопами. Она позволяла выдерживать углы наклона около 15´ при предельном их значении не более 1°. For АФА ТЭ with focal distances 70, 100 and 200 mm the stabilizing platform H-55 with gyroscopes was developed. It made possible standing the tilt angle of about 15’, with the limiting value of 10. Много внимания уделялось методам и приборам для определения элементов внешнего ориентирования аэрофотоснимков. К.П. Бычковский и Ю.С. Доброхотов разработали несколько моделей статоскопов. И.Л. Гиль создал радиовысотомер РВ-10, а А.И. Грузинов – радиогеодезическую систему. Much attention was paid to the techniques and devices used for the determination of the images exterior orientation elements. K.P. Bychkovsky and Yu.S. Dobrokhotov developed some models of statoscopes. I.L.Gil created radio altimeter PB-10 and A.I. Gruzinov – radiogeodetic system. Перечисленные и другие работы по совершенствованию аэросъемочного оборудования, проводившиеся под руководством Г.В. Романовского, а также применение новых самолетов и переход на инструментальное самолетовождение позволили заметно повысить качество аэрофотоснимков, а также рационализировать отдельные процессы сгущения опорной сети в плане и по высоте. Все это снижало необходимый объем полевых геодезических работ. The above mentioned and some other works on upgrading the aerial photography equipment guided by G.V. Romanovsky as well as the use of new aircrafts and the transition to the instrumental air-navigation made it possible to improve the quality of aerial photographs and rationalize some processes of horizontal and vertical control extension. All this resulted in the reduction of the field works volume. Важным событием этого периода являлась разработка В.И. Семеновым конструктивной схемы щелевого аэрофотоаппарате (1936г.). М.М. Русинов создал для него широкоугольный объектив с полем зрения 126°. В этом аппарате фотографирование производилось через узкую щель на двигающуюся фотопленку. По сути, это был предвестник будущих сканирующих камер. Таким образом, начало развитию щелевой съемки положено именно работами В.И. Семенова. В США подобные камеры появились шестью годами позже. Of great importance for that period was the construction diagram for the aerial slit-camera developed by V.I. Semyonov (1936). M.M. Rusinov designed a wide-angle lens for it, with angular field of 1260. In this camera the photographs were taken through the narrow slit to the continuously moving film. Conceptually it was the prototype of scanning cameras. Thus, it was the works by V.I. Semyonov that initiated the development of slit photography. In the USA this kind of cameras appeared only six years later. Учитывая возросшую роль фотограмметрии, основы ее как один из разделов геодезии или как самостоятельную дисциплину стали преподавать и во многих высших учебных заведениях страны (строительных, транспортных, сельскохозяйственных, горных, политехнических и др.). В некоторых из них появились кафедры фотограмметрии. На таких кафедрах постепенно сформировались самостоятельные научные школы, возглавлявшиеся первоклассными педагогами. В качестве примера можно назвать профессоров В.Я Финковского (Львовский политехнический институт), В.И. Павлова (Ленинградский горный институт), А Бухольца (Рижский политехнический институт). Кстати, А. Бухольц в 1947-1960гг. работал в Дрезденской высшей технической школе (Германия). Эти кафедры вели как академическую, так и научную деятельность, и вырастили многих специалистов. The role of photogrammetry constantly growing, its fundamentals were introduced and taught as one of the sections of geodesy or as a special discipline in many higher educational establishments of the country (those specializing in civil engineering, transport, agriculture, mining, and polytechnic). The departments of photogrammetry appeared in some of them. Little by little independent scientific schools headed by qualified scientists were formed at these departments. Professors V.Ya. Finkovsky (the Lvov Polytechnic Institute), V.I. Pavlov (Leningrad Mining Institute) and A. Bukholts (Riga Polytechnic Institute) were among them. By the way, in 1947 -1960 A. Bukholts worked in Drezden Higher Technical School (Germany). These departments were engaged both in academic and research work. Many specialists were trained by them. В 1939г. геодезический факультет Новосибирского инженерно- строительного института преобразован в Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК), впоследствии переименованный в Сибирскую государственную геодезическую академию (СГГА). Это было второе после МИИГАиК высшее учебное заведение геодезического профиля в стране. Постепенно развиваясь, НИИГАиК