ФОТОГРАММЕТРИЯ И ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Утверждаю
Зав. кафедрой ИГ
проф. М.Г. Мустафин
«__» _____________ 2015 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ФОТОГРАММЕТРИЯ»
Направление подготовки (специальность): 21.05.01 «Прикладная геодезия»
Специализация подготовки: 01. «Инженерная геодезия»
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: проф. В.И. Павлов
Санкт-Петербург
2015
1. Цели и задачи дисциплины:
Фотограмметрия является одной из профилирующих дисциплин при подготовке
инженера по cспециальности «Инженерная геодезия». Изучение курса по учебному плану
начинается в 5-ом семестре, когда студенты уже имеют необходимые знания по высшей
математике, информатике, физике, геодезии, теории математической обработки
геодезических измерений и программированию.
Целью курса является изучение геометрических свойств фотоснимков, технологии
их получения и обработки для создания картографических основ (фотосхем,
фотопланов), определения формы, размеров и пространственного положения
сфотографированных
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Данная учебная дисциплина входит в раздел «C3.Б11» и формирует специальные
знания, востребованные в профессиональной деятельности.
Изучение дисциплины базируется на знаниях и умениях, полученных при изучении
дисциплин:
«Математика»,
«Информатика»,
«Физика»,
«Геодезия»,
«Теория
математической обработки геодезических измерений».
Данная дисциплина является предшествующей для получения знаний и умений по
следующим дисциплинам: «Компьютерные технологии при производстве топографогеодезических работ», «Дистанционные методы изучения деформаций инженерных
сооружений», «Аэрокосмические съемки», «Прикладная фотограмметрия и лазерная
съемка при строительстве и эксплуатации зданий и инженерных сооружений»,
«Топографическое дешифрирование».
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
Профессиональные (ПК):
- (ПК-10) способность к топографо-геодезическому обеспечению изображения
поверхности Земли в целом, отдельных территорий и участков земной
поверхности, как наземными, так и аэрокосмическими методами.
- (ПК-11) готовность к проведению специальных геодезических измерений при
эксплуатации поверхности и недр Земли (включая объекты континентального
шельфа, транспортной инфраструктуры, нефте- и газодобычи), а также при
изучении других планет и их спутников.
Общекультурные компетенции (ОК):
- (ОК-6) иметь базовые знания в области информатики и цифровых технологий, владеть
навыками использования программных средств и работы на компьютерах, использовать
ресурсы Интернета, уметь работать с информацией из любых источников.
- (ОК-8) быть способным к использованию знаний иностранного языка в
профессиональной деятельности.
- (ОК-13) владеть основными методами способами и средствами получения, хранения,
переработки информации, иметь навыки работы с компьютером.
В результате освоения дисциплины «Фотограмметрия» студент должен:
Знать:
-оптические и геометрические основы фотограмметрии;
-отличия центральной проекции снимка от ортогональной проекции плана;
-технические средства для получения фотоснимков;
-теоретические основы одиночного снимка;
-теорию фототрансформирования снимков равнинной и холмистой местности;
-основы стереоскопического зрения;
-теоретические основы стереоскопической пары снимков;
-технические средства для измерений снимков;
-методы обработки пары снимков, способы создания съёмочной сети, способы (методы)
создания по снимкам съёмочной сети.
Уметь:
- решать задачи на построение изображений объектов местности в центральной проекции
снимка;
-разработать проект производства аэрофотосъемки и фототеодолитной съемки;
-определять элементы взаимного ориентирования пары снимков и элементы внешнего
ориентирования модели;
-выполнить расчет точности определения координат точек по измерениям пары
снимков.
Иметь навыки:
-по измерению снимков на универсальных стереофотограмметрических приборах и
приборах плоскостного типа.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего
часов
Семестры
6
7
8
164
48
68
48
66
16
34
16
Лабораторные работы (ЛР)
98
32
34
32
Самостоятельная работа (всего)
88
6
34
48
74
6
34
34
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Работа с литературой
14
Вид промежуточной аттестации (экзамен)
Общая трудоемкость
Э(108)
14
Экзамен
Экзамен
Экзамен
(36)
(36)
(36)
час
360
90
138
132
зач. ед.
