المساحة التصويريه
Download
Report
Transcript المساحة التصويريه
المساحة التصويريه
د.م.أحمد عبد الرحيم فرغلى
وحدات قياس الزوايا:
الدائرة أو قفل األفق هو األساس فى وحدات قياس الزوايا حيث تقسم الدائرة عند
مركزها إلى درجات حسب النظامين التاليين (أ،ب) أو تقسم الدائرة حسب
األقواس "التقدير الدائرى"
التقدير الستينى:
degree D.E.G.وفيه تقسم الدائرة عند مركزها إلى 360درجة وكل درجة
تقسم إلي 60دقيقة وكل دقيقة تقسم إلى 60ثانية.
التقسيم المئوى:
G.R.A.وفية تقسم الدائرة عند مركزها إلى 400درجة وكل درجة تقسم إلى 100
دقيقة وكل دقيقة تقسم إلى 100ثانية وهذا النظام أحدث من النظام السابق
لا من النظامين نجده متداول فى األوساط المساحية.
ولكن ك ً
طريقة التقدير الدائرى:
التقدير الدائرى للزاوية المركزية فى أى دائرة هو عبارة عن النسبة بين طول القوس
الذى يقابل هذه الزاوية ونصف قطر الدائرة.
ويعبر عن قفل األفق = محيط الدائرة ÷ نق = 2ط نق ÷ نق = 2ط
مثال
احسب مساحة قطعة أرض على خريطة ذات مقياس رسم 2500 :1إذا كانت
مسطح نفس القطعة على خريطة أخرى مقياس رسمها 5000 :1يساوى 4.8
سم 2كما قيست بالبالنيميتر .ثم أحسب مسطحها على الطبيعة بالفدان والقيراط
والسهم.
الحــــــل
مساحةًالقطعةًعلىًالطبيعةً= 12000 = 2)5000/100 ( × 4.8م2
مساحةًالقطعةًعلىًالطبيعةًبالفدانًوكسورةً= = 4200.83 ÷ 12000
2.85658فدانً
سًًًًًًًًطًًًًًًًف
2
= 20 13.4
مساحةًالقطعةًعلىًخريطةً2)100/2500( × 12000 = 2500 :1
= 19.2سم2
ويمكنًإيجادًالمساحةًعلىًخريطةً 2500 :1بالطريقةًاآلتية:
المساحةًعلىًخريطة = 2500 :1المساحةًعلىًخريطةً5000 :1
(2)5000/2500
تعريفات هامه
• إن علم المساحة التصويرية هو علم الحصول على المعلومات الكمية
والنوعية (إحداثيات ،أبعاد ،أشكال…) المتعلقة بالمنشآت أو
باألشياء على األرض ،سواء على هيئة ورقية أو في هيئة الكترونية
(رقمية) من الصور مباشرة دون تجشم عناء العمل الميداني في
القياس والتدوين .وعملية التصوير أما أن تكون أرضية فيما يسمى
( )Terrestrial Photogrammetryأو جوية فيما يعرف بـ
( )Aerial Photogrammetryكما في شكل ( .)1والصور
المستنتجة من التقنية األخيرة مربعة الشكل ذات أبعاد قدرها 23سم
x23سم ،وهي تقنية تعتمد في جوهرها على آلة التصوير الجوي
( )Aerial Cameraالمثبتة في الطائرة والمعايرة بدقة عالية.
بعد الحصول على الصور الجوية التي تغطي الموقع المراد مسحه
جو ًيا أو حساب إحداثيات معالمه المستحدثة منها والطبيعية ،تحضر
يسيرة
لكنها
التعقيد
بالغة
أجهزة
إلى
الصور
التشغيل( ،)analytical or digital plottersفتعالج بطرق
علمية محددة ،يحصل المستخدم بعدها على بغيته منها في هيئة
أرقام أو خرائط إلكترونية أو ورقية حسب التقنية المستخدمة.
الصور ما
•على أن من أجهزة المسح الجوي المعنية بمعالجة
ّ
هو يدوي الطابع ( ، )Analog Systemsومنها مـا هـو
تحليلي الطابـع ) ،)Analytical Systemsومنـها مـا هـو
رقـمـي الطـابع () . Digital Systemsوفي أيامنا هذه
تطغى األجهزة األخيرة على سابقتها بحكم تطور تقنية الحاسب
اآللي ،وتطور الصناعة المساحية في كثير من دول العالم.
