Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Проектирование дорог

Аэрофотоизыскания на автомобильных дорогах


Аэрофотоизыскания на автомобильных дорогах

В процессе изысканий автомобильных дорог при отсутствии подробных крупномасштабных карт в малоосвоенной горной и сильно пересеченной местности, на переходах рек, в условиях пустынь и полупустынь и т. д. с успехом может быть применена аэроразведка и аэрофотосъемка.

Дешифрирование (работа по опознаванию на снимках изображений местности) и фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков позволяют в значительной степени сократить сроки, уменьшить трудоемкость и стоимость изыскательских работ. Рассматривая через стереоскоп составленные из аэрофотоснимков стереоскопические пары, можно ‘подробно изучить местность района, наметить возможные варианты направлений трассы будущей дороги, выбрать наиболее удобные места преодоления естественных препятствий, произвести оценку геологических, почвенно-грунтовых и гидрологических условий местности.

При аэроразведке и аэрофотосъемке удобно пользоваться легким самолетом или вертолетом. Последний особенно удобен, так как позволяет подробно осмотреть отдельные участки с небольшой высоты при малой скорости полета и даже допускает высадку членов рекогносцировочной группы.

Начальник изыскательской партии, находясь на борту самолета, осматривает местность и зарисовывает кроки на заранее подготовленный планшет. На этом планшете перед полетом наносят с карты основные ориентиры: населенные пункты, реки, озера, горные хребты и т. д. Кроме того, на планшет от руки наносят подробности рельефа и ситуации, характерные для ориентировки на местности и существенные для выбора направления трассы. Для облегчения ориентировки и нанесения расстояний на планшете чертят сетку квадратов со стороной 0,5—1,0 км в масштабе планшета.

Изучение участков трассы с высоты более наглядно, чем на местности. Визуальная оценка местности позволяет определить участки, где может потребоваться прокладка трассы с предельными продольными уклонами, где следует применять минимальные радиусы горизонтальных кривых, где имеются естественные природные препятствия для трассирования, требующие крупных искусственных сооружений и сосредоточенных земляных работ.

Наблюдения с самолета позволяют определять положение и форму болот, разделять их по условиям проходимости, а также выявлять гравийно-песчаные и скалистые грунты, осыпи, оползни, овраги и др.

Рекогносцировочные полеты производятся между контрольными точками, указанными в задании на проектирование дороги. Общее направление трассы может быть установлено при полетах на высоте 500—800 м со скоростью 100—150 км/ч. Детальные обследования по выбранным направлениям (вариантам) выполняют с высоты 50—300 м при скорости 30—70 км/ч. В процессе рекогносцировочных полетов целесообразно фотографировать выборочно отдельные участки местности и отмечать места, где могут потребоваться дополнительные наземные обследования. По выбранному направлению делают маршрутную аэрофотосъемку.

Для рекогносцировочных изысканий рекомендуется применять аэрофотосъемку в масштабах 1:30 000 — 1:10 000. Могут быть использованы имеющиеся аэрофотоснимки подходящего масштаба, выполненные для других целей. Для подробных изысканий, а также для рабочего проектирования при двухстадийном проектировании масштаб съемки назначают в пределах 1:10 000 — 1:3000, поэтому целесообразно выполнять съемки одновременно двумя фотоаппаратами с разными фокусными расстояниями.

Аэрофотосъемку выполняют следующим образом: по выбранному направлению устанавливают ориентиры, по которым летчик ведет самолет. На самолете закрепляют аэрофотоаппарат с вертикальной оптической осью. Находящийся на самолете оператор наблюдает за приборами и дает указания пилоту. Крен самолета не должен превышать 3—5°, при котором вертикальность оптической оси обеспечивается гироскопической установкой фотоаппарата. При съемке пилот должен вести самолет по возможности на постоянной высоте, не сбиваясь с курса.

