стереофотограмметрические методы фиксации фасадов и интерьеров
Стереофотограмметрические методы фиксации фасадов и интерьеров
В данной статье рассмотрена технология обмеров фасадов зданий стереофотограмметрическим методом в системе AutoCAD.
Основными компонентами технологии являются:
Фотограмметрическая калибровка камеры выполняется на тестовом полигоне и заключается в определении элементов внутреннего ориентирования фотокамеры и параметров, описывающих отклонение проекции снимка от центральной (дисторсию). Тестовый полигон представляет собой набор закрепленных марок, координаты которых определены геодезическим методом с заведомо более высокой точностью, чем разрешение калибруемой камеры (рис. 1). Всего полигон содержит более 800 точек.
Рисунок 1. Тестовый полигон
После фотосъемки полигона в программном комплексе PhotoTransformator Professional выполняются следующие операции:
Теперь с помощью специальной программной утилиты любой снимок, сделанный калиброванной камерой, может быть исправлен и приведен к центральной проекции (рис. 2, 3).
Рисунок 2. Исходный снимок
Рисунок 3. Метрический снимок
Собственно, работа по обмеру фасадов зданий стереофотограмметрическим методом может быть разбита на следующие этапы: полевые работы; обработка полевых материалов; построение чертежей. На первом этапе выполняется фотограмметрическая съемка объекта (рис. 4, 5) и координирование опорных точек. Координирование выполняется электронным тахеометром. На каждую стереопару должно приходиться минимум 4 опорные точки.
Рисунок 4, 5. Левый и правый снимок стереопары
 |  |
Рисунок 6. Левый и правый трансформированный снимок стереопары
 |  |
На втором этапе, прежде всего, выполняется обработка результатов координатной привязки в приложении Coordinate Transformer. Эта программа предназначена для обработки данных тахеометрической съемки архитектурных объектов и, в частности, позволяет объединять результаты измерений, выполненных с разных станций, ориентировать систему координат необходимым образом (обычно ось абсцисс должна идти параллельно фасаду) и решать ряд других задач. На следующем этапе выполняется исправление снимков за дисторсию, после чего, используя опорные точки, в программе PhotoTransformator производится их строгое аналитическое трансформирование на плоскость фасада (рис. 5, 6).
Эти снимки по метрическим свойствам отличаются от ортогональной проекции только тем, что масштаб изображения не одинаков для разных плоскостей фасада.
Рисунок 7. Пара трансформированных снимков, открытая модулем StereoTracer в системе AutoCAD
Подобным образом, вместо чертежа в системе AutoCAD может быть построена трехмерная модель. При этом меняются настройки модуля StereoTracer.
Очевидным достоинством представленной технологии является то, что в ней в полной мере используются метрические свойства трансформированных снимков, а сам процесс обмера сведен к минимуму и, фактически, совмещен с процессом составления чертежа или модели. Благодаря этому, по эффективности при обмерах фасадов, данная технология конкурирует с лазерным сканированием и в разы превосходит метод тахеометрической съемки.
Рисунок 8. Векторизация рустов в центральной части фасада по правому снимку стереопары
Рисунок 9. Готовый чертеж
— Инженерно-строительный журнал, №7, 2010
ВИДЫ ФИКСАЦИИ
Как было сказано выше, главным видом фиксации особенностей архитектуры сооружения являются тщательные обмеры. Но достаточность исследования здания зависит не только от архитектурных обмеров, их обычно дополняют другими видами фиксации постройки. Как правило, полная фиксация состоит из архитектурных обмеров; изображения здания в целом, его частей и фрагментов в рисунках и акварелях; снятия прорисей и эстампажей с отдельных элементов и деталей; художественного и подробного документального фотографирования. (Рис. 2)
Рисунок может зафиксировать как общий облик сооружения, так и особенности соотношения его частей, характеризующие общую объемно-пространственную композицию в том случае, если нельзя использовать более точные способы фиксации. Не менее важна роль рисунка, показывающего влияние природного и градостроительного окружения на архитектурный облик здания. Рисунок предпочтительно выполнить тонкой и твердой, не двоящейся и не расплывающейся линией. Свет и тени, давая более отчетливое представление об объеме и внутреннем пространстве здания и его пластике, не должны искажать его форму и скрывать детали.