وتعالج تقنية التصوير األرضي بالطريقة نفسها التي تعالج بها
الصور الجوية مع بعض االختالف في عملية توجيه
الصور ( ،)image orientationومع اختالف ظاهر في
التطبيقات الهندسية بطبيعة الحال.
المساحة التصويرية:
هى علم استخدام الصور المختلفة فى عمل خرائط مساحية لألغراض
المختلفة ويتم ذلك بأخذ صور األهداف المطلوب رسمها فى الخرائط
مصورة من وضعين مختلفين حتى يمكن رؤية األهداف بأبعادها الثالثة
من خالل اجهزة خاصة حيث توضع تلك الصور فى مثل هذه األجهزة
وتجرى عليها ضبط وتعديل ،كما يتم ربط بعض النقط على الصورة
بنظائرها فى الطبيعة ويمكن بعد ذلك تعين المسافات األفقية وفرق
المنسوب بين باقى النقط.
والمساحة التصويرية تنقسم إلى أقسام رئيسيه هى-:
المساحة التصويرية األرضية:وفيها تأخذ أزواج الصور من آلة تصوير خاصة ومثبتة
على حامل على سطح األرض وتستخدم هذه الطريقة فى
عمل خرائط من نوع خاص مثل عمل رسومات دقيقة
لآلثار ولوجهات المبانى النادرة ،كما تستخدم فى بعض
األغراض الطبية وتسجيل تقدم عمليات البناء والتشييد
للمنشآت الهامة.
المساحة التصويرية الجوية:
وفيها تؤخذ أزواج الصور من آالت تصوير ذات مواصفات خاصة
ومثبتة بطائرة ومحور آلة التصوير فى هذه الحالة يكون رأسى أو مائل
قليالا .ويستخدم هذا النوع فى رسم خرائط بمقاييس رسم مختلفة حيث
تتوافر فيها الدقة الالزمة ألعمال الخرائط المساحية ،كما أن لها أهمية
كبيرة فى الدراسات المبدئية للمشروعات المتسعة ولها أيض ا أهمية كبيرة
فى األعمال الحربية ورصد أهداف العدو.
• -المساحة باالستشعار عن بعد:
• انتشر فى اآلونة األخيرة الحديث عن صور األقمار الصناعية وامكانية
استخدامها فى مجاالت رسم الخرائط المساحية واالستكشاف.
• ويوجد العديد من األقمار الصناعية التى تدور حول الكرة األرضية فى مسارات
محددة وتستقبل أوامر التشغيل والتحكم من محطات أرضية وتقوم هذه األقمار
الصناعية بتصوير أجزاء محددة من سطح الكرة األرضية طبقا ألوامر التحكم
األرضية ،كما تقوم بإرسال هذه الصور عن طريق موجات مشابهة لموجات
الراديو حيث تستقبلها المحطات األرضية وتقوم بمعالجتها مبدئيا وتقوم ببيعها
للمستخدمين .وتختلف الدقة األرضية لصور هذه األقمار الصناعية طبقا لتصميم
القمر الصناعي والغرض منه.
• وبصفة عامة فإن كمية المعلومات التى يمكن استخالصها من صور األقمار
الصناعية أقل بكثير من تلك التى يمكن استخالصها من الصور الجوية ولكن
طبيعة صور األقمار الصناعية تمكن من استخدام أجهزة الكمبيوتر فى تحليل
محتوياتها لذلك نجد أنه يكثر استخدام هذه الصور فى تصنيف التربة والغابات،
وكذلك عمل االستكشاف المبدئى للمشروعات الكبرى ،وسيتم بإذن هللا تعالى فى
نهابة هذا الكتاب استعراض تفاصيل أكتر عن بعض استخدامات المساحة
التصوبربة واإلستشعار عن بعد فى مجال تطبيقات الهندسة المعمارية .
