Геодезия

ШВЕЙЦАРСКАТА ФОТОГРАМЕТРИЧНА АПАРАТУРА

Ст. н. с. д-р инж. Иван Кацарски

Увод

Тази статия цели да запознае геодезическата колегия с развитието и производството на фотограметрична апаратура в Швейцария. Това е продиктувано от обстоятелството, че българската фотограметрия още от своето начало през 30-те години на миналото столетие е тясно свързана с тази апаратура.

След някои данни за Швейцария са изложени по-важните фактори за развитието на швейцарската фотограметрична апаратура и са разгледани четирите основни периода на нейното развитие (аналогов, аналитичен, интерактивен, дигитален), както и камерите за заснемане от земята и въздуха. Статията завършва с кратка информация за използваната швейцарска фотограметрична апаратура у нас.

Страната

Конфедерация Швейцария не е участвала в международни конфликти от 1815 г. насам. Легендата разказва, че през 1291 г. представители на трите кантона Ури, Швиц и Нидвалден са подписали Федерална Харта, обединяваща ги в борба срещу династията Хабсбурги. На 15 ноември 1315 г. швейцарската армия победила хабсбургската и осигурила полуавтономия на страната. Днес Швейцария е федеративна парламентарна република от 26 кантона, като всеки отделен има свое правителство, парламент и конституция. Законодателната власт се състои от Федерално събрание с две камари – Национален съвет от 200 депутати и Съвет на кантоните. Всяка година Съветът избира президента на Конфедерацията, а годишно се провеждат по няколко референдума.

Федералното правителства контролира армията, железниците, пощите и международните връзки. В страната се намират централите на повече от 150 световни организации. Въпреки че през войните Швейцария е неутрална, всички мъже задължително минават военна служба.

Географски страната е разположена на три района: планините Юра на север, Швейцарското плато в центъра и Алпите на юг. Всеизвестен факт е, че страната е сред най-богатите в Европа, въпреки липсата на природни богатства и обработваеми площи. Това се дължи на добре развитата банкова система, туризма и промишлеността. В Швейцария действат около 4 хил. финансови институти, а банките държат 35-40% от собствеността и имуществото на части и юридически лица.

Начало, фактори, развитие

Историята на фотограметрията в Швейцария е тясно свързана с Швейцарското дружество по фотограметрия и дистанционни изследвания – SSPIARS (основано 1928 г.), както и с двете фирми Kern Aаrau (основана 1819 г.) и Wild Heerbrugg (основана 1921 г.). Както е известно тези две фирми носят имената на основателите им – Christian Kern и Heinrich Wild. През 1990 г. фирмите се обединяват в концерна Leica Geosystems.

Върху производството на фотограметрична апаратура в Швейцария влияят следните по-съществени фактори:

– Развитието на фотографията във Франция и Германия през ХІХ столетие.

– Теоретичните основи на фотограметрията, разработени в Германия през ХІХ и ХХ столетие.

– Потребността от топографски карти през периода между Първата и Втората световна война.

– Високата организация на производството в германската фирма Zeiss Jena (основана 1846 г.) и фирмата Kern.

– Комерсиалната дейност и вложените финансови средства от редица предприятия.

Развитието на швейцарската картировъчна фотограметрична апаратура обхваща четири основни периода: аналогов период; аналитичен период; период на интерактивните графични системи; дигитален период. Освен тях в статията са третирани също така двата основни вида фотограметрични камери: земни фотограметрични камери и аерофотокамери и дигитални аероснимачни системи.

Аналогов период

Този период е характерен с необичайно дългата си продължителност, обхващащ годините от 1922 до 1990 г. Една част от създадената аналогова апаратура е била модернизирана посредством дигитален извод на информацията, който заменя графичния извод, както и свързването й с персонални компютри.

Първият швейцарски аналогов апарат Autograph А1 е произведен от фирмата Wild и е пуснат в експлоатация през 1922 г., но са произведени само три прототипа. Предназначен е за работа с земни стереоснимки. Последният швейцарски аналогов апарат PUG5 e произведен от същата фирма и е пуснат в експлоатация през 1984 г. Предназначен за маркиране и пренасяне на точки върху аероснимки.

