Определение деформаций объекта

Определение деформаций объекта производят чаще различными геодезическими методами, позволяющими уловить весьма малые перемещения. Однако они не дают возможности фиксировать перемещение всех точек в один и тот же момент времени. В этом отношении фотограмметрические методы имеют преимущество, хотя по точности они уступают геодезическим методам.

Определения деформаций фотограмметрическими методами выполняют путём сравнения между собой снимков объекта, полученных до и после появления деформаций. Для определения деформаций используются как одиночные снимки, так и стереопары. Одиночные снимки позволяют определить деформации в плоскости, параллельной плоскости снимка. По стереопарам выявляют пространственные смещения точек объекта.

Параметры фотосъёмки рассчитывают, исходя из заданной точности определения деформации. Для фотосъёмки одиночными снимками основным параметром является отстояние; для стереофотосъёмки - отстояние и базис фотографирования. С целью повышения точности определения деформаций выполняют многократную фотосъёмку объекта. Перед фотосъёмкой на поверхности объекта производят маркировку точек, смещения которых нужно определить, и точек, которые являются неподвижными (заранее известно, что они не будут смещаться). Эти точки используют в качестве опорных.

Существует два способа определения деформаций: 1) нулевого базиса и 2) стереофотограмметрический.

Способ нулевого базиса или способ смещений используется тогда, когда деформационные процессы происходят в плоскости, параллельной плоскости снимка. Фотосъёмки выполняют при следующих условиях:

- используется одна и та же фотокамера;

- главная оптическая ось фотокамеры является перпендикуляром к плоскости, в которой нужно определить смещения;

- пространственная ориентация фотокамеры должна быть неизменной;

- отстояние Y фотокамеры от исследуемого объекта измеряется либо непосредственно, либо по стереопаре, которую получают со вспомогательного базиса фотографирования.

Формулы расчёта смещений DX и DZ точек объекта имеют вид:

(19)

где x₁, z₁ - координаты, измеренные на снимке первого сеанса,

X₁, Z₁ - координаты точки объекта, вычисленные по координатам x₁, z₁,

x₂, z₂ - координаты, измеренные на снимке второго сеанса,

X₂, Z₂ - координаты точки объекта, вычисленные по координатам x₂, z₂.

Ожидаемую точность определения деформации этим способом рассчитывают по формулам:

. (20)

На основании этих формул можно сделать вывод, что точность определения деформации будет возрастать с уменьшением отстояний и увеличением фокусного расстояния фотокамеры.

Стереофотограмметрический способ позволяет определять деформации на объекте вдоль трёх координатных осей. В этом случае производят фотосъёмку с одного и того же базиса до и после деформации. Расчёты выполняют по формулам:

,

где x_л1, x_п1, x_л2, x_п2, z_л2, z_л1 - абсциссы и аппликаты точки, измеренные на левом и правом снимках стереопар, полученных до и после деформации, b - базис фотографирования в масштабе снимков.

Точность определения деформации стереофотограмметрическим способом можно повысить, если измерения снимков вести по способу нулевого базиса. В этом случае формулы определения деформаций будут иметь вид:

где x_l, Dx_l, z_1, Dz₁ - измеренные значения координат точек на снимках, полученных с левого конца базиса до и после деформации;

x₂, Dx₂, z_2, Dz₂ - измеренные значения координат точек на снимках, полученных с правого конца базиса до и после деформации.

Однако повышение точности определения деформаций будет только вдоль координатных осей, параллельных плоскости снимка, и будет соответствовать способу нулевого базиса.