ЛЕКЦИЯ 1 l l Введение Историческая справка о

ЛЕКЦИЯ 1 l l Введение Историческая справка о развитии архитектурной фотограмметрии. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ОБМЕРНЫХ РАБОТ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В АРХИТЕКТУРЕ Общие принципы съемки l Контактные методы выполнения обмеров l Метод линейныхизмерений l Метод прямоугольных координат l Метод непосредственной линейной засечки l Геодезические методы измерений l Неконтактные методы съемки l Общие принципы неконтактных методов съемки

Контактные методы измерений Метод линейных измерений Метод непосредственных линейных измерений применяется на сооружениях, имеющих простую форму без криволинейных поверхностей, и позволяющих по своим размерам выполнить непосредственные линейные измерения. Измерения данным методом выполняются, как правило, одной рулеткой без применения других средств измерений. Метод прямоугольных координат Данный метод применяется при выполнении обмерных работ небольших архитектурных элементов сложной формы, например элементов скульптур. Фиксирование формы объекта выполняется при помощи гипсовой маски, наиболее удобно такую маску делать по методике папье-маше. Для определения координат характерных точек объекта необходим специальный прибор координатометр.

Координатометр, конструкция одно из них приведена на рис. 1. 4. Координатометр состоит из рамы 4, имеющей две шкалы 3 по оси Y. По раме в направлении оси Y перемещается каретка 5 со шкалой по оси X, 8. На каретке 5, перемещается по оси X каретка 6 c вертикальным штоком 9, имеющим шкалу 7 по оси Z. Координатометр 1. Объект. 2. Стойки. 3. Шкала по оси Y. 4. Рамка. 5. Каретка по оси Y. 6. Каретка по оси X. 7. Шкала по оси Z. 8. Шкала по оси X. 9. Измерительный шток. Маска укладывается на горизонтальном столе под координатометром. Стол и рама координатометра горизонтируются при помощи накладного уровня. Последовательно перемещая каретки, штоком 9 выполняется измерение значения координаты Z, фиксируя при этом значения координат X и Y. По полученным координатам строится изображение объекта

Метод непосредственной линейной засечки Данный метод применяется в том случае, если у исполнителя отсутствует координатометр объект имеет относительно небольшие размеры, например отдельный архитектурный элемент сооружения. На объекте намечаются несколько опорных точек (не менее 3 -х). На рис. 1. 5 это точки A, B, C. Измерителем измеряются расстояния между этими точками и, решая данный треугольник, на его основе формируется координатная система ОX, OY, OZ. Для получения координаты контрольной точки, например точки 4, измеряются расстояния между опорными точками A, B, C и точкой 4. Координаты X 4, Y 4, Z 4 точки 4 определяются, решив систему уравнение относительно искомых координат 2 DA - 4 = ( X A - X 4 ) 2 + (YA - Y 4 ) 2 + ( Z A - Z 4 ) 2 ; 2 DB - 4 = ( X B - X 4 ) 2 + (YB - Y 4 ) 2 + ( Z B - Z 4 ) 2 ; 2 DC - 4 = ( X C - X 4 ) 2 + (YC - Y 4 ) 2 + ( Z C - Z 4 ) 2. В данной системе неизвестными являются координаты искомой точки (X 4, Y 4, Z 4), все остальные элементы известны, следовательно, данная система легко решается. Получив таким образом координаты характерных точек, строится изображение или модель объекта.

Геодезический метод измерений Данный метод может применяться для любых объектов, где возможно установить рейку и геодезический прибор. На рисунке показано использование теодолита и вертикального проектирования для определения линейных параметров объекта. Съемка горизонтальных поверхностей может осуществляться при помощи нивелира, предварительно наметив на снимаемой поверхности контрольные точки.

Неконтактные методы съемки Общие принципы неконтактных методов съемки К неконтактным методам съемки относятся методы, при которых съемка осуществляется без непосредственного контакта средства измерений или его элемента со снимаемым объектов. В зависимости от способов дистанционного определения координат характерных точек объекта можно выделить следующие способы съемки: Фото телеспособ. Способ угловой засечки. Локационный способ. Фототелеспособ Выполнив фотосъемку данного объекта, получаем изображение этого объекта на фотоматериале. По координатным меткам снимка определяются фотограмметрические координаты xi, yi характерных точек объекта. Однако, полученный снимок не является ортогональной проекцией объекта, а представляет собой его центральную проекцию. Для приведения снимка к ортогональному виду и к заданному масштабу он должен быть преобразован, т. е. развернут, уменьшен или увеличен.

Преобразование снимков выполняется по специальным опорным точкам I, III, координаты XI, YI, ZI которых определяются геодезическими методами. Наложив опорные точки, по координатам и преобразовав полученное фотоизображение таким образом, чтобы опорные точки, наложенные по координатам, совместились с одноименными точками снимка, получим масштабированное изображение объекта в центральной проекции. Преобразование изображения центральной проекции в ортогональную представляет собой сложную проблему, которая может решаться на специальных приборах стереоскопическим методом или аналитическим способом, восстанавливая аналитически связку лучей, которые были в процессе съемки.

Способ угловой засечки основан на угловых измерениях, выполняемых теодолитом, с опорных точек, размещенных вне сооружения. Однозначное определение координат характерных точек объекта возможно, если выполнить угловые измерения с двух опорных точек (концов базиса), между которыми измерено расстояние. Данный способ применяется в основном для определения координат опорных точек и при съемках объектов, которые не могут быть обмерены другими способами, например фотоспособом. Рассмотрим основной принцип способа засечек. На некотором расстоянии от здания закреплены две точки базиса, точки А и B. Расстояние S между этими точками измеряется стальной поверенной рулеткой. С концов базиса с точек А и B на контрольную точку P, расположенную на сооружении, теодолитом измеряются горизонтальные углы , и вертикальные углы n. A, n. B. Плановые координаты точки P могут быть получены по формулам Юнга X A ctgÐB + X B ctgÐA + YA - YB ; ctgÐA + ctgÐB Y ctgÐB + YB ctgÐA + X B - X A YP = A. ctgÐA + ctgÐB XP =

Для упрощения приведенного выражения можно использовать условную систему координат, начало которой будет в точке A, ось X будет направлена по линии AB, тогда рассмотренная ниже формула примет вид S sin ÐB cos ÐA ; sin(ÐA + ÐB) S sin ÐB sin ÐA =. sin(ÐA + ÐB ) U XP = U YP Координата Z точки P определяются по формулам тригонометрического нивелирования S sin ÐB tgn A + i A ; sin(ÐA + ÐB ) S sin ÐA ZP = ZB + tgn B + i B. sin(ÐA + ÐB ) ZP = Z P = 0. 5 Z A + S sin ÐB S sin ÐA tgn A + i A Z B + tgn B + i. B. sin(ÐA + ÐB ) Локационный способ основан на определении расстояний до измеряемых элементов при помощи электронных приборов измерений расстояний, основанных на фиксировании отраженного луча. В настоящее время выпускаются целый ряд электронных рулеток, базирующихся на свето и ультразвуковой локации. Данный способ имеет ограниченное применение, так как он требует, чтобы поверхность, до которой выполняется измерение, была перпендикулярна направлению луча. Однако бывают случаи, например, при выполнении обмеров в помещениях, когда данный способ съемки является наиболее оптимальным