Таблица 1 съдържа данни за швейцарската аналогова фотограметрична апаратура, пускана в експлоатация с начало 1922 г.

Аналитичен период

В края на 50-те години на миналото столетие финландецът Uino Vilho Helava развива в САЩ аналитичен картировъчен апарат (аналитичен плотер), в който е приложен принципа на колинеарност. Както е известно, този принцип подчинява на математическа зависимост проекционният център на аерокамерата, образната точка върху аероснимката и съответната й теренна точка да лежат на една права, т. е. да са колинеарни. В резултата на изобретението на Хелава през 1961 г. е конструиран първият аналитичен плотер АР1. Кулминация в аналитичната фотограметрична технология е системата SD2000, създадена от Leica Geosystems въз основа на колективния опит на фирмите Wild и Kern. По-късно тази аналитична система е усъвършенства в модел SD3000.

Първият швейцарски аналитичен плотер Stereomat B8 e произведен от фирмата Wild и през 1964 г., но е пуснат в експлоатация само един прототип. Предназначен е за работа със стереоснимки и притежава автоматична корелация, разработена съвместно с американската фирма Raytheon. Последният швейцарски аналитичен плотер SD3000 е произведен е пуснат в експлоатация през 1992 г. Предназначен е за всякакъв вид измервания на фотограметрични снимки и е свързан с персонален компютър.

Таблица 2 съдържа данни за швейцарската аналитична фотограметрична апаратура, пускана в експлоатация с начало 1964 г.

Период на интерактивните графични системи

Потребността от интерактивни графични системи възниква в началото на 80-те години на миналото столетие, когато започва използването им в допълнение на аналитичните фотограметрични плотери и електронните тахиметри за геодезическо заснемане. В резултат на натрупания опит в Хеербруг и Торонто е създадена работната ГИС-станция System 9, основана на архитектурата на компютрите на американската фирма SUN Microsystems. През 1989 г. тази разработка е продадена на кампанията Prime Wild GIS, а по-късно на Prime Computer. Успоредно в Аарау и Хеербруг е създадена интерактивната графическа система InfoСam за кадастрални приложения.

Първата швейцарска интерактивна графична система GeoMap е пусната в експлоатация през 1981 г. и е предназначена за автоматизирана обработка на геодезически измервания. Последната швейцарска интерактивна графична система InfoСam е пусната в експлоатация през 1985 г. и е предназначена за кадастрални приложения.

Таблица 3 съдържа данни за швейцарските интерактивни графични системи, пускани в експлоатация с начало 1981 г.

Дигитален период

Първата швейцарска дигитална работна станция DSP1 е разработена от фирмата Кern и е пусната в експлоатация през 1988 г., но е произведен само един прототип. Началото на интензивно развитие на дигиталната фотограметрия е свързано с подписаното през 1992 г. споразумение между концерна Leica Geosystems и американската фирма Helava Associates за продажба на продукцията. В резултат Leica Geosystems става изключителен дистрибутор на дигиталнта фотограметрична станция DVP, която е произведена от Helava Associates и е пусната в експлоатация през 1992 г. За периода от 1992 до 2003 г. са продаден повече от 1000 такива работни станции.

Продължителното усъвършенстване на софтуера SOCET SET довело до създаването на ефективен и производителен модулен програмен комплекс за решаване на широк кръг фотограметрични задачи посредством дигитални фотограметрични работни станции. Сега правото на собственост върху SOCET SET принадлежи на фирмата BAE Systems. Една от последните разработки на Leica Geosystems, която е въведена в експлоатация през 2004 г., е фотограметричният филмов скенер DSW700.

През 1988 г. фирмата Kern произвежда един прототип от първата швейцарска дигитална фотограметрична работна станция.

Таблица 4 съдържа данни за швейцарските дигитални фотограметрични станции и скенери на филми, пускани в експлоатация с начало 1988 г.

Земни фотограметрични камери

Първите камери за земна фотограметрия (фототеодолити) създават възможност за прилагане на стереофотограметрията в планинска местност до тогава докато за носител на камерите става самолетът. През 1926 г. фирмата Wild пуска в експлоатация своя първи фототеодолит Р3, който се произвежда в продължение на 20 години. Същата фирма през1968 г. пуска в експлоатация стереометричните камери с постоянна база С40 и С120. През 1974 г. фирмата Wild пуска в експлоатация универсалната камера за земна фотограметрия Р31.

