Сборная конструкция опознавательного знака для аэрогеодезических работ

Полезная модель относится к области получения картографических материалов (ортофотопланов) при проведении аэрогеодезических работ и может быть применена для определения координат точек геодезического съемочного обоснования с использованием опознавательных знаков (опознаков) в виде сборной конструкции.
Известен способ маркировки полевых опознаков, заключающийся в определении координат пространственной линейно-угловой засечкой завиваемого вертолета в запроектированной зоне и определения его высоты с помощью троса-высометра, отличающийся тем, что, с целью обеспечения воздушного маркирования полевых опознаков, фотографируют аэрофотоаппаратом маркер на фоне окружающей его местности в момент касания груза с землей (Авторское свидетельство СССР №701216, МПК G01C11/00, 2001).
Существенным недостатком данного способа является ограничение его использования только с вертолетами без возможности применения на современных малозатратных беспилотных летательных аппаратах.
Известен также способ маркирования, заключающийся в применении геодезического пункта консольного типа, который содержит кронштейн, втулку и съемную визирную цель, устанавливаемую в вертикальное отверстие кронштейна. Геодезический пункт закладывается в нижней части капитального сооружения и удобен для производства полевых геодезических работ, поскольку геодезический прибор устанавливается под визирной целью по нитяному отвесу (Пихлик В. Исследование возможности применения фотограмметрии для съемки застроенных территорий в масштабе 1:1000. – «Геодезия и картография», 1973 №2).
Недостатком данного способа является то, что координаты данного геодезического пункта определяются только дорогостоящими и малопроизводительными полевыми геодезическими методами. Применение более производительного аэрофотогеодезического метода для такого пункта невозможно, в связи с тем, что визирная цель такого геодезического пункта не изображается на аэроснимке.
Известен способ маркировки полевых опознаков, заключающийся в применении геодезического пункта, предназначенного для определения координат пунктов съемочного обоснования на застроенной территории, который снабжен маркировочным знаком, устанавливаемом на местных предметах, земной поверхности, крышах сооружений или специальных подставках-шестах (Коськов Б.И. Справочное пособие по съемке городов. – 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Недра, 1986.- 334 с., ил.).
Основным его недостатком является то, что маркировка наносится на плоскую поверхность, вследствие чего координаты геодезического центра маркированного знака, зачастую искажаются из-за эффекта «бликования», т.е. отражения света от светопоглощающей зоны плоского знака. Кроме того, размеры маркировочного знака не учитывают высоты съемки, и на большой высоте могут быть плохо различимы при плотной застройке или плохой видимости.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является использование в качестве опознаков, нанесенные на фоне подстилающей поверхности, геометрические формы при помощи красящих веществ (Инструкция по топографической съёмке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. ГКИНП–02–033–79. – Введ. 1983–01–01. – М.: Недра, 1982. – 160 с.).
Известный способ не является труднозатратным и дорогостоящим, маркировку точек выполняют с помощью шаблона из фанеры длиной лучей 30 - 40 см и шириной 20 - 30 см. Центр шаблона укладывают с точностью до 1 см по центру маркируемой точки, стороны шаблона покрывают стойкими красящими веществами. Вместе с тем, известный способ имеет ряд недостатков: красящие вещества достаточно плохо ложатся и заметны на грунтовой поверхности и растительности, процесс создания опознаков занимает много времени, кроме того, прорисовка опознака может производиться только на твердой поверхности: асфальтобетон, бетон и т.п. В лесной зоне его применить невозможно.
Технической задачей заявляемого изобретения является усовершенствование способа маркировки опознаков, а также повышения качества изображения опознака на аэроснимках.
Техническая задача достигается тем, что предлагается сборная конструкция опознаков из обработанных листов, например, фанеры, окрашенных водостойкой матовой краской сигнально-желтого (RAL1026) или сигнально-оранжевого (RAL2010) цвета, которая позволит получать контрастные изображения опознаков на аэроснимках на любом фоне подстилающей поверхности. В зависимости от высоты аэросъёмки используемые листы фанеры собираются в заданные конструкции, что также позволяет получать качественные изображения опознака на аэроснимках для дальнейшего построения модели рельефа.
На фиг.1 изображен лист, например фанеры  сборной конструкции; на фиг.2 - сборная конструкция по типу 1 для аэросъемки высотой до 50 м; на фиг.3 - сборная конструкция по типу 2 для аэросъемки высотой до 100 м; на фиг.4 - сборная конструкция то типу 3 для аэросъемки высотой до 200 м; на фиг.5 - пример изображения сборной конструкции опознака по типу 2 на аэроснимке.
Сборная конструкция состоит из прямоугольных листов, например, фанеры, толщиной 5мм, скрепленных между собой при помощи болтовых соединений, в центре и на краях каждого листа фанеры прорисованы окружности черного цвета dØ100мм.  Опознак представляет собой плоскую поверхность, покрытую матовой краской сигнально-желтого (RAL1026) или сигнально-оранжевого (RAL2010) цвета, с шириной поверхности 150 мм и длиной 1000 мм.
Толщина листов фанеры сборной конструкции опознаков 5 мм определена в ходе натурных экспериментальных исследований исходя из условия минимально возможного веса при достаточной жесткости и прочности конструкции опознака.
Ширина поверхности 150 мм и длина 1000 мм листов фанеры сборной конструкции опознаков определена в ходе натурных экспериментальных исследований, в рамках которых оценивалось качество изображения опознаков на аэроснимках с различными геометрическими размерами листов фанеры при съемке с высоты 200 м. Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты натурных экспериментальных исследований по оценке качества изображения опознаков на аэроснимках
Геометрические размеры элемента опознака (прямоугольного листа фанеры)
Качество изображения опознака при съемке с высоты 200 м
Ширина, мм
Длина, мм
1
50
500
2
100
500
3
150
500
4
200
500
5
250
500
6
50
750
7
100
750
8
150
750
Удовлетворительное
9
200
750
Удовлетворительное
10
250
750
Удовлетворительное
11
50
1000
Неудовлетворительное
12
100
1000
Удовлетворительное
13
150
1000
14
200
1000
15
250
1000
16
50
1250
17
100
1250
Удовлетворительное
18
150
1250
Хорошее
19
200
1250
Хорошее
20
250
1250
Хорошее
21
50
1500
Неудовлетворительное
22
100
1500
Удовлетворительное
23
150
1500
Хорошее
24
200
1500
Хорошее
25
250
1500
Хорошее
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что хорошее качество изображения опознака на аэрофотоснимках можно получить при минимальных геометрических размерах фанеры сборной конструкции опознаков: ширина поверхности 150 мм и длина 1000 мм.
Таким образом, геометрические размеры листов фанеры: толщина 5 мм, ширина поверхности 150 мм и длина 1000 мм являются достаточными и необходимыми для обеспечения хорошего качества изображения опознаков на аэрофотоснимках.
Использование сборочной конструкции как способа маркирования полевых опознаков по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества:
При обработке полученных снимков в ходе аэросъёмки или лазерного сканирования местности, за счет геометрической формы – крест или квадрат, возможно определить величину искажения снимка.
Появляется возможность определения масштаба снимаемого изображения, за счет известных реальных размеров конструкции.
Благодаря матовой поверхности сборная конструкция на бликует на свету, а за счет правильно выбранного цвета - сигнальный желтый (RAL1026 или сигнальный оранжевый (RAL2010), она будет заметна на любом фоне подстилающей поверхности.
Сборная конструкция обеспечивает легкость транспортировки и удобство при монтаже/демонтаже, а также возможность сборки различной геометрической формы.
Возможность демонтажа конструкции позволяет проводить геодезические работы без нанесения ущерба окружающей среде, а также в дальнейшем многократно использовать сборную конструкцию.
Сравнение заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод о том, что оно соответствует критерию «новизна», т.к. заявляемая сборная конструкция в качестве опознаков позволяет получать качественные изображения опознаков на снимке, за счет яркой окраски и четкой геометрической формы.
Заявляемая сборная конструкция опознаков может быть использована в области построении цифровой модели рельефа местности, воздушной фотосъемке и геодезических работах, изготовлена из известных науке и технике материалов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «промышленная применимость».
Изготавливают заявляемую конструкцию из обработанных листов, например, фанеры, толщиной 5мм. Листы имеют прямоугольную форму с размерами 150х1000мм, с отверстиями для монтажа dØ5мм. Полученные листы подвергаются покрытию водостойкой матовой краской сигнально-желтого (RAL1026) или сигнально-оранжевого (RAL2010) цвета. В центре и по краям каждого листа прорисованы окружности черного цвета dØ100мм., служащие для лучшей видимости центра визирования на аэроснимках.