• المساحةًالتصوريه
أً– علمًاخذًالقياساتًمنًالصور
ب -جمعًالمعلوماتًمنًالصور
انواعًالصور
.1صورًراسية
.2صورًقليلةًالميل
.3صورًشديدةًالميل
اخذًالصورًالجويةًالراسية
عندًعملًتغطيةًلمساحةًارضًمعينةًبصورًجويةًراسيةًفانهً
عادةًماًتؤخذًعلىًهيئةًمجموعةًمتتاليةًعلىًامتدادً
مجموعةًخطوطًمتوازيةًتسمىًبخطوطًالطيرانًحيثً
ينتجًمنًكلًخطًشريحهًصورًجوية
.1الهدفًمنًالتصوير
.2مقياسًرسمًالصورة
.3ارتفاعًالطيرانً
استخدامًالمساحةًالتصوريه
.1الخرائط المساحية
.2انشاء المدن الجديده و الطرق السريعه
.3الزراعه
تكوين الة التصوير الجوى
Takeup reel
Unexpised film reel
film
film flattener
Focal plane
Format opening
Optical axis
العدسة.1
مخروط العدسة.2
جسم االله.3
magazine
مخزن الفيلم.4
الحجاب الحاجز و الغالق للضوء.5
المرشح الضوئى.6
body
موجد المنظر.7
inner cone
lens cone assembly
Rear nodal point
shutter
front nodal point
lens
Diaphragm
filter
وقتًالتصوير
• المناطق الجبلية وقت الظهيره
• المناطق المنبسطة الشروق او الغروب
• المدن السماء مغطاه بالغيوم
الصورة و الخريطة
• الفرقًبينًالصورهًوًالخريطه
• مميزاتًالصورهًوًالخريطة
طرق القياس من الصور و تصحيح القياسات
• تعاريف-:
.1عالمات االحداثيات
.2محاور الصور
.3النقطة الرئيسيه
.4البعد الراسى
.5نقطة النظير
.6زاوية الميل
.7الخط الرائيسى
.8المستوى الرئيسى
• احداثيات النقطة على الصورة
• التداخل-:
أ-تداخل امامى
ب-تداخل جانبى
االخطاء الرئيسية فى الصور الجويه
.1
.2
.3
.4
.5
تشويةًالفيلم
تشويةًالعدسات
انكسارًالضوء
التشويهًالناتجًمنًسرعةًالضوء
االخطاءًالناتجةًعنًتكورًسطحًاالرض
الصور الجوية الراسية
• مقياس الرسم فى الصور الجوية الراسية
مقياس الرسم = ف(/ع-هـ)=البعد البؤرى(/ارتفاع الطيران-منسوب النقطة)
• مقياس الصورة المتوسط
م متوسط = ف(/ع-هـ متوسط)
Example
فى احدى الصور الجوية وجد ان اعلى منسوب لسطح االرض بها
هـ2000=1قدم و المنسوب المتوسط هـ متوسط=1500قدم و اقل منسوب
هـ1000=2قدم احسب اكبر مقياس و اصغر مقياس و المقياس المتوسط
اذا كان ارتفاع الطيران فوق سطح البحر 10000قدم و البعد البؤرى للكامي ار
6بوصه.
الحــــل
اكبر مقياس م=1ف(/ع-هـ)1
=6بوصه)2000-10000(/
=6بوصه8000/قدم=1بوصه1333/قدم
=1:16000=1/16000
23
تاثير فروق المناسيب (االرتفاعات)
مقياس الرسم فى الصور الراسية يختلف من نقطة
الى اخرى حسب مناسيب النقط على سطح االرض
(كل نقطة مزاحة من مكانها من مسقطها على
المستوى االساسى للتصوير بسبب ارتفاعها او
انخفاضها عن هذا المنسوب االساسى و هذه اال زاحة
تسمى باال زاحة النسبيه و يكون اتجاهها هو اتجاه
مركزى فى اتجاه مركز الصوره ).
أ أ =1د = ر – ر1
ف/ع=ر /1ر
ر =1ر × ف/ع ← ف/ع-هـ = ر /ر
ر=ر×ف/ع-هـ
د=رهـ/ع او د = ر 1هـ(/ع-هـ)
د = اال زاحة النسبيه
24
يالحظ ان المقدار (د) ياخذ اشاره سالبه اذا كانت النقطة منخفضة المنسوب عن
مستوى المقارنه و تكون موجبة اذا كانت النقطة مرتفعه عن مستوى المقارنه و
تستخدم هذه الظاهرة فى ايجاد ارتفاعات االبراج و االعمده و خالفه.