Таблица 5 съдържа данни за швейцарските земни фотограметрични камери, произведени от фирмата Wild и пускани в експлоатация с начало 1926 г.

Аерофотокамери и дигитални аероснимачни системи

Развитието на аерофотокамерите от фирмата Wild, а в последствие от концерна Leica Geosystems, има забележителна история. Първата аерофотокамера С1, която е произведена от фирмата Wild, е пусната в експлоатация през 1926 г. Значителен напредък в конструирането на аерофотокамери има след Втората световна война, когато стъклените плаки с формат 18х18 cm са заменени с филм върху ацетатна основа, а по-късно с филм формат 23х23 cm върху полиестерна основа.

Разработването на свръхширокоъгълните обективи и въвеждането на компенсатори за изместване на изображението (FMC), както и създаването на жиростабилизиращи подставки (станоци) за аерофотокамерите завършват 80-годишният период на произвеждане на аналогови (филмови) аерокамери. Последният модел такава аерофотокамера е RC30, която е произведена от Leica Geosystems и е пусната в експлоатация през 1992 г.

Първите признаци за настъпване на дигиталната ера във фотограметрията се появяват с произведената от Leica Geosystems първата дигитална аерокамера ADS40, представляваща сканираща система, която е пусната в експлоатация през 2001 г. Неин усъвършенстван вариант, е пусната в експлоатация през 2007 г. По време на ХХІ конгрес на Международното дружество по фотограметрия и дистанционни изследвания (ISPRS), състоял се през 2008 г. в Пекин, концернът Leica Geosystems представя новата дигитална аерокамера ADS80.

Таблица 6 съдържа данни за швейцарските аерофотокамери и дигитални аероснимачни системи, пускани в експлоатация с начало 1925 г.

Швейцарската фотограметрична апаратура в България

Развитието на нашата фотограметрия е тясно свързано с Държавния географски институт (сега Военногеографска служба), който води началото си от 1891 г., когато е образувано Топографическо отделение към Генералния щаб на тогавашното Министерство на войната. Това отделение е преименувано няколко пъти.

Държавният географски институт в началото на въвеждане на фотограметрията в България доставя следната фотограметрична апаратура от фирмата Wild:

1929 г. – два стереоскопа и една ръчна аерофотокамера с фокусно разстояние 165 mm, работеща със стъклени плаки. По-късно са доставяни и други аерофотокамери формат 18х18 cm, които постепенно са бракувани.

1930 г. – три фототеодолита с по две фотокамери (фокусни разстояния 165 mm и 240 mm), формат 10х15 сm.

1931 г. – Стереокартировъчният апарат Autograph A2 за картиране на земни стереоснимки. По-късно този апарат и един фототеодолит са дадени на катедра „Фотограметрия и картография” на сегашния Университет по архитектура, строителство и геодезия.

1939 г. – Autograph A5, който е универсален стереокартировъчен (аналогов) апарат.

1959 г. – Autograph A7, който е един от най-прецизните универсални картировъчни апарати, свързан с регистриращо устройство ЕК.

По-късно за сегашната Военногеографска служба е доставена също от фирмата Wild широкоъгълната аналогова аерофотокамера RC10, след което от концерна Leica Geosystems за нашата страна е доставена по-новата аерофотокамера RC30.

За катедра „Фотограметрия и картография” на сегашния Университет по архитектура, строителство и геодезия, който води началото си от основаното през 1942 г. Висше техническо училище, е доставена следната швейцарска фотограметрична апаратура:

1950 г. – Стереокартировъчният апарат Autograph A6 на фирмата Wild за картиране на въздушни стереоснимки.

1966 г. – Дигиталната фотограметрична работна станция DVP на Leica-Helava.

За Геоплапроект, който е създаден през1952 г. след сливането на Организацията за геодезически измервания (основана 1948 г.) и организацията Земеустрой (основана 1950 г.), е доставен апаратът PUG4 на Wild за маркиране и пренасяне на точки върху аерофотоснимките.

