Применение фотограмметрии в архитектуре
Когда мы видим архитектурные памятники и другие архитектурные сооружения, у нас редко возникает мысль, что гармония содержания и формы этих сооружений, с одной стороны, создана фантазией архитектора, а с другой стороны, является результатом согласования геометрических закономерностей.
Фантазия является личным данным архитектора, которое основывается на теории и практике. Для использования геометрических закономерностей их применения необходимы их точные чертежи, планы и карты. Самое точное изображение зданий дается фотографиями. Качество фотографий должно быть таким, чтобы по ним можно было бы определять размеры зданий. Это требование можно удовлетворить с помощью фотограмметрии.
Задачи архитектурной фотограмметрии следующие:
задачи, связанные с восстановлением зданий, и особенно памятников архитектуры;
задачи, связанные со строительством новых зданий с целью вписывания их в уже существующие архитектурные ансамбли;
задачи, направленные на определение вписывания зданий в окружающую природу;
задачи, связанные со съёмкой фасадов с целью архивного хранения.
Архитектурные сооружения, за исключением самых современных, были построены и строятся в настоящее время с вертикальными фасадами. Поэтому съёмку фасадов удобнее всего производить камерами наземной фотограмметрии с горизонтальными осями. Задачи наземной фотограмметрии при этом двойные: с одной стороны, надо изготовить фотограмметрический снимок, а с другой стороны, его надо обработать на фотограмметрическом приборе.
При съемке зданий с помощью фотограмметрии характерным является тоже самое основное требование, которое предъявляется и при картографировании. Изготовленная карта, чертёж фасада или план здания должны быть абсолютно объективными, они должны точно отображать действительность, как в отношении общей формы, так и в отношении деталей.
Применение фотограмметрии для съемки архитектурных сооружений с точки зрения экономики определяется рядом факторов:
1. цели и задачи съемки;
2. размер и форма сооружений и число деталей;
З. характер конечного продукта;
4. требуемая точность измерений:
5. местные данные.
В зависимости от этих данных меняется и метод фотограмметрической съемки. Для реставрации фасадов зданий съемка производится в масштабе 1 : 50 или 1 : 100. При перестройке зданий требуются не только чертежи фасадов, но и планы внутреннего устройства зданий, чертежи конструкций, профили, и повышаются требования к их точности. В этом случае съемка ведётся не только с помощью фотограмметрии, но и с помощью геодезии.
Требуемая точность съемки является важным фактором при выборе метода съемки.
Местные данные также очень влияют на выбор метода, в случае загороженного здания фотограмметрический метод может быть совсем не применим.
Метод фотографирования определяется размерами фасада, местом его расположения и числом деталей. Важно, что при изготовлении съёмки архитектурных сооружений с одним снимком обязательно учитывалась разница глубины фасадов. Горизонтальное расстояние откладывается по горизонтальной оси, а по вертикальной оси – разница глубины в см. Не забываем и про высоту здания. Так ошибка, возникающая из-за разницы глубины, может быть исправлена с помощью трансформирования и переведена в допустимую.
Обработка фотограмметрических снимков для решения задач архитектурного характера может производиться следующими образами:
- графическая обработка,
- цифровая обработка,
- комбинированный способ.
Графическая обработка может вестись следующими методами:
а) методом перспективной сети. С помощью этого метода снимаются такие здания, у которых фасад представляет собой одну плоскость (части фасадов, стены с мозаикой, картины народного искусства на стенах;
б) методом центрального графического проектирования, с помощью радиусов проектирования по двум снимкам. Этим методом могут изображаться фасады зданий сильно расчлененные в пространстве и обладающие большим числом деталей;
в) метод составления фототрансформированного изображения фасада;
г) методом обработки на стереофотограметрическом приборе. С помощью пары снимков восстанавливается стереоскопическая модель здания и на её основе рисуется чертёж фасада.
Цифровая обработка может вестись следующим образом: а) монокулярная обработка нормальной стереограммы с помощью точной линейки; б) обработка нормальной стереограммы под стереоскопом со стерео-микрометром; в) обработка нормальной стереограммы на стереокомпараторе или стекометре.