مثال
لقياس ارتفاع برج من صورة جوية راسيه قيست احداثيات قمته و قاعدته من على
الصوره فكانت ( ) 17.27 ، 15.32 ( ، ) 17.60 ، 15.70مم فاذا كان
منسوب الطيران هو 2000م فما هو ارتفاع البرج اذا كان منسوب قاعدته هو
30م.
الحل
ر=((23.58=0.5^)2^)15.7(+2^)17.6مم
ر23.86=0.5^)2^)15.32(+2^)17.27((=1مم
د=0.499=23.086-23.585مم
د=رهـ/ع=×23.585هـ0.499=1970/مم
هـ=41.68م
25
•
•
•
•
•
حساب االحداثيات االرضية من الصور الراسية
االحداثيات االرضية بالنسبة الى احداثيات مركز الصوره
س = س ((ع-هـ)/ف)
ص = ص ((ع-هـ)/ف)
المسافة بين نقطتين على االرض
=((Dس)^D(+2ص)^0.50^)2
مثال
•اذا كان مستوى النقطة أ هو 50.00م و منسوب نقطة ب هو 25.00م و
المطلوب حساب المسافة أب اذا كانت احداثيات نقطتى أ،ب على الصورة على
التوالى هى ()26.78،14.27مم )15.24،26.27( ،مم و كانت الصورة
ماخوذة لكامي ار بعدها البؤرى 100.00مم و منسوب الطيران المسجل على
الصورة هو 1500.00م.
الحل
27
الرؤية المجسمة (زوج صور الرؤيه المجسمة)
للرؤية المجسة كما فى عملية الرؤسة المجسة فى االنسان فاننا نعطى العينين صورتين ماخوذتان من
مكانيين مختلفتين و بشرط ان ترى العين اليمنى الصورة اليمنى فقط و العين اليسرى ترى الصورة اليسرى
فقط و على هذا يمكن استنتاج ان الشروط الضرورية للحصول على التجسيم هى:
)(1وجود صورتين ماخوذتين لنفس الهدف من مكانين مختلفتين.
)(2ان ترى كل عين صورة واحدة من الصورتين.
اجهزة االبصار المجسم:
-1جهاز االبصار المجسم الجيبى (االستريوسكوب الجيبى)pocket stereo scope
يستخدم صور بعرض اليزيد عن 6سم
-2جهازاالبصار المجسم ذو المرايا Mirror stereo scope
صور 23×23سم
الباراالكس Parallax
اال زاحة النسبية فى احداثيات النقطة بالنسبة للمحاور الراسية بسبب ازاحة او حركة الراصد بالنسبة لمكان
الرصد
يزيد فارق االبتعاد كلما زاد منسوب النقطة
28
ب أ=(س -1س)2
Pa=(P1-P2)a
29
فارق االبتعاد فى الصور الجوية ال ارسية
30
معادالتًفارقًاالبتعاد
عًأ=ع(-ق.ف/بًأ)
سًأ= ق(سًأ/بًأ)
صًأً=قً(صًأ/بًأ)
31
مثال
زوج من الصور الراسية الجوية التقطتا على ارتفاع طيران 4045قدم فوق سطح البحر
بكامي ار بعدها البؤرى 15.4مم و كانت قاعدة الطيران للتصوير الجوى 1280قدم و بعد
ضبط الصورتين للرؤيا المجسمة استخدم قضيب الباراالكس لقياس فارق االبتعاد
للنقطنين و ، 1و 2فكانتا 13.04،12.57مم على الترتيب و قيست قاعدة التصوير
ق 1للنقطة الشمال فكانت 93.73مم و للصورة اليمين ق 2فكانت 93.30مم و كانت
قراءتى قضيب الباراالكس لنقطتى أ ،ب هما 10.27 ، 10.96مم و قيست احداثيات
نقطتى أ ، 1ب 1فى الصورة الشمال فكانت س أ = 53.41مم ،ص أ= 50.84مم ،
س ب=88.92مم ،ص ب=46.69-مم فاحسب مناسيب نقطتى أ ،ب و المسافة
االفقية أ ،ب.