През периода 1978-1985 г. за отдел Фотограметрия (създаден 1973 г.) към Националния институт за паметниците на културата (сега Националния институт за недвижимото културно наследство) са доставени от фирмата Wild стререометрична камера С120, фототеодолит Р32 и фототрансформатор Е4.

През 2004 г. ЕУРОСЕНС – България получава първите дигитални фотограметрични работни станции SOCET SET на Leica-Helava. През следващите години техният брой нараства значително.

Литература

1.                     Кацарски, И. Основи на фотограметрията (Записки). София, ГИС СОФИЯ ЕООД, 2005.

2.                     Кацарски, И. Приложни и теоретични въпроси на фотограметрията (Сборник). София, ГИС СОФИЯ ЕООД, 2005, Тема 26 – Хронология на фотограметрията.

3.                     Albota, M. G. Short chronological history of photogrammetry. XIII ISP Congress, Helsinki, 1976.

4.         Blahut, T. J., K. B, R. Burkhart. Historical development of photogrammetric methods and instruments. Falls Church, Virginia, American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, 1989.

5.         Fulsher, P. (Ed.). Photogrammetrie in der Schweiz – Geschichte – Entwicklung. Swiss Society for Photogrammetry, Image Analysis and Remote Sensing, Bonn, Dümmlers Verlag, 1996.

6.         Hughes, D. et al. The development of photogrammetry in Switzerland. ISPRS Highlights, Vol. 8, 4, 2003.

7.         Kraus, K. Photogrammetry, Vol. 1, 4th edition. Bonn, Dümmlers Verlag, 1992.

8.         Kraus, K. Photogrammetry, Vol. 2, 4th edition. Bonn, Dümmlers Verlag, 1997.

9.         Manual of Photogrammetry, 5th edition. Bethesda, Maryland, American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, 2004.

10.       Moffitt, F., E. Mikhail. Photogrammetry. 3rd edition. New York, Karper & Row Publishers, 1980.

11.       Non-Topographic Photogrammetry, 2nd edition. Falls Church, Virginia, American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, 1989.

12.       Rüger / Pietschner / Regensburger. Photogrammetrie, 5.Auflage. Berlin, Verlag für Bauwesen, 1987.

13.       Wolf, P. R. Elements of Photogrammetry. New York, McGrow-Hill Book Company, 1974.

14.       Zhizhou, W. Principles of Photogrammetry. Beijin, Publishing House of Surveying and Mapping, 1990.

Таблица 1

Швейцарска аналогова фотограметрична апаратура

Наименование, вид и предназначение

на апаратурата

Фирма

производител

Пуснат в

експлоатация

Спрян от

експлоатация

Продадени

екземпляри

Autograph A1, за картиране на земни стереоснимки Wild 1922  

Три

прототипа

Autograph A2, усъвършенстван А1 Wild 1926 1941 28
Autograph A4, усъвършенстван A2 Wild 1933 1963 33
Ordovas-Kern, аналогов апарат Kern 1930   1 прототип

Autograph A5, първият универсален

аналогов стереокартировъчен апарат

Wild 1937 1953 90
Autograph A6, опростен вариант на А5 Wild 1940 1953 115
PG0, по-съвършен универсален аналогов (с висока цена) Kern 1946  

Един

прототип

Autograph A7, вторият универсален

аналогов стереокартировъчен апарат

Wild 1952 1972 412
Autograph A8, за картиране на въздушни стереоснимки Wild 1952 1980 1035
PUG3, за маркиране и пренасяне на точки върху аероснимки Wild 1959 1973 310
PG1, усъвършенстван PG0 Kern 1960   3 прототипа
PG2, PG21, усъвършенствани PG1 Kern 1960 1985 > 700

Autograph A9, трети универсален

аналогов стереокартировъчен апарат

Wild 1959 1974 71
Autograph В8, за картиране на въздушни стереоснимки Wild 1961 1972 721
Autograph A40, за картиране на земни стереоснимки Wild 1964 1982 89
PUG4, усъвършенстван PUG3 Wild 1968 1985 449

