Procédé pour la levée de plans par photographie et dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé. La, présente invention se rapporte à un procédé pour la levée de plans par photogra phie et un dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé.
Le dessin ci-joint représente, à titre cl'exemple, un dispositif conforme à l'inven tion.
La fig. 1 est une élévation dans laquelle certaines parties ont été omises dans un but de plus de clarté; La fig 2 est une vue en plan; La fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1, et La, fig. 4 est une élévation en bout de la partie supérieure de l'appareil.
Le dessin montre deux photogoniomètres A qui portent chacun une des deux plaques photographiques a1 obtenues par exposition à la lumière; ces photogoniomètres sont montés dans des cadres b1 de sorte que chacun d'eux puisse tourner séparément autour d'un axe polaire commun de rotation déterminé par (les pivots cl qui sont disposés horizontale- ment et en alignement et en même temps autour d'un axe de déclinaison passant par les pivots d1 perpendiculaire à l'axe polaire et parallèle au plan de la plaque. De plus on peut faire tourner chaque plaque dans son propre plan, en faisant tourner le cercle de position el, par lequel cette plaque est sup portée, autour d'un axe qui est normal à la plaque et perpendiculaire à l'axe de déclinai son du photogoniomètre.
Les trois axes au tour desquels la plaque peut être déplacée se coupent dans le point focal avant de la len tille f1 du photogoniomètre ou tout près de ce point, le point focal arrière .de cette lentille se trouvant au -centre de projection -de la photographie. Les pivot; cl des cadres b' sont supportés par des montants g' portés pair les plaques B.
En avant et parallèlement à l'axe polaire sont montées sur la. plaque de base B . deux barres de guidabe Fa' sur lesquelles deux cou lisseaux i' peuvent coulisser longitudinale ment. Chacun des coulisseaux porte un miroir fixe j', un autre miroir let tournant autour d'un axe vertical l', un bras ne formant in dex et se déplaçant avec le miroir<I>le'</I> et un arc de cercle gradué a' sur lequel on peut. lire l'angle de rotation du miroir le'. De plus, sur chaque coulisseau est disposé un bras de levier o' articulé en p'; l'extrémité libre de ce bras passe par une douille de guidage q' articulée à un point fixe r' sur le bâti de l'instrument.
L'axe de de pivot r' coupe l'axe polaire et la distance de déclinaison du pho- togoniomètre est égale à la distance entre les centres p' et l1 autour desquels le levier o' et le miroir k' sont respectivement articulés sur le coulisseau; la ligne joignant les deux centres d'articulation p' et l' étant parallèle à l'axe polaire. Le miroir l1 tourne toujours d'un angle de rotation moitié de celui du le vier o', au moyen de deux segments s' et t', le rayon du segment s' étant le double de celui de la poulie t'. Les deux segments sont reliés par un ruban d'acier u', fixé aux deux segments et tendu convenablement au moyeu d'une corde v', attachée aux segments et pas sant autour des deux poulies w' et tendue elle-même par un ressort x1.
Ce mécanisme est tel que la ligne de visée réfléchie par le système optique passe toujours par le point focal quel que soit le déplacement du coulis- seau. A la place de miroirs on pourrait em ployer des prismes.
Les rayons lumineux passant à travers les plaques et lentilles des photogionomètres sont réfléchis par les miroirs j' et k1 dans le télescope binoculaire fixe p' avec deux ob jectifs z', deux prismes à réflexion simple a2, une paire de marques de visée b2 et une paire d'oculaires c2. Les prismes a2 pourraient être remplacés par des miroirs. Le réglage de chaque photogoniomètre autour de son axe de déclinaison est effectué au moyen de vis d2. Le réglage autour de l'axe polaire du goniomètre de gauche par rapport au gonio mètre de droite est effectué au moyen de la. vis micrométrique e2, de l'arc de cercle gra dué f 2 et de l'index g2.
Le réglage autour de l'axe polaire de la paire de photogoniomètres par rapport à un système de traçage de car- tes est effectué au moyen de la vis de nivel lement ha2, de l'arc de cercle gradué i2 et de l'index j2 et le réglage des angles de position des deux plaques est effectué en faisant tourner les cercles de position gradués e1, par rapport à la marque index k2. L'arc de cercle gradué w4 sert à mesurer la rotation com mune des deux photogoniomètres, après qu'ils ont été amenés en correspondance.
Le système de traçage de cartes est cons truit de la, manière suivante: Un chariot ou porte-style l2 est disposé de manière à recevoir un style m2, ce chariot étant lisse et plan sur sa surface inférieure, de manière à pouvoir se déplacer avec très peu de frottement sur une feuille de papier disposée sur la planche à dessin n2 convena blement plane. Les extrémités de deux tiges o2 sont reliées l'une à l'autre au moyen d'axn joint à. cardan p2 dont l'un des axes est per- pendiculaire au plan des tiges et dont le cen tre de rotation se trouve dans l'axe du style.
Ces deux tiges, appelées tiges -de traçage de cartes, divergent et passent par le douilles q2 et r2 articulées sur un organe transversal s perpendiculairement au plan des tiges et en alignement avec l'axe de rotation -de l'or gane transversal, cet axe passant par les pi- vote t2 aux extrémités de cet organe.
L'organe transversal e est formé par une paire de barres de guidage disposées de cha que côté :des tiges -de traçage de carte ô- et reliées à leurs extrémités par des pièces qui portent les pivots t2. L'axe de -rotation -de cet organe transversal est disposé parallèlement à l'axe polaire de l'instrument.
Les pivots de l'organe transversal reposent dans les mon tants iè fixés à la plaque -de base<I>B.</I> Les pi vots de la. douille q2 sont fixés à l'organe transversal. L'autre -douille r2 est articulée sur une boîte v= coulissante.
La distance en tre les centres d'articulation de ces deux douilles de guidage peut par conséquent être réglée en -déplaçant la, boîte v2 avec sa douille de guidage r2, le long de la rainure v4 ména gée, dans l'organe transversal du système de traçage de cartes. Deux organes en forme d'équerre w2, x2 peuvent coulisser l'un par rapport à l'autre et par rapport à l'organe transversal s2.
Le mouvement de coulissement de ces organes w2 et x2 est parallèle l'un à l'autre et à l'axe (le l'organe transversal, les organes w2 et x2 étant disposés du côté de l'axe parallèle qui est opposé à celui du porte-style Chacun des organes w2 et x2 est formé par une paire le règles, convenablement liées l'une à l'autre et entre lesquelles passent les tiges o2, et porte une extrémité coudée à l'angle droit avec des pointes y2, z2, qui se trouvent sur l'axe parallèle. Les deux organes sont reliés aux coulisseaux porte-miroirs de l'appareil principal au moyen de paires de tringles a3, b3 (fig. 2 et 4) disposées parallèlement à l'axe polaire. La connexion entre les trin gles a3, b3 et les pointes y2 et z2 est assurée au moyen de têtes transversales c', d3 (fig. 1).
La jonction entre les têtes transversales et les extrémités des équerres est assurée aux pointes y2 et z2 par des pitons contre lesquels les têtes transversales sont pressées, par des rapports plats t4, de telle sorte que les extrémités des équerres peuvent osciller librement avec les tiges de traçage de carte o2 et l'organe transversale, autour de l'axe parallèle, sans affecter les têtes transver sales c3, d3 ou les paires de tringles a3, b3 fixées à ces têtes transversales pendant que le mouvement longitudinal des équerres est transmis aux coulisseaux porte-miroirs de l'appareil principal.
La pointe y2 est reliée par la paire de tringles a3 au coulisseau porte-miroir de gauche et la pointe z2 par la paire de tringles b3 avec le coulisseau porte- miroir de droite.