Комбинированная обработка производится следующим образом: а) обработка на стереоавтографе или стереометрографе пространственной модели по паре снимков с аффинным искажением; б) цифровая обработка главных точек фасада с фототрансформированием деталей фасада.
Точность и эффективность фотограмметрической обработки.
Точность чертежей фасадов здания, полученных фотограмметрическим путём, зависит от трёх факторов: 1) от точности используемого снимка, которая определяется освещением здания, качеством камеры, светочувствительного материала и метода его проявления и хранения; 2) от точности фотограмметрического инструмента и метода обработки снимков; 3) от точности геодезической основы.
Точность обработки снимков по точкам определяется средней ошибкой, которая характеризует точность положения в плоскости точек модели и зависит от средней ошибки опознавания точек и от соотношения масштабов снимка и модели.
Для определения экономичности фотограмметрического метода применяется несколько способов статистической обработки. Для одной из них требуется определить время, затраченное на изготовление чертежа фасада размером 10x10 см. L = Mчертеж / 20
Величину расходов, затраченных на изготовление 1 м2 фасада, определить ещё сложнее. Так же трудно определить в процентах от всей стоимости величину расходов на отдельные процессы. Удобнее всего затраты материальные и по времени для этого метода определять относительно тех же данных геодезического метода. Установлено, что по затраченному времени этот метод экономичнее, чем геодезический, на 40-60%, а по материальным расходам - на 10-25%.
Резюме
Архитектурная фотограмметрия является только одним из видов применения фотограмметрии. 3адачи её заключаются в изготовлении планов и чертежей фасадов архитектурных памятников и прочих зданий, и сооружений с целью их реконструкции, проектирования и архивного хранения. Съёмка фасадов ведётся фотограмметрическим методом с одним снимком или методом стереофотограмметрии.
В работе даётся описание съёмочных камер и обрабатывающих приборов, применяемых в архитектурной фотограмметрии. Описываются методы обработки снимков. Чертеж и планы фасадов изготавливаются в масштабе 1 : 50 и 1 : 100. В конце работы даётся анализ точности архитектурной фотограмметрии и эффективности её применения. Точность обработки по точностью в масштабе 1 : 50 ± 2 см, а обработка по линиям ведётся с точностью ± 2,5 см.
Источник: Л.Киш Папп "Применение фотограмметрии в архитектуре" - Будапешт, 1978.
Фантазия является личным данным архитектора, которое основывается на теории и практике. Для использования геометрических закономерностей их применения необходимы их точные чертежи, планы и карты. Самое точное изображение зданий дается фотографиями. Качество фотографий должно быть таким, чтобы по ним можно было бы определять размеры зданий. Это требование можно удовлетворить с помощью фотограмметрии.
Задачи архитектурной фотограмметрии следующие:
Архитектурные сооружения, за исключением самых современных, были построены и строятся в настоящее время с вертикальными фасадами. Поэтому съёмку фасадов удобнее всего производить камерами наземной фотограмметрии с горизонтальными осями. Задачи наземной фотограмметрии при этом двойные: с одной стороны, надо изготовить фотограмметрический снимок, а с другой стороны, его надо обработать на фотограмметрическом приборе.
При съемке зданий с помощью фотограмметрии характерным является тоже самое основное требование, которое предъявляется и при картографировании. Изготовленная карта, чертёж фасада или план здания должны быть абсолютно объективными, они должны точно отображать действительность, как в отношении общей формы, так и в отношении деталей.
Применение фотограмметрии для съемки архитектурных сооружений с точки зрения экономики определяется рядом факторов:
1. цели и задачи съемки;
2. размер и форма сооружений и число деталей;
З. характер конечного продукта;
4. требуемая точность измерений:
5. местные данные.
В зависимости от этих данных меняется и метод фотограмметрической съемки. Для реставрации фасадов зданий съемка производится в масштабе 1 : 50 или 1 : 100. При перестройке зданий требуются не только чертежи фасадов, но и планы внутреннего устройства зданий, чертежи конструкций, профили, и повышаются требования к их точности. В этом случае съемка ведётся не только с помощью фотограмметрии, но и с помощью геодезии.