Акварель и другие виды живописи применяются в качестве дополнения к рисунку или обмеру с тем, чтобы зафиксировать цвет, цветовые соотношения отдельных частей объекта и колористику его отделки. Здесь важна правдивая передача локального цвета. Цветовые эффекты, создаваемые изменяющимся освещением, должны учитываться, а цветовые (колерные) выкраски сравниваться при разном освещении. Документальные акварели делаются преимущественно для ортогональных изображений, особенно для интерьеров. При этом не ограничиваются расцветкой нужных частей чертежа или рисунка, но составляют колерную подборку цвета, сличая ее с изображаемой окраской и подлинником. Колерная выкраска в зависимости от фактуры оригинала делается акварелью, темперой или маслом.
Для фиксации росписей, фресок, мозаик и т.п. используется способ снятия с них калек — «прорисей», т.е. контурных изображений, на которые затем наносятся соответствующие оригиналу цвета. На прорисях обозначается положение данного фрагмента на общих обмерах, а на общем листе обозначается его расположение. При снятии прорисей важно не повредить штукатурку и красочный слой, для чего рисунок наносят кистью. Подобным образом делаются и эстампажи. (Рис. 3)
Рис. 3. «Прорись» надписи на надгробии 17 века.
Значительное место в работе по обмерной фиксации сооружений, особенно памятников архитектуры, занимают различные методы фотографирования. Следует заметить, что фотофиксация дает в работах по обмерам зданий и в дальнейшей камеральной обработке материала возможность более глубокого анализа объекта и помогает в дешифровке кроки. Фотофиксация может быть документальной и художественной.
Документальная фотосъемка направлена на фиксацию состояния архитектурного объекта во время проведения его обследования и обмера. Она позволяет получить документальное изображение объекта в минимальный срок и с большой точностью и полнотой. (Рис. 4)
Рис. 4. Документальная фотосьемка.
Начинать съемку лучше с общих видов сооружения. Они дают более полное представление о сооружении и показывают его в контексте городского или природного ландшафта. При фотографировании ансамблей и комплексов фиксируются все объекты, входящие в их состав. При документальной фиксации недопустимо фотографирование в сильном ракурсе, искажающем сооружение. Необходимо также избегать резких контрастов света и тени, так как при рассеянном свете лучше видны детали. Затем снимают фасады, фрагменты и интерьеры. Далее последовательно фиксируют все неповторяющиеся архитектурные детали и элементы декоративного убранства здания, произведения монументальной живописи и скульптуры, связанные с ним.
Изображение деталей и фрагментов, а если возможно, и целых фасадов желательно давать максимально приближенным к ортогональной проекции. Для четкого выражения масштабности снимаемого следует применять рейку с делением на дециметры и сантиметры в зависимости от размера элемента или детали. Использование двух реек с делениями, соединенных под прямым углом, делает возможным более точное воспроизведение детали при камеральной обработке кроки. Следует отметить, что цветная фотография монументальной живописи, цветных архитектурных орнаментов и других элементов колористики здания не исключает фиксацию цвета акварелью или темперой. При фотографировании здания не следует ограничиваться съемкой только внешних и внутренних видов здания и его деталей. Надо фиксировать все старые части здания и остатки его декоративной обработки, которые сохранились на чердаках, в подвалах и т.д., а также те места, где заметны переделки, искажения и разрушения.
Художественная фотосъемка показывает достоинства архитектурного объекта как произведения искусства, выявляет художественные особенности его архитектурного облика и образные характеристики. При этом съемка может производиться с самых разных точек при использовании эффектов освещения в любое время суток. (Рис. 5)
Рис. 5. Художественная фотосъемка.