Чтобы при съемке охватить всю местность без перерывов, а затем из снимков смонтировать фотоплан, необходимо фотографировать с перекрытием. Это позволит на каждой паре смежных снимков опознать и совместить однородные точки местности. Обычно перекрытие назначают на 60%, чтобы, кроме того, иметь возможность при обработке снимков изотовить стереопары. Для этого частота снимков должна быть увязана с размером пленки или негатива и скоростью полета.

На современных аэрофотоаппаратах съемка и перематывание пленки выполняются автоматически.

По полученным фотоснимкам приготовляют контактные отпечатки и на них производят дешифрирование. Оно облегчается при рассмотрении в стереоскоп взаимно перекрывающихся частей двух смежных аэрофотоснимков.

В первую очередь дешифрируют наиболее важные характеристики основных объектов и элементов местности, затем второстепенные детали.

Дешифрирование контуров и местных предметов ведут в условных знаках по стереопарам, составленным из контактных фотоотпечатков, рассматривая их через зеркальный стереоскоп или топографический стереометр.

Лучшие результаты получаются при фотографировании на цветную мелкозернистую или спектрозональную пленку, однако и при обычной черно-белой пленке можно получить удовлетворительные результаты.

При дешифрировании широко используется метод эталонов, при котором небольшую часть маршрута дешифрируют, сличая снимки с натурой, выявляя отсутствующие данные закладкой шурфов, прикопок и т. п., а затем полученные результаты распространяют на всю площадь и фотоснимки дешифрируют камерально.

В первую очередь дешифрируют наиболее важные характеристики основных объектов и элементов местности, определяющие положение дороги и ее сооружений. Второстепенные детали дешифрируют уже вдоль намеченных конкурирующих вариантов трассы.

Рис. 1. Пример топографического дешифрирования:
1 — пашня; 2— лиственный лес; 3—кустарник; 4 — населенный пункт; 5 — автомобильная дорога; 6 — река; 7 — грунтовая дорога; 8 — полевая дорога; 9 — тропа; 10— луг

Рельеф местности при рассмотрении стереопар легко дешифрируется; при этом, рассматривая стереопары на топографическом стереометре (например, ТСМД-2), возможно определять продольные уклоны поверхности местности вдоль трассы. Передача стереомоделью ситуации и рельефа местности по четкости, наглядности, точности и подробностям несоизмеримо лучше любого их изображения на топографических картах и планах.

Дешифрирование почвенно-грунтовых характеристик по фотоснимкам производится на основе изучения:

оттенков плотности тона изображения, зависящего от цвета и отражательной способности различных по составу почв и грунтов; связи микрорельефа с характером почвообразования; зависимости растительного покрова от форм микрорельефа и вида почв и грунтов;

зависимости плотности тона от влажности грунтов. При этом следует выделять участки местности, имеющие примерно однородный тип и состав грунта и закономерности их изменений по простиранию.

Сады, парки, пашни маскируют основные признаки почвенно-грунтового покрова, и здесь требуется более осторожный подход и проверка при полевом обследовании, выявляющем связь тональных особенностей фотоизображения с формами рельефа и растительности.

Рис. 2. Аэрофотоснимок в лесисто-болотистой местности:
1 — мочажинные болота; 2 — сфагнумовые болота; 3 — лес на морене; 4 — озеро

Болота дешифрируют по оценке тональности и рисунка, отображающих разновидности болотных мхов, растительности, степени увлажнения и специфику микрорельефа.

Сравнением формы и характеристики рельефа болота с окружающей местностью можно определить направление скатов дна, размещение наиболее глубоких и мелких мест и таким образом выбрать наиболее рациональное направление трассы на пересечении болотного массива.

Геологическое дешифрирование производится главным образом на основе косвенных признаков, связывающих геологическое строение с геоморфологией поверхности земли. Рельеф позволяет установить границы и структуру морфологических районов, границы различных по составу и строению горных пород, магматические образования, карстовые явления, осыпи, оползни и т. п. По характеру рельефа и тону изображения можно установить линии разрывов, сбросы, надвиги, выходы отдельных напластований, а по ним складчатость, расположение пластов и т. п. В сложных случаях нужна проверка на местности.