10
2,5
3,8
3,7
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
Введение. Задачи и содержание курса фотограмметрии. Связь курса со смежными
дисциплинами специальности. Краткий исторический очерк развития фотограмметрии.
Раздел 1. Оптические и геометрические основы фотограмметрии. Построение
изображения в оптической системе- фотокамере. Характеристика фотографических объектов
и фотоматериалов. Центральная проекция. Основные элементы центральной проекции и ее
свойства.
Раздел 2. Аэрофотосъемка. Виды аэрофотосъемок. Технические средства
аэрофотосъемки. Лентосъемочные работы. Расчет параметров аэрофотосъемки. Составление
полетной карты. Оценка качества материалов аэросъемки. Особенности производства
фотосъемки из космоса.
Раздел 3. Аналитические основы одиночного снимка. Системы координат точек
местности и снимка. Элементы ориентирования снимка. Связь между координатами точки
местности и ее изображения на снимке. Дифференциальные формулы плоских координат
точки одиночного снимка. Определение элементов внешнего ориентирования снимка. Связь
между координатами точки наклонного и горизонтального снимков. Масштаб снимка.
Смещение точек снимка, вызванное рельефом местности и его наклоном. Особенности
геометрических свойств космического снимка. Физические источники ошибок снимка.
Раздел
4.
Трансформирование
снимков.
Сущность
и
способы
трансформирования снимков. Приборы для трансформирования снимков. Технология
трансформирования снимков равнинной и холмистой местности. Составление фотопланов и
фотосхем.
Раздел 5. Стереоскопическое зрение и измерение снимков и модели. Основы
стереоскопического зрения. Стереоэффект. Стереоскопы. Способы измерения координат
точек снимка, пары снимков и модели. Стереокомпараторы. Внутреннее ориентирование
аэроснимка.
Раздел 6. Теория стереоскопической пары снимков. Стереоскопическая пара
снимков. Элементы ориентирования пары снимков. Зависимость между координатами точек
местности и координатами ее изображения на паре снимков. Элементы взаимного
ориентирования пары снимков. Уравнение взаимного ориентирования пары снимков.
Определение элементов взаимного ориентирования пары снимков. Построение на аналоговом
приборе пространственной модели местности Элементы внешнего ориентирования модели.
Погрешности определения координат точек местности по измерениям пары аэроснимков.
Построение модели с преобразованием связок проектирующих лучей.
Раздел
7.
Пространственная
фототриангуляция.
Классификация
пространственной
фототриангуляции.
Способы
построения
пространственной
фотриангуляции. Деформация маршрутной пространственной фототриангуляции.
Внешнее ориентирование и уравнивание свободной маршрутной сети. Блочная
пространственная фототриангуляция.
Раздел 8. Технические средства стереофотограмметрии. Назначение и
классификация универсальных приборов. Оптические, оптико-механические и
универсальные приборы. Аналитические универсальные приборы. Фотограмметрическая
обработка снимков на универсальных приборах. Особенности обработки космических
снимков на универсальных приборах.
Раздел 9. Наземная фототеодолитная съемка. Системы координат наземной
фотограмметрии. Элементы ориентирования наземного снимка и пары снимков. Виды
съемок. Связь между пространственными и плоскими координатами точек наземного снимка.
Зависимость между координатами точки местности и координатами ее изображения на паре
наземных снимков. Расчет параметров
фототеодолитной
съемки.
Точность
фототеодолитной съемки. Методы обработки снимков фототеодолитной съемки.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
…
1.
Геодезия.
2.
Картография.
+
3
Математика
+
4.
Физика
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Наименование раздела дисциплины
№
+
Лекц.
Лаб.
зан.
СРС
Все-го
час.