Все точки документальной и художественной съемки наносятся на план местности и нумеруются. Фотографии компонуются на отдельные листы ватмана размером 30 х 40 см. Правила оформления листов — общие с кроки и чертежами. Каждый негатив вкладывается в отдельный конверт с номером негатива, наименованием объекта, именем автора съемки. Все негативы вместе с описью прилагаются к обмеру. Цифровая фотосъемка предполагает соответствующую обработку для хранения информации.
Фотограмметрическая фиксация.С середины XX века для фиксации исторических сооружений стали применяться новые методы обмеров с использованием специальной фотоаппаратуры и геодезических приборов, что позволило в десятки раз увеличить точность и скорость обмеров по сравнению с традиционными методами.
Фотограмметрический или стереофотограмметрический обмер состоит из двух этапов: фотограмметрического обмера в натуре, включающего в себя фотосъемку сооружения, и некоторые геодезические измерения; и камеральной обработки полученных материалов с целью получения обмерных чертежей.
Съемка объекта производится либо одиночными фотограмметрическими камерами с двух выбранных в натуре точек, расстояние между которыми называют базисом, либо стереофотограмметрическими камерами, имеющими постоянный базис.
Стереофотограмметрические камеры применяют для съемки небольших сооружений, отдельных частей сооружения, деталей и при съемке интерьера. Для съемки фасадов применяют фототеодолит и универсальные камеры, так как съемка производится с достаточно больших расстояний.
Задача фотограмметрии заключается в том, чтобы запечатлеть на двух фотографиях (стереопара) с помощью камер, размещенных в разных точках базиса, в определенных условиях необходимые элементы, на основании которых можно выполнить чертежи, определить размеры, расстояния и т.д. В стереовосстановительном аппарате можно увидеть стереоскопическое или рельефное изображение тех элементов, которые получены на фотоотпечатках.
При последующей фотограмметрической обработке снимков имеется возможность обвести по контуру абрис (получить контур) сфотографированного объекта с полной прорисовкой всех деталей. Также может быть произведен обмер по точкам. Предварительно нанесенная на объект опорная сеть точек служит скелетом для дальнейшей стереорисовки и дает возможность получить все обмерные чертежи в одной системе отметок. Координаты опорных точек, полученные геодезическим методом прямой засечкой, наносят на основу, на которой затем производятся масштабирование, горизонтирование стереомодели и стереорисовка. Камеральная фотограмметрическая обработка материалов съемки дает возможность получать чертежи фасадов, планов и различные профили.
Применение фотограмметрического обмера объекта, особенно памятника архитектуры, целесообразно при невозможности обмеров ручным способом; при фиксации сооружений, находящихся в руинированном или аварийном состоянии; для быстрой фиксации в экстренных случаях; для выполнения обмера повышенной точности; для фиксации археологических зондажей и раскопок на памятнике; при обмерах сложных сооружений с многочисленным неповторяющимся декором.
Современная практика наглядно показывает, что несмотря на высокую стоимость фотограмметрических приборов и необходимость специального персонала, метод фотограмметрического обмера по сравнению с классическим методом имеет значительные экономические преимущества, в значительной степени, зависящие от сложности объекта и от технических характеристик применяемых приборов. Тем не менее, следует отметить, что использование даже самых современных приборов и методов не означает полного отказа от классических обмеров.
Первоисточник:
АРХИТЕКТУРНЫЕ ОБМЕРЫ. Т.Н. Соколова, Л.А. Рудская, А.Л. Соколов; М., 2006
Дата добавления: 2015-09-13 ; просмотров: 11 ; Нарушение авторских прав
Технология обмеров фасадов стереофотограмметрическим методом в системе AutoCAD
А.Е. Войнаровский, ГОУ СПбГУ, ООО «НПП «Фотограмметрия»
Одним из важнейших направлений деятельности нашего предприятия является разработка технологий обмерных работ и специализированного программного обеспечения. С 2010 года НПП «Фотограмметрия» предлагает сразу несколько технологических решений, которые охватывают практически весь спектр задач, связанных с инструментальными методами обмеров зданий и сооружений.