По аэрофотоснимкам легко определяются водораздельные линии, положение тальвегов, размеры водосборных бассейнов. В речных долинах хорошо отражаются направление и характер перемещения русел, размывы, старицы, извилины рукавов и протоков реки.

Скорость течения и грунт русел и пойм приближенно устанавливаются по косвенным признакам: завихрения у выступающих препятствий, размыв, устойчивость русла и т. п. Пороги, перепады характеризуют большие скорости; многолетняя растительность указывает на медленное течение.

Данные изучения аэрофотографических материалов дополняются собранными материалами о горизонтах высоких вод, анализами взятых образцов грунтов, карьерных материалов и воды.

Пользуясь стереометрами, можно без привязки к наземной геодезической сети вести трассу с заданным уклоном и нанести горизонтали в условных отметках. Для определения расстояний используют имеющиеся пикетные значения искусственных сооружений, продольные профили существующих дорог и другие известные данные о расстоянии между точками различных предметов на снимке.

Получение точных контурных планов в горизонталях, увязанных с наземными геодезическими знаками, требует более длительной камеральной стереофотограмметрической обработки на более сложных приборах — стереопланиграфах и мультиплексах, которые в настоящее время на дорожных изысканиях не применяются.

В результате обработки аэрофотоснимков при изысканиях автомобильных дорог составляют:

фотосхемы из контактных отпечатков, оформленные в виде альбомов, подобранных и склеенных вдоль трассы; фотосхемы используют для наземной привязки и трассировки и инженерно-геологического дешифрирования;

стереофотосхемы из двух фотосхем, одна из которых представляет правые, а другая левые снимки стереоскопических пар; стереофотосхемы используют в пересеченной и горной местностях для изучения рельефа, камерального выбора трассы и инженерно-гео-логического дешифрирования снимков.

В условиях изысканий автомобильных дорог наиболее ценны фотосхемы. Они не требуют трудоемких и медлительных работ по трансформированию аэрофотоснимков, уравниванию топографической основы и чертежного оформления топографических планов.

Основными преимуществами метода трассирования дороги по стереоскопической модели местности является возможность:
— использования готовой первичной аэрофотосъемочной продукции;
— проведения трассировочных работ немедленно по получении фотоматериалов (через несколько дней после производства аэрофо-тосъемочных работ);
— выполнения всех основных съемочных работ в камеральных условиях на наглядной стереоскопической модели местности;
— изучения почти всех природных условий и характерных особенностей местности в одном месте на стереоскопической модели;
— получения достаточно высокой точности и производительности проектно-изыскательских работ;
— наиболее рационального выбора трассы при наглядной и объективной оценке всех проектных решений;
— проведения работ в сложных условиях местности.

Выбранную по стереомодели трассу переносят на местность, опираясь на точки, легко опознаваемые на снимках и на местности.

В отдельных сложных местах, где применение обычных методов теодолитной, мензульной и других видов съемки затруднено, можно применить стереофотосъемку. Для этой цели используют фототеодолиты, т. е. приборы, в которых фотоаппарат совмещен с теодолитом. Местность фотографируют таким образом, чтобы каждый ее участок был обязательно снят с двух точек базиса. При этом должны быть определены координаты точек базиса и замерены направления оптических осей фотоаппарата с линии базиса. Путем последующей обработки снимков на стереоавтографе можно получить в горизонталях точный контурный план местности. В этом случае полевые работы сводятся к выбору, разбивке и измерению базисной линии и выполнению фотоснимков. Для проведения полевых работ требуется немного времени, в то время как на обработку фотоснимков его уходит очень много.

В этом случае требуется кропотливая работа, сложное оборудование, и, кроме того, фотоснимки обрабатывают обычно вдали от места изысканий.





Похожие статьи:
Исполнительные чертежи

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Проектирование дорог

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум