Фотограмметрическая фиксация.
Выполнение обмеров памятников архитектуры классическим методом требует значительных затрат времени, особенно на труднодоступных и сложных архитектурных сооружениях. В этом случае с успехом может быть использована фотограмметрическая фиксация.
Применение фотограмметрического обмера памятников архитектуры целесообразно при невозможности обмеров ручным способом из-за отсутствия лесов; при необходимости фиксации памятников, находящихся в аварийном или руинированном состоянии; для быстрой фиксации памятника в экстренных случаях; для выполнения архитектурно-археологического обмера повышенной точности; для фиксации археологических зондажей и раскопок на памятнике; при обмерах сложных памятников с многочисленным неповторяющимся декором.
Фотограмметрический обмер памятника складывается из двух этапов, фотограмметрического обмера в натуре, что включает в себя фотосъемку памятника и некоторые геодезические измерения на нем, и камеральной обработки этих материалов с целью получения обмерных чертежей и данных.
Съемка объекта производится либо одиночными фотограмметрическими камерами, такими, как фототеодолит или универсальная фотограмметрическая камера УМК, с двух выбранных в натуре точек, расстояние между которыми называют базисом, либо стереофотограмметрическими камерами, имеющими постоянный базис,—SMK, УМК с применением двойной подвески (Цейс, Иена) и т.п.
Стереофотограмметрические камеры применяют для съемки небольших памятников, отдельных частей памятника, деталей и при съемке интерьера.
Для съемки фасадов применяют фототеодолит, универсальную камеру УМК и другие камеры. В фототеодолите фотопластина располагается в фокальной плоскости объектива, что рассчитано на резкое изображение отдаленных предметов, поэтому для съемки с близких расстояний фототеодолит непригоден.
Универсальная фотограмметрическая камера УМК позволяет производить съемку с расстояния от 3,5 м. Преимуществом этой камеры является возможность съемки с наклоном оптической оси на 15, 30, 60, 90°.
Расстояние от камеры до снимаемого объекта определяется его высотой и называется отстоянием. Если отстояние выбрано, то производят расчет длины базиса. Длина базиса съемки может быть выбрана в пределах от 1/4 до 1/20 достояния. Максимальное значение базиса следует из условий стереоскопической видимости — с увеличением базиса при неизменном отстоянии уменьшается величина зоны стереоскопического наблюдения.
Минимальное значение обусловливается точностью обработки снимков на приборах. Оптимальная величина базиса равна 0,4 отстояния. В этом случае наиболее полно используется площадь снимка.
Базис съемки желательно располагать параллельно объекту, что в дальнейшем облегчает обработку снимков.
Съемка производится поочередно с правой и левой точек базиса. Фототеодолит и камера УМК имеют специальное устройство для ориентирования камеры при съемке относительно горизонта и базиса съемки.
Выдержку определяют по экспонометру. Для съемки применяют репродукционные фотопластинки от 1 до 8 ед. ГОСТ, желательно контрастные или особо контрастные.
Перед экспонированием необходимо установить на регистрирующих барабанчиках камеры номер станции, вид съемки, с тем, чтобы эти данные изобразились на фотопластине.
По окончании съемки измеряется базис стальной компарированной рулеткой.
После фотообработки материалов съемки производят оценку фотографического и фотограмметрического качества негативов. Если на негативе изобразилось менее трех координатных меток, негативы считаются непригодными для дальнейшей фотограмметрической обработки. Наличие пятен и царапин также может их сделать непригодными. Следует проверить прилегание фотопластины к прикладной рамке камеры в момент фотографирования. Проверку производят сравнением расстояния между координатными метками на негативе и эталоне или же «на глаз» по диаметру координатной метки.
После проверки качества негативов их складывают по парам эмульсией друг к другу. Каждая пара помешается в отдельный пакет, на нее заполняется инвентарная карточка, где указывается наименование объекта, местоположение, сюжет съемки, условия съемки, базис фотографирования, дата и исполнитель. С каждого негатива изготавливается контрольный отпечаток размером 6X9 и наклеивается с обратной стороны карточки. Все материалы съемки сдаются в архив.
Случаи съемки, возникающие при обмере памятника архитектуры, можно свести к следующим:
Предпочтительно применять нормальный случай съемки, так как фотограмметрическая обработка снимков в этом случае менее трудоемка.
При равномерно - отклоненном случае съемки с одного базиса делают три пары снимков: стереопару нормального случая и стереопары со скосом вправо и влево, что обеспечивает захват объекта по ширине.
Равномерно - наклоненный случай применяется при съемке высоких сооружении. когда невозможно выбрать необходимое отстояние в условиях узких улиц, дворов, проездов, внутри помещений.