Autograph A10, четвърти универсален

аналогов стереокартировъчен апарат

Wild 1969 1984 308

Autograph В9,аналогов апарат за

картиране на въздушни стереоснимки

Wild 1969 1971 31

Autograph В8S, аналогов апарат за

картиране на въздушни стереоснимки

Wild 1971 1982 808
PG3, универсален аналогов апарат Kern 1971 1981 30

PMG2, за маркиране и пренасяне на

точки върху аероснимки

Kern 1977 1994 > 60

AM / AMH, семейство универсални

аналогови стереокартировъчни апарати

Wild 1977 1983 173
AMU, пети универсален аналогов апарат, изцяло на електронен принцип Wild 1979 1981 21

AG1, опростен аналогов апарат за

картиране на аероснимки

Wild 1981 1990 230
PUG5, ултразвуков апарат за маркиране на точки върху аерофотоснимки Wild 1984 1990 44
Фототрансформатор Е-4 Wild      
Ортопроектор PPO8 за диференциално фототрансформиране (ортофотоскопия) Wild      
EK, устройство за регистриране на координати – изход от измерванията Wild      
ER2, регистриращо устройство Kern      
Фототрансформатор Е4 Wild      
Ортопроектор РРО8 Wild      

Таблица 2

Швейцарска аналитична фотограметрична апаратура

Наименование, вид и предназначение

на апаратурата

Фирма

производител

Пуснат в

експлоатация

Спрян от

експлоатация

Продадени

екземпляри

Stereomat B8, аналитичен плотер с автоматична корелация Wild 1964   1 прототип
STK1, прецизен стререокомпаратор Wild      
A2000, автоматизиран ортофотопроектор Wild 1968   1 прототип

OR1, процепен ортопроектор, управляем

от компютър

Wild 1975 1991 88
Aviolyt АС1, аналитичен плотер Wild 1980 1087 45
DSR1, компактна аналитична система, управляема от микропроцесори Kern 1980 1984 30
ВС1, опростен модел на АС1 Wild 1982 1984 82
DSR11, опростен модел на DSR1 Kern 1984 1989 100
ВС2, аналитичен плотер, свързан с персонален компютър Wild 1984 1989 184
S9-AP, аналитичен плотер със запис в база данни в реално време Wild 1987 1990 30
DSR12, аналитичен плотер Kern 1988 1991 130
DSR14, аналитичен плотер, свързан с персонален компютър Kern      
ВС3, разновидност на ВС2 Wild 1989 1990 65
SD2000, аналитичен плотер, свързан с персонален компютър Leica Geosystems 1991 2007 > 400
SD3000, усъвършенстван SD2000 Leica Geosystems 1992 2007 > 100
МК2, прецизен монокомпаратор Kern      

СЗМ1, комбинация от стереокомпаратор

и маркиращо устройство

Kern      

Таблица 3

Швейцарски интерактивни графични системи

Наименование, вид и предназначение

на апаратурата

Фирма

производител

Пуснат в

експлоатация

Спрян от

експлоатация

Продадени

екземпляри

GeoMap, за автоматизирана обработка на

данни от геодезически измервания

InfoCam 1981 1984 117
InfoMap Synercom, САЩ 1979 1983 > 20
WildMap Wild 1980 1983 > 20
System 9-E/D, работна ГИС-станция Prime Wild GIS 1987 1990 > 40
InfoCam, за кадастрални измервания   1985 2000 > 70

Таблица 4

Швейцарски дигитални фотограметрични станции и скенери на филми

Наименование, вид и предназначение

на апаратурата

Фирма

производител

Пуснат в

експлоатация

Спрян от

експлоатация

Продадени

екземпляри

DSP1, първа дигитална работна станция Kern 1988   1 прототип
DSW100, високоточен скенер Helava Assoc. 1989 1994 30
DVP, дигитална фотограметрична работна станция

Helava

Associoates

1992 2003 > 1000
DSW200, първият филмов скенер LH Systems 1994 1996 60
DSW300, усъвършенстван DSW200 LH Systems 1997 1999 60
DSW500, високоскоростен филмов скенер

Leica

Geosystems

1999 2002 70
Orthobase, разработен от ERDAS

Leica

Geosystems

1999 2003 > 2200
DSW600, усъвършунства DSW500

Leica

Geosystems

2002 2004 > 50
DSW700, усъвършенстван DSW600,

Leica

Geosystems

2004    
LPS, фотограметричен комплект

Leica

Geosystems

2003    

Таблица 5

Швейцарски земни фотограметрични камери (фототеодолити)