الحل
ث=1ق-2رو ، 1ث=2ق-1رو،2ث=(ث+1ث2/)2
ب أ=ث +أر ،ب ب=ث+رب
ع أ=ع-ق.ف/ب أ ،ع ب=ع-ق.ف/ب ب
س أ=ق(س أ/ب أ) ،ص أ=ق(ص أ /ب أ)
32
D
D
D
33
مثال
زوج من الصور الجوية المتداخلة التقط بكامي ار بعدها البؤرى 152.4مم و قاعدة التصوير الجوى له
كانت 2125قدم فاذا كان منسوب نقطة أ هو 927قدم فوق سطح البحر و كان فارقاالبتعاد للنقطة
أ هو 89.40مم فما هو ارتفاع الطيران فوق سطح البحر لزوج الصور
ع = ع أ +ق ف \ ب أ
الحل
مثال
زوج من الصور الجوية المتداخلة التقط بكامي ار بعدها البؤرى 152.4مم و ارتفاع الطيران
5320قدم فوق مستوى البحر فاذا كان منسوب نقطة أ هو 865قدم فوق سطح البحر و كان فارق
االبتعاد للنقطة أ هو 86.27مم فاحسب طول قاعدة التصوير الجوى.
الحل
ق=(ع-ع أ) ب/ف
34
اذا توفر فى منطقة التداخل نقطتين معلومتى االحداثيات االرضية او معلومة المسافة االفقية لبنهما و
كذلك منسوبهما فمن الممكن حساب طول قاعدة التصوير
أب=√(س أ-س ب)( + 2ص أ-ص ب)2
35
متفرقات
36
تكبير الخرائط
الغرضًمنًتكبيرًالخرائط
طرقًتكبيرًالخرائط
• طريقةًالمربعات
• طريقةًبرجلًالتناسب
• طريقةًجهازًالبانتوجراف
37
المساحة الجيوديسية
حساب ارتفاع االبراج و الرؤية المتبادله
المثلث الكروى و حساباته
38
ايجاد ارتفاع االبراج و تبادل الرؤية
• نظ ار لكروية االرض فان كل نقطة ترى اى نقطة اخرى منخفضة الن
اتجاه حط النظر يكون مماسا لسطح االرض عند نقطة الرصد
h= S2/2R
ارتفاع البرج الالزم للتغلب على كروية االرض بالمتر h
نصف قطراالرض بالكيلو مترات R
المسافة بالكيلو مترات S
39
• نظ ار لوجود انكسار للضوء فان خط النظر يسير فى خط منحنى
يقترب من االرض بضعف معامل االنكسار.
• فاذا كان معامل االنكسار kفان انحناء خط النظر مقتربا الى االرض
بمقدار 2kو بالتالى فان ارتفاع البرج للتغلب على كروية سطح
االرض بكون-:
)h= (S2/2R)(1-2k
k=0.07 at ordinary cases but equal to 0.08 at see level
R=6370km
h (m) = 0.0675 S2 (km)→ S2=14.81 h
h in meter and S in km
40
Example
Two stations A, B with heights 121.14m, 134.28m and a
distance of 96km apart. Check the indivisibility in-between.
Solution
h = 134.28m
h = 121.14m
S2
B
S1
A
S12 = 14.81 x 121.14 → S1 = 42.36 km
S2 = 96 – 42.36 = 53.64 km
hB = 0.0675 x 53.642 = 194.23 km
HB = 194.23 – 134.28 = 59.96 m
41
S22 = 14.81 x 134.28 → S1 = 44.59 km
S1 = 96 – 44.59 = 51.41 km
hA = 0.0675 x 51.412 = 178.37 km
HA = 178.37 – 121.14 = 57.23 m
From calculations the distance to see the two tours equals to
44.59 + 42.36 = 86.95 km while the actual distance between
the two tours equal to 96 km so, the difference equal to
96 – 86.95 = 9.05 km
So, we will construct tour at the mid distance between the two
tours with height equal to 0.0675 x 9.052 = 1.4 m
42
المثلث الكروى و حساباته
z
90
90 -
-h
t
90 -
e
sine rule
sin t sin z sin e
cos h = cos = cos
cos rule
sin = sin sin h + cos cos h cos e
sin h = sin sin + cos cos cos t
sin = sin h sin + cos h cos cos z
tan rule
cos 12 (e+z)
1
tan 2 h = cos 1 (e-z)
2
43