В данной статье рассмотрена технология обмеров фасадов зданий стереофотограмметрическим методом в системе AutoCAD.
Основными компонентами технологии являются:
— калиброванная цифровая камера;
— приложение Coordinate Transformer;
— программный комплекс PhotoTransformator Universal;
— интегрируемый модуль StereoTraсer for AutoCAD.
Перечисленные программные продукты разработаны в НПП «Фотограмметрия».
Фотограмметрическая калибровка камеры выполняется на тестовом полигоне нашего предприятия и заключается в определении элементов внутреннего ориентирования камеры и параметров описывающих отклонение проекции снимка от центральной (дисторсию). Тестовый полигон представляет собой набор закрепленных марок, координаты которых определены геодезическим методом с заведомо более высокой точностью, чем разрешение калибруемой камеры (Рис. №1). Всего полигон содержит более 800 точек.
После фотосъемки полигона в программном комплексе PhotoTransformator Professional выполняются следующие операции:
— автоматический поиск марок и их измерение с субпиксельной (0.02 pix) точностью
— решение обратной фотограмметрической засечки и уравнивание результатов измерений снимка по МНК с совместным определением коэффициентов полиномов, описывающих дисторсию
— создание матрицы коррекции, формирование отчета по калибровке.
Теперь с помощью специальной программной утилиты любой снимок сделанный калиброванной камерой может быть исправлен и приведен к центральной проекции (Рис. №2,3).
Собственно работа по обмеру фасадов зданий стереофотограмметрическим методом может быть разбита на следующие этапы: полевые работы; обработка полевых материалов; построение чертежей. На первом этапе выполняется фотограмметрическая съемка объекта (Рис.№4,5) и координирование опорных точек. Координирование выполняется электронным тахеометром. На каждую стереопару должно приходиться минимум 4 опорные точки.
На втором этапе, прежде всего, выполняется обработка результатов координатной привязки в приложении Coordinate Transformer. Эта программа предназначена для обработки данных тахеометрической съемки архитектурных объектов и, в частности, позволяет объединять результаты измерений, выполненных с разных станций, ориентировать систему координат необходимым образом (обычно ось абсцисс должна идти параллельно фасаду) и решать ряд других задач. На следующем этапе выполняется исправление снимков за дисторсию, после чего, используя опорные точки, в программе PhotoTransformator производится их строгое аналитическое трансформирование на плоскость фасада (Рис. №5,6).
Эти снимки по метрическим свойствам отличаются от ортогональной проекции только тем, что масштаб изображения не одинаков для разных плоскостей фасада.
Для реализации третьего этапа – построения чертежей, используется интегрируемый в систему AutoCAD модуль StereoTraсer. Модуль позволяет открывать проекты программы, PhotoTransformator содержащие трансформированные снимки, а также элементы их ориентирования непосредственно в системе AutoCAD и выполнять там стереофотограмметрические измерения (Рис.7). Обычно работа ведется следующим образом: необходимо выбрать текущую плоскость и указать для нее несколько соответственных точек на левом и правом снимках. Программа вычислит их пространственные координаты, и, если контрольные невязки будут в допуске, – произведет масштабирование и привязку изображений. После этого все элементы, принадлежащие текущей плоскости, могут быть векторизованы (Рис. №8). Завершив составление чертежа для данной плоскости переходим к следующей, и так далее. Таким образом, составляется чертеж всего фасада (Рис.№9).
Подобным образом, вместо чертежа в системе AutoCAD может быть построена трехмерная модель. При этом меняются настройки модуля StereoTraсer.
Очевидным достоинством представленной технологии является то, что в ней в полной мере используются метрические свойства трансформированных снимков, а сам процесс обмера сведен к минимуму и, фактически, совмещен с процессом составления чертежа или модели. Благодаря этому, по эффективности при обмерах фасадов, данная технология конкурирует с лазерным сканированием и в разы превосходит метод тахеометрической съемки.