Наименование, вид и предназначение

на апаратурата

Фирма

производител

Пуснат в

експлоатация

Спрян от

експлоатация

Продадени

екземпляри

P3, първият фототеодолит с формат на кадъра 10х15 cm Wild 1926 1946 неизвестно
С12, стереометрична земна фотокамера Wild 1933 1963 150
Р30, усъвършенстван фототеодолит Р3 Wild 1946 1970 > 280
Р32, разновидност на Р30 Wild 1972 1987 142
С40, стереометрична земна фотокамера Wild 1968 1983 35
С120, усъвършенствана фотокамера С12 Wild 1968 1984 142
Р32, усъвършенстван фототеодолит Р3 с допълнителна камера Wild 1972 1987 312
Р31, универсална земна фотокамера Wild 1974 1987 122

Таблица 6

Швейцарски аерофотокамери и дигитални аероснимачни системи

Наименование, вид и предназначение

на апаратурата

Фирма

производител

Пуснат в

експлоатация

Спрян от

експлоатация

Продадени

екземпляри

С1, аерофотокамера, f = 165 mm,

с взаимнозаменяеми магазини

Wild 1925    
С2, аерофотокамера със стъклени плаки формат 10х15 и 13х13 cm, f = 165 mm Wild 1927 1944 50
С3, аерофотокамера, f = 165 mm Wild 1929   1 прототип

RC3, филмова аерофотокамера,

f = 210 mm, формат 18×18 cm

Wild 1937 1941 неизвестно

RC5 / RC5а, аерофотокамери,

f = 120 / 210 mm, формат 18×18 cm

Wild 1944 1956 130
RC7/RC7а, аерофотокамери със стъклени плаки формат 14×14 cm, f = 170 mm Wild 1949 1972 16

RC6, аерофотокамера, f = 165 mm,

Формат 12,5х12,5 cm

Wild 1951 1955 неизвестно

RC8, аерофотокамера, f=115/152/210 mm,

формат 18х18 cm със стъклени плаки и

23х23 cm с аерофилм

Wild 1956 1972 382

RC9, полуформатна аерофотокамера,

f = 88 mm

Wild 1958 1972 100

RC10, аерофотокамера, формат 23х23 cm

f = 88 / 153 / 210 / 303 mm,

Wild 1969 1984 380
RC10а, като RC10, но управляема с микропроцесор Wild 1982 1988 64
RC20, като RC10, но с устройство за компенсиране изместването на образа Wild 1987 1993 128
RC30, като RC20, но с жиростабилизираща подставка (станок)

Laica

Geosystems

1992 2008 > 400
ADS40, първа дигитална сканираща аероснимачна система, f = 62,7 mm

Laica

Geosystems

2001 2007 > 45
ADS40 2-ро поколение, усъвършенствана ADS40

Laica

Geosystems

2007   > 15
ADS80, нова дигитална камера, 5 cm размер на пиксела върху терена

Laica

Geosystems

2008   Образец

Автор

Super User

И все пак тя се върти…
Rotating_earth
Rotating_earth
От категорията
  • Аерофото помага за планиране на кризи в Австралия
    Аерофото помага за планиране на кризи в Австралия

    Нов инструмент помага на властите в Австралия да се справят с тежки метеорологични условия, съобщава GIM International. Платформата за въздушни снимки и анализ на местоположението

  • Пуснаха джобни версии на важни закони
    Пуснаха джобни версии на важни закони

    Пуснаха джобни издания на закона за кадастъра и имотния регистър и на закона за устройство на територията.

  • МРРБ: 4000 дка свлачища са картирани с аерофото
    МРРБ: 4000 дка свлачища са картирани с аерофото

    В изпълнение на проект BG16M1OP002-4.003-0003-C03 „Превантивни дейности чрез изграждане/възстановяване на контролно-измервателни системи в регистрирани свлачищни райони”, Министерството на регионалното развитие и благоустройството е извършило аерофото

Гео-портал на минестерството на отбраната

Contact Us