п/п
1
Введение. Оптические и
геометрические основы
фотограмметрии
5
2
10
17
2
Аэрофотосъемка
2
16
10
28
3
Аналитические основы одиночного
снимка
Трансформирование снимков
10
16
14
40
4
2
6
Стереоскопическое зрение и
измерение снимков и модели
Теория стереоскопической пары
снимков
Пространственная фототриангуляция
4
6
10
16
18
20
54
4
2
7
13
4
5
6
7
8
9
Технические средства
стереофотограмметрии
Наземная фототеодолитная съемка
4
2
6
12
17
34
21
72
Всего
66
98
88
252
6. Лабораторный практикум
№ п/п
1
2
3
4
5
№ раздела
Наименование лабораторных работ
дисциплины
1
Построение изображений точек, линий, геометрических фигур в
центральной проекции
2
Технические средства аэрофотосъемки. Расчет параметров плановой
аэрофотосъемки и составление полетной карты. Оценка качества залета.
Накидной монтаж.
3
Решение задач по одиночному снимку.
4
Приборы для трансформирования аэроснимков. Подготовительные
работы. Трансформирование аэроснимков равнинной и рельефной
местности
5
Стереоскопический
эффект. Приборы для стереоскопического
мместности
рассматривания
снимков. Измерение снимков и модели.
Стереокомпаратор. Измерение координат точек снимков и пары снимков.
6
6
7
7
8
8
9
9
Элементы взаимного ориентирования. Определение элементов взаимного
ориентирования пары снимков по измерениям на стереокомпараторе.
Определение превышений отдельных точек по измерениям пары снимков
на стереокомпараторе. Расчет пространственных координат точек
местности по измерениям снимков на стереокомпараторе.
Приборы для производства фототеодолитной съемки. Расчет параметров
фототеодолитной съемки. Обработка пары наземных снимков на
стереокомпараторе.
Универсальные стереофотограмметрические приборы. Взаимное
ориентирование пары снимков и построение модели местности. Внешнее
ориентирование модели, съемка рельефа и ситуации.
Интерполяционное уравнивание свободной маршрутной сети.
7. Практические занятия (семинары)
Не предусмотрены учебным планом.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Не предусмотрены учебным
планом.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Павлов В.И. Фотограмметрия. Наземная стереофототопографическая съемка. –
СПб, 2006.
2. Павлов В.И. Фотограмметрия. Теория одиночного снимка и стереоскопической
пары снимков. – СПб, 2006.
б) дополнительная литература
1. Бруевич П.Н. Фотограмметрия. М.: Недра, 1990.
2. Келлъ Л.Н., Фотограмметрия. / Л.Н. Келль, Ю.Н. Корнилов и др. М.: Недра,
1989.
3. Лаврова Н.П. и др. Аэрофотосъемка. Автоматизация аэросъемочного процесса.
М.: едра, 1985.
4. Лобанов А.Н. и др. Фотограмметрия. М.: Недра, 1987. .4. Лаврова Н.П. и др.
эрофотосъемочное оборудование. М.: Недра, 1981.
5. Лобанов А.Н. Фотограмметрия. М.: Недра, 1984.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
• Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории,
снабженной учебной доской, а также мультимедийными средствами для презентаций лекций
и видеофайлов при проведении лабораторных занятий.
• Применяемое оборудование:
• Аэрофотоаппарат, фототеодолиты, универсальные стереофотограмметрические
приборы, стереокомпараторы, цифровые фотограмметрические станции.
• Лаборатории кафедры инженерной геодезии:
лаборатории фотограмметрии, лаборатория ВТ (компьютерный класс).
Аэроснимки
черно-белые,
цветные
и
спектрозональные.
Снимки
фототеодолитной съемки карьера и высотных зданий.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Поскольку существующая в институте тестовая система заключительного контроля
знаний ограничивает общение студента с преподавателем, важен контроль в виде
промежуточной ежемесячной аттестации. Причем ее предусмотрено осуществлять не
только по качеству и количеству выполненных лабораторных работ, но и по
результатам собеседования. Целесообразно предлагать студентам создавать
собственные презентации тех или иных тем по изучаемому курсу с собственным
представлением рассматриваемых явлений, технологий и проч.
Разработчик:
кафедра инженерной геодезии
(место работы)
профессор
(занимаемая должность)
В.И. Павлов
(инициалы, фамилия)
Эксперты:
каф. инженерной геодезии
(место работы)
доцент
(занимаемая должность)
Ю.Н. Корнилов
(инициалы, фамилия)
каф. инженерной геодезии
(место работы)
доцент
(занимаемая должность)
А.В. Зубов
(инициалы, фамилия)