Литература:
Лобанов А. Н., Фотограмметрия: Учебник для вузов, М.: Недра, 1984;
Назаров А.С. Фотограмметрия: Учебное пособие для студентов вузов, М.: ТетраСистемс, 2006,
СКАЧАТЬ полный текст статьи в pdf:
voinarovskiy_photogrammetriya.pdf [1,4 Mb] (cкачиваний: 354)
журнал: Инженерно-строительный журнал
выпуск: №7(17) 2010 год
статья: А. Е. Войнаровский, ГОУ СПбГУ, ООО «НПП «Фотограмметрия»
Технология обмеров фасадов стереофотограмметрическим методом в системе AutoCAD
Похожие публикации
Построение чертежей фасадов зданий стереофотограмметрическим методом
Для технологии построения чертежей фасадов зданий стереофотограмметрическим методом необходимы: калиброванная цифровая камера; приложение Coordinate Transformer (для обработки материалов тахеометрической съемки); программный комплекс PhotoTransformator Universal (для вычисления элементов.
Презентации НПП Фотограмметрия
Статьи
В этом разделе сайта размещены статьи о нас в прессе и непосредственно статьи наших специалистов, опубликованные в различных изданиях. | Статья С.Г. Тихонов. «Интернет-сервис по обработке данных лазерного сканирования» в номере журнала «Вестник. «Зодчий. 21век» №1 (50).
Фотограмметрические методы и архитектура
На основе зарубежных и отечественных информационных источников сделана оценка возможности широкого применения фотограмметрических методов для реставрационных и консервационных работ при охране архитектурных памятников истории и культуры.
О задачах и требованиях при охране памятников
Все строительные сооружения постоянно подвергаются разрушительному воздействию сил природы и цивилизации и поэтому требуют ремонта через определенные промежутки времени. Если при этом речь идет о памятниках архитектуры, то необходимые работы нужно подготавливать с особой тщательностью и производить с учетом ряда моментов. Например, подобные работы предполагают обязательное проведение инвентарной съемки, точной и соответствующей действующим стандартам.
То же самое относится и к развалинам, которые должны быть сохранены для человечества в качестве архитектурного наследия. При этом зачастую возникает необходимость в специальных научных исследованиях, которые в свою очередь выдвигают особые требования к инвентарной съемке. Для восстановления поврежденных или разрушенных объектов также нужна инвентарная съемка существующих остатков. Перенесение памятника архитектуры в другое место несомненно связано со значительными, трудно прогнозируемыми, не подвергающимися расчету опасностями и поэтому, как правило, производится лишь после разработки полной, исчерпывающей документации о фактическом состоянии объекта, которая должна быть составлена таким образом, чтобы в случае повреждения или разрушения отдельных частей они могли бы быть восстановлены или заменены копиями.
Развитие промышленности и транспорта довольно часто связано с уничтожением памятников архитектуры, художественная ценность которых хотя и не столь высока, чтобы оправдать расходы на перенесение, но тем не менее достаточно значительна для искусствоведения, и поэтому необходимость составления соответствующей документации актуальна до слома.
Особую значимость приобретает систематичность ведения документации на имеющиеся памятники архитектуры, не связанной с нуждами строительства, а скорее необходимой для инвентаризации. Получаемые при этом материалы образуют основу для проведения ремонтных или восстановительных работ в случае разрушений. Наконец, искусствоведческие исследования опираются на такие материалы, если по форме и размерам памятников можно делать определенные выводы.
Часть материалов, необходимых для решения указанных выше задач, особенно изображения памятников, быстро, с небольшими затратами ручного труда, а также финансовыми может быть получена с помощью наземных фотограмметрических методов. По сравнению со съемкой классическими методами фотограмметрия, несмотря на высокую стоимость приборов, имеет многочисленные преимущества: не надо взбираться на строительные сооружения; отпадает необходимость в строительстве лесов; продолжительность наружных (полевых) работ сокращается; фотограммы (фотоснимки, фотопластинки) представляют собой документы, объективно характеризующие состояние и содержащие все видимые детали; обработку фотограмм можно производить вторично, если возникнут сомнения или потребуется более подробная информация. Применение фотограмметрических методов имеет значительные экономические преимущества, которые, однако, в большой мере зависят от характера объекта и прежде всего от технических характеристик применяемой съемочной аппаратуры.