привел свою структуру, перечень факультетов и кафедр, а также материальную базу и преподавательский коллектив к состоянию, аналогичному с МИИГАиК. Кафедра фотограмметрии была организована в НИИГАиК в 1943г. In 1939 the faculty of geodesy of the Novosibirsk Civil Engineering Institute was reorganized into the Novosibirsk Institute of Engineers for Geodesy, Aerial Photography and Cartography (NIIGAiK), later renamed into the Siberian State Academy of Geodesy (SSGA). It was the second (after the Moscow Institute of Engineers for Geodesy, Aerial Photography and Cartography) higher educational establishment in the country specializing in geodesy. Little by little the institute arranged its structure, faculties, departments, teaching staff and material base like those in MIIGAiK. The char of photogrammetry was founded in 1943. В стране действовали также несколько техникумов (колледжей), в которых по всем геодезическим специальностям, в том числе и по фотограмметрии, подготавливались специалисты со средним техническим образованием. В производственных предприятиях, как правило, все ответственные технологические операции выполняли инженеры или техники. There appeared some colleges of specialized secondary education as well, which trained specialists in all the geodetic specialities including photogrammetry. At the production enterprises, as a rule, all the important technological operations were carried out by engineers or technicians. Новые технические средства и методы фотограмметрических работ, появлявшиеся в аэрогеодезических предприятиях Государственной геодезической службы, сразу же заимствовались организациями лесной, землеустроительной и других отраслей. Координацию исследований по применению аэрофотосъемки и фотограмметрии при изучении природных ресурсов осуществляла «Лаборатория аэрометодов», входившая в состав Академии наук СССР. Важное значения имели научные конференции («Всесоюзные совещания по аэросъемке»), которые с 1929г. регулярно проводились этой лабораторией и на которых принимались коллективные решения, определявшие направление дальнейшего развития аэрофотосъемки и фотограмметрии. New photogrammetric equipment and techniques which appeared at the aerogeodetic enterprises of the State geodetic service were adopted at once by the organisations of land and forestry management as well as in other branches. The coordination of researches on aerial photography and photogrammetry application for earth resources exploration was carried out by “Laboratory of Aeromethods”, affiliated into the USSR Academy of Sciences. Significant was the role of scientific conferences (“The All-Union conferences on aerial survey”) regularly (since 1929) held by this laboratory. Collective decisions were taken which determined the line of further development for aerial photography and photogrammetry. В период Великой отечественной войны 1941-1945гг, которую СССР вел против Германии и ее союзников и которая стала частью Второй мировой войны, важнейшей задачей аэрофотосъемки и фотограмметрии было обеспечение советской армии достоверными картами и фотоснимками на фронтовую полосу и оборону противника. Военно-топографическая служба страны успешно справилась со своими обязанностями и ей принадлежит немалая заслуга в достижении победы. During the Great Patriotic War (1941-1945), which the USSR waged against Germany and its allies and which became the part of the World War II, the most important problem faced by aerial photography and photogrammetry was providing support to the Soviet army with reliable photographs and maps both of the front zones of action and the enemy’s defended localities. The military topographic service of the country was successfull in implementing the task, thus making a great contribution to the victory. В послевоенный период основной топографической картой страны была избрана карта масштаба 1:25000, а для ряда районов страны – карта масштаба 1:10000. При этом для равнинных районов предусматривалась высота сечения рельефа 1м. Дифференцированный способ аэрофототапографической съемки не мог обеспечить точность, установленную для таких карт. Поэтому внимание ученых-фотограмметристов обратилось на универсальные фотограмметрические приборы. In the after-war period the basic topographic map of the country was chosen that of 1:25000 scale, and for some regions it was 1:10000. At that, the contour interval for the flat areas was 1 meter. The differential method of aerial surveying could not ensure the accuracy required for this type of maps. That made the scientists involved in photogrammetry to draw attention to the analog plotting instruments. universal photogrammetric devices.
1   2   3   4   5