Для последующей фотограмметрической обработки снимков необходимо знать плановое положение четырех опорных точек на стереопаре или одиночном снимке в случае обработки на фототрансформаторе (четвертая точка берется для контроля). Обычно эти точки выбираются в одной плоскости и располагаются но углам прямоугольника. Положение опорных точек определяется при помощи теодолита или непосредственными ручными промерами. Опорные точки выбираются на четко читающихся контурах, а если четких контуров нет, то до фотографирования производится маркировка выбранных точек. Точки маркируют мелом, легкосмывающсйся краской или наклеивают бумажные марки.
При обмере сложного и большого по объему памятника архитектуры желательно создать на фасадах опорную сеть точек, которая будет служить скелетом при дальнейшей стереорисовке и ласт возможность получить все обмерные чертежи в одной системе отметок. Координаты опорных точек, полученные геодезически прямой засечкой, наносят на основу, на которой затем производится масштабирование, горизонтирование стерео модели и стереорисовка.
Камеральная фотограмметрическая обработка материалов съемки дает возможность получать чертежи фасадов, планов и различные профили.
Фотограмметрический обмер может быть выполнен в форме непрерывного контура с полной прорисовкой всех деталей, а также может быть произведен обмер по точкам.
В первом случае обработка ведется на универсальных стереообрабатывающих приборах типа: Стереопланиграф, Технокарт, Топокарт. Это так называемый графомеханический способ, позволяющий получать с прибора готовый чертеж, требующий только дополнительного оформления. Снабженные системой переключения осей, они дают возможность получать сечения в различных плоскостях.
Принцип работы на этих приборах одинаков и сводится к следующему: подготовительные работы, взаимное ориентирование снимков, геодезическое ориентирование и масштабирование модели, стереоскопическая рисовка контуров.
Особое внимание при рисовке следует обратить на вычерчивание круглых элементов объекта, имеющих форму тела вращения — колонн, куполов и др. В этих случаях изображение на снимках не соответствует диаметру поперечного сечения, а всегда меньше и соответствует сегменту окружности поперечного сечения тела, поэтому диаметр уточняется в результате переключения осей прибора и получения сечения в плане.
Другой метод позволяет производить обмер объекта по точкам. При помощи приборов стереокомпаратора, стекометра определяют координаты отдельных точек памятника, которые наносят в заданном масштабе на основу, и вычерчивание производят по точкам. Этот метод является очень точным, но вследствие большого объема вычислительных работ применяется лишь в тех случаях, когда требуется с большой точностью определить небольшое количество точек.
Измерение модели на стереокомпараторе и стекометре производят также для определения деформаций объекта или отдельных его частей. С применением электронно-вычислительных машин эффективность этого метода значительно возрастает.
В вышеперечисленных методах обработки материалов стереосъемки мы имели дело с парой снимков. Однако возможна фотограмметрическая обработка одиночного снимка в том случае, если объект имеет незначительный рельеф. В этом случае обработка негатива производится на фототрансформаторе. В результате может быть получен графический план или фотоплан.
Выбор технической схемы фотограмметрического обмера памятника архитектуры обусловливается величиной и сложностью объекта, назначением работ и требуемой точностью, степенью ограничения технических условий съемки, зависящих от окружающей среды, техническими характеристиками имеющихся приборов.
Применение фотофамметрического обмера памятников архитектуры предполагает создание группы со специально обученным персоналом, оснащенной необходимой съемочной и обрабатывающей аппаратурой.
Современная практика наглядно показывает, что, несмотря на высокую стоимость фотограмметрических приборов, метод фотофамметрического обмера по сравнению с классическим методом имеет значительные экономические преимущества. Однако они в значительной степени зависят от сложности объекта и от технических характеристик применяемых приборов.
Применение фотограмметрического метода обмера не означает полного отказа от классического метода, так как в ряде случаев может быть более целесообразно применение именно классического метода, тогда как фотофамметрический метод может быть экономически менее эффективен. Это относится к обмеру простых и небольших по объему памятников, отдельных его частей или простых и доступных деталей элементов и главным образом с помощью обмеров с последующим изготовлением по ним чертежей. Во всех этих случаях необходима предельно возможная точность осуществляемых работ.
---
Источник:книга: Реконструкция и реставрация историко-архитектурного наследия.
Саратов: изд-во "Аквариус", 2003.
Учебное пособие.
Автор: Н.А.Попова
Аннотация: Учебное пособие разработано для студентов специальности «Архитектура» при изучении курса «Реконструкция и реставрация историко-архитектурного наследия», а также для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» по курсу «Реконструкция зданий, сооружений и застройки». Пособие предназначено для самостоятельной работы по ключевым темам, посвященным обследованию, охране и составлению проектов реконструкции и реставрации историко-архитектурного наследия. В работе рассмотрены примеры зарубежной практики реконструкции и реставрации. Приведены необходимые законодательные документы, принятые на международных конгрессах по сохранению, использованию наследия, методах и режимах реконструкции и реставрации. В работе редкие материалы и законодательные акты, которые трудно найти в литературе. Материалы могут быть использованы при курсовом и дипломном проектировании, научном исследовании исторической застройки, выполнении проектов реконструкции и реставрации архитекторами-реставраторами и инженерами.
Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.