Таким образом, одной из основных задач фотограмметрии в архитектуре является выполнение архитектурно-строительных обмеров с целью реконструкции и реставрации зданий, а также в научно-исследовательских целях. Принято в практике, что в зависимости от назначения архитектурно-строительные обмеры подразделяются на схематические, архитектурные и архитектурно-археологические.
Масштабы обмерных чертежей, планов и отдельных фрагментов, требования к полноте и точности их составления определяются в техническом задании в зависимости от назначения архитектурно-строительных обмеров.
Исходя из технических возможностей современной технологии фотограмметрических методов съемки, устанавливается классификация точностей выполнения обмерных работ, которая указана в таблице. При создании фотопланов фасадов зданий, составляемых для обзорных целей, допускаются перспективные смещения второстепенных деталей (карнизов, балконов), превышающие допуски.
Прецизионные измерения 1-го класса точности выполняются только аналитическим методом с указанием на чертежах размеров всех необходимых деталей.
Технология выполнения обмеров
Методом фотограмметрии архитектурные обмеры можно выполнять путем измерения одиночных снимков или пары снимков.
Методом измерения одиночных снимков можно выполнять обмеры сооружений, состоящих главным образом из плоских элементов с крупными формами. В зависимости от заданной точности работ, их назначения и имеющихся фотограмметрических приборов архитектурные обмеры по одиночным снимкам можно выполнять различными камеральным методами обработки снимков: фототрансформированием; оптико-графическим; аналитическим; графическим.
Методом трансформирования могут составляться фотопланы фасадов зданий, интерьера, памятников в заданном масштабе. Фототрансформирование выполняется на фототрансформаторах ФТБ, ФТМ, Ректимат и др.
Оптико-графический метод заключается в том, что контуры трансформированного изображения обводятся карандашом и сразу получается чертежный план в заданном масштабе. Необходимо отметить, что метод оптико-графического трансформирования технологически более прост, чем метод трансформирования, но имеет меньшую производительность и создает определенные затруднения при контроле чертежей.
Аналитический метод заключается в вычислении координат точек с использованием формулы связи координат одиночного снимка и объекта. Снимки измеряются на стереокомпараторах, вычисления, как правило, выполняются на ЭВМ. Аналитическим методом по измерениям одиночных снимков можно определить главным образом размеры между точками, лежащими в одной плоскости, что ограничивает возможности метода.
Графический метод заключается в составлении чертежного плана с использованием приемов начертательной геометрии и свойств изображения в центральной проекции. Этот метод имеет меньшую точность, чем остальные, кроме того, он малопроизводителен.
Методом измерения пары снимков (стереометодом) можно определять размеры между любыми точками сооружения, расположенным в различных плоскостях. Такой метод наиболее эффективен для выполнения архитектурных обмеров, но необходимым условием является обязательное наличие снимков, полученных с разных точек фотографирования. Снимки могут быть выполнены при помощи одного или нескольких фотоаппаратов. Они могут составлять стереопару (т.е. по снимкам можно наблюдать стереоэффект), можно использовать пару снимков, по которым нельзя получить стереоэффект (обычно такими являются архивные снимки).
Пара снимков может обрабатываться универсальным или аналитическим методами.
При обработке универсальным методом необходимо иметь снимки, составляющие стереопару и полученные одним фототеодолитом. Снимки стереопары обрабатываются (измеряются) на универсальных приборах: стереопроекторе, стереоавтографе и др.
В результате обработки снимков на универсальных приборах получается чертежный план фасада сооружения в заданном масштабе. На универсальных приборах можно определять и координаты точек, расстояния между точками, высоту конструктивных элементов сооружения. Такой метод определения размеров получил название аналого-аналитический. Универсальный метод является наиболее оптимальным для архитектурных обмеров.