Требуемая точность съемки является важным фактором при выборе метода съемки.
Местные данные также очень влияют на выбор метода, в случае загороженного здания фотограмметрический метод может быть совсем не применим.
Метод фотографирования определяется размерами фасада, местом его расположения и числом деталей. Важно, что при изготовлении съёмки архитектурных сооружений с одним снимком обязательно учитывалась разница глубины фасадов. Горизонтальное расстояние откладывается по горизонтальной оси, а по вертикальной оси – разница глубины в см. Не забываем и про высоту здания. Так ошибка, возникающая из-за разницы глубины, может быть исправлена с помощью трансформирования и переведена в допустимую.
Обработка фотограмметрических снимков для решения задач архитектурного характера может производиться следующими образами:
- графическая обработка,
- цифровая обработка,
- комбинированный способ.
Графическая обработка может вестись следующими методами:
а) методом перспективной сети. С помощью этого метода снимаются такие здания, у которых фасад представляет собой одну плоскость (части фасадов, стены с мозаикой, картины народного искусства на стенах;
б) методом центрального графического проектирования, с помощью радиусов проектирования по двум снимкам. Этим методом могут изображаться фасады зданий сильно расчлененные в пространстве и обладающие большим числом деталей;
в) метод составления фототрансформированного изображения фасада;
г) методом обработки на стереофотограметрическом приборе. С помощью пары снимков восстанавливается стереоскопическая модель здания и на её основе рисуется чертёж фасада.
Цифровая обработка может вестись следующим образом: а) монокулярная обработка нормальной стереограммы с помощью точной линейки; б) обработка нормальной стереограммы под стереоскопом со стерео-микрометром; в) обработка нормальной стереограммы на стереокомпараторе или стекометре.
Комбинированная обработка производится следующим образом: а) обработка на стереоавтографе или стереометрографе пространственной модели по паре снимков с аффинным искажением; б) цифровая обработка главных точек фасада с фототрансформированием деталей фасада.
Точность и эффективность фотограмметрической обработки.
Точность чертежей фасадов здания, полученных фотограмметрическим путём, зависит от трёх факторов: 1) от точности используемого снимка, которая определяется освещением здания, качеством камеры, светочувствительного материала и метода его проявления и хранения; 2) от точности фотограмметрического инструмента и метода обработки снимков; 3) от точности геодезической основы.
Точность обработки снимков по точкам определяется средней ошибкой, которая характеризует точность положения в плоскости точек модели и зависит от средней ошибки опознавания точек и от соотношения масштабов снимка и модели.
Для определения экономичности фотограмметрического метода применяется несколько способов статистической обработки. Для одной из них требуется определить время, затраченное на изготовление чертежа фасада размером 10x10 см. L = Mчертеж / 20
Величину расходов, затраченных на изготовление 1 м2 фасада, определить ещё сложнее. Так же трудно определить в процентах от всей стоимости величину расходов на отдельные процессы. Удобнее всего затраты материальные и по времени для этого метода определять относительно тех же данных геодезического метода. Установлено, что по затраченному времени этот метод экономичнее, чем геодезический, на 40-60%, а по материальным расходам - на 10-25%.
Резюме
Архитектурная фотограмметрия является только одним из видов применения фотограмметрии. 3адачи её заключаются в изготовлении планов и чертежей фасадов архитектурных памятников и прочих зданий, и сооружений с целью их реконструкции, проектирования и архивного хранения. Съёмка фасадов ведётся фотограмметрическим методом с одним снимком или методом стереофотограмметрии.
В работе даётся описание съёмочных камер и обрабатывающих приборов, применяемых в архитектурной фотограмметрии. Описываются методы обработки снимков. Чертеж и планы фасадов изготавливаются в масштабе 1 : 50 и 1 : 100. В конце работы даётся анализ точности архитектурной фотограмметрии и эффективности её применения. Точность обработки по точностью в масштабе 1 : 50 ± 2 см, а обработка по линиям ведётся с точностью ± 2,5 см.
Источник: Л.Киш Папп "Применение фотограмметрии в архитектуре" - Будапешт, 1978.