При аналитическом методе снимки измеряются на стереокомпараторах или монокомпараторах, могут составлять стереопару. При этом способе обработки могут использоваться снимки, по которым нельзя получить стереоэффект, но такие снимки должны иметь перекрытие, т.е. на них должны быть изображены общие детали изображения.
Аналитический метод основан на использовании математических зависимостей между координатами пары снимков и объекта.
В результате аналитической обработки получается цифровая модель сооружения, пользуясь которой можно определить размеры между любыми точками, составить графический план.
Архитектурные обмеры могут выполняться и комбинированными методами, когда используются, например, метод фототрансформирования и аналитический и т.д.
Съемочная аппаратура и требования к ней
Так как часть требований взаимно противоречива, то на практике необходимо находить разумный компромисс.
Об истории применения фотограмметрических работ
Первые сведения о применении фотограмметрических методов при архитектурных обмерах относятся к периоду до первой мировой войны, когда Альбрехт Майденбауэр пришел к мысли о замене опасной работы по трудоемкой съемке памятников архитектуры применением перспективных свойств фотоснимков, став, таким образом, одним из зачинателей фотограмметрии. Осуществление этой идеи стало содержанием его трудной, но плодотворной жизни. Основанное им «Прусское фотограмметрическое бюро» явилось первой фотограмметрической организацией в мире и оставалось единственной такой организацией в течение трех десятилетий.
Главной задачей фотограмметрического бюро было систематическое ведение фотограмметрической документации на наиболее ценные памятники архитектуры в тогдашнем Прусском королевстве. При этом вначале получали только крайне необходимые для архивирования фотоснимки и производили необходимые для ориентирования геодезические измерения. Обработку выполняли только тогда, когда для конкретного случая требовались строго количественные данные. А. Майденбауэр видел свою задачу в создании обширного фотограмметрического архива памятников. Насколько он опережал свое время, можно судить по тому, что лишь после второй мировой войны в некоторых странах были созданы подобные организации (например, в Австрии и Бельгии).
А. Майденбауэру пришлось самому конструировать все приборы, а их индивидуальное изготовление поручать опытным механикам. Он использовал формат 40х40 см и объектив «Пантоскоп» фирмы «Буш» с наиболее широким по тем временам углом поля зрения и фокусным и расстояниями от 25 до 45 см. К сожалению, эти приборы больше не сохранились, так что нельзя произвести сравнения их технического уровня с современными приборами.
В целом фототеодолит служит для фотографирования объектов местности, например зданий, мостов, карьеров и др., при заданных значениях угловых элементов внешнего ориентирования, а также для обеспечения возможности горизонтальных и вертикальных углов, необходимых при определении положения базиса фотографирования и контроля ориентирования фотокамеры.
По конструкции фототеодолиты можно разделить на три группы.
К первой из них относятся фототеодолиты, в которых фотокамера и теодолит соединены между собой. Теодолит служит для выполнения геодезических работ и установки камеры в рабочее положение на концах базиса. В эту группу входят фототеодолиты с постоянным положением фотопластинки и фототеодолиты, в которых можно производить наклон фотоснимков.
Прикладную рамку фотокамеры совмещают с главной фокальной плоскостью объектива, в результате чего получается резкое изображение удаленных объектов.
Остановимся на завоевавших популярность в странах СНГ и ближнего зарубежья фототеодолитах 19/1318 и UMK 19/1318.
Фототеодолит 19/1318 относится к третьей группе фототеодолитов и позволяет производить съемку при горизонтальном положении оптической оси фотокамеры.
В комплект этого прибора входят фототеодолит, теодолит, три штатива, три трегера, базисная рейка, три сигнала, юстировочное приспособление, 24 кассеты и три отвеса.
Фототеодолит состоит из камеры и ориентирующего приспособления.
Фотокамера UMK 10/1318 была разработана и изготовлена фирмой «Карл Цейсс»(бывшая ГДР).Она снабжена широкоугольным объективом Ламегон 8,100, имеет плавную фокусировку и предназначена для съемки объектов при горизонтальном, наклонном и вертикальном положениях оптической оси фотокамеры. Специальный штатив в виде двойной подвески позволяет установить две фотокамеры и производить синхронную стереосъемку близких объектов.
Фирма выпустила четыре варианта фотокамеры UMK для съемки на фотопластинки и фотопленку.
Фокусное расстояние объектива 99 мм, угол зрения по диагонали 90 град., относительное отверстие изменяется от 1:8 до 1:32, дисторсия не превышает 10 мкм. При обработке снимков удаленных объектов без учета дисторсии фирма рекомендует использовать фотокамеры 10/1318 FF и 10/1318 FP. Объектив можно плавно фокусировать в диапазоне 1,4 м до бесконечности. Для съемки близко расположенных объектов рекомендуется фотокамера 10/1318 NP или 10/1318 NF. В этом случае при обработке фотоснимков можно не учитывать влияние дисторсии.
Для регистрации на кадре этот диапазон разделен на 19 ступеней. Объектив снабжен желтым и красным светофильтрами.
Фотокамера позволяет производить съемки при наклонах оптической оси в пределах от минус 30 до 90 град. с фиксацией через 15 град.
Для внешнего ориентирования камеры служат подвески. Визирная труба и лимб находятся в нижней части подвески. Увеличение зрительной трубы 16 крат. Минимальное расстояние визирования 0,8 м, пределы наклона лучка визирования 0-18 град., точность отсчета угла наклона 1 град.
Кроме рассмотренных выше, известны и другие фототеодолиты, изготовленные в различных странах.
Фирмой «Вильд» (Швейцария) были выпущены фототеодолиты Р-30 с фокусным расстоянием 165 мм, минимальной дисторсией 15 мкм; наземная универсальная камера Р-31 с фокусным расстоянием 200 мм и минимальной дисторсией 4 мкм; наземная камера Р-32 с фокусным расстоянием 64 мм и минимальной дисторсией 4 мкм.
Отличительной особенностью последнего является большой горизонтальный угол поля зрения (120 град.), достигаемый благодаря расположению фотопленки на цилиндрической поверхности и вращению объектива в момент выдержки вокруг вертикальной оси. Экспонирование производится последовательно узкими участками.
В комплект, кроме самого фототеодолита, входят штативы, видоискатель, кассеты, блок питания, целик, уровень, приставка юстировочная, светофильтры, ЗИП.
Натурные испытания подтвердили высокую разрешающую способность фототеодолита АО » Пеленг».
В Республике Беларусь в силу специфики стереофотограмметрических методов парк фототеодолитов крайне беден: в основном представлен лишь фототеодолитом 19/1318, который имеется в БелПА и БГУ. В то же время Комитет по реставрации и консервации памятников архитектуры и культуры при Министерстве культуры, призванный проводить политику сохранения памятников, вообще не имеет ни одного фототеодолита; более того, в течение более 3 лет работы в данном направлении вообще не ведутся. К сожалению, Комитет по земельной реформе, геодезии и картографии при Кабинете министров, хотя и имеет большой парк обрабатывающей фотограмметрической техники, нацелен на выполнение других задач. Следует отметить, что в данном комитете сосредоточены высококлассные специалисты, которые могли бы восстановить высокий уровень работ по фотограмметрической съемке памятников архитектуры и культуры. Постоянное хроническое недофинансирование Министерства культуры пагубно сказывается на обеспечении сохранности архитектурных памятников. Проблема эта неоднократно обсуждалась в СМИ.
Несмотря на то что в последние годы начинают внедряться другие, по современным меркам, прогрессивные нефотографические методы обработки изображений, в частности обработка видеоизображений, большой формат и высокая разрешающая способность фотоснимков обеспечат жизнеспособность наземной фотограмметрической съемки еще на долгий период.
Подготовил Александр ЗОТИКОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 17 за 1998 год в рубрике архитектура