Sur chaque organe en forme d'équerre est disposée une douille de guidage articulée par laquelle passe l'une des tiges de traçage de carte o2. La douille de gauche e3 est articu lée à l'extrémité en forme de boîte f3 d'un bras fixe de l'organe inférieur w2. La douille de droite g3 est articulée dans un chariot hi en forme de boîte qui peut être déplacé le long de l'organe supérieur x2 et fixé dan, n'importe quelle position convenable au moyen de vis de serrage i3. Les deux articu lations des deux douilles de guidage e3, g3 se trouvent à distance égale de l'organe transversal, cette distance étant égale à la distance entre l'axe polaire de l'appareil principal et l'axe du levier qui est articulé sur chaque porte-miroir coulissant de l'appa reil principal.
Les surfaces supérieure et in férieure des organes w2, x2 et la surface su périeure de l'organe transversal étant toutes parfaitement planes et parallèles, cette dis tance reste invariable quelles que soient les positions des douilles de guidage e3, g3 par rapport à l'organe transversal. Chacune des boîtes f3, h3 est pressée par un piton contre une barre de guidage j3 au moyen de rou leaux 7c3 portés par les extrémités des boites. Les supports l3 et m3 fixés à l'organe trans versal maintiennent cette barre écartée de l'axe parallèle à une distance égale à celle séparant du même axe les pivots des douilles e3, y3. Sur un prolongement du support cen tral m3 et dans le plan des axes des tiges de traçage de carte 02 est fixé un pivot ii'.
La rotation de la paire de photogonio- mètres autour de l'axe polaire est transmis au plan des tiges de traçage des cartes au tour de l'axe parallèle de la manière sui vante. Un arbre o3 placé en alignement avec l'axe polaire supporté par des montants p3 qui s'élèvent de la plaque de base B. porte deux bras q', y-3. L'extrémité du bras g3 bute contre la. pointe de la vis de niveau 1r qui est reliée au cadre. du photogoniomètre de droite.
L'autre ,bras r' est placé à ,l'opposé dhi support médian w' de la barre de guidage -du système .de traçage de carte et porte un pi vot s3 dont la distance à. l'axe polaire est choisie égale à. la distance du pivot n.' du bras de support 7n' à l'axe .de rotation de l'or gane transversal du système de traçage de carte.
De plus, deux barres t' dont les lon gueurs sont égales à la distance entre l'axe de rotation de l'organe transversal et l'axe polaire, relient le pivot s' au pivot n'. Les deux bras m' et r' formant avec les barres d'accouplement t' trois côtés d'un p.arallélo- gramme, leurs rotations et celle de la paire de photogoniomètres seront similaires.
La variation de l'inclinaison et de la hau teur de la planche à dessin n2 est effectuée de la manière suivante: Quatre barres d'an gle u3 sont attachées à la. planche à dessin perpendiculairement à son plan et reliées à leurs extrémités inférieures par une plaque v3, de manière à former une sorte de boîte à côtés ouverts. Cette boîte peut coulisser vers le haut ou vers le bas dans une autre boîte similaire formée par une table infé rieure w3, quatre barres angulaires x3 et des organes d'entretoisement y3. Le mouvement de la boîte supérieure dans la boîte inférieure est effectué au moyen d'une vis z3 avec un collier a4 au centre de la table inférieure et un écrou b4 au centre de la plaque de fond w3 de la boîte supérieure.
L'inclinaison de la paire de boîtes et par suite celle de la plan che à dessin peut être variée en articulant la boîte inférieure en c4 sur les montants d4 de la plaque de base C de l'appareil. L'axe des pivots c4 est horizontal et dans un plan perpendiculaire à l'axe polaire. Deux vis de nivellement e4 dont les écrous sont fixés à la plaque de base C servent à bloquer la ta ble à l'inclinaison désirée, qui se mesure sur un arc de cercle gradué f4 attaché à la table inférieure et un index g4 fixé à la plaque de base inférieure.
Pour imprimer à, l'aide d'une manivelle h4 une rotation à la vis dans le but de faire monter ou descendre la planche à dessin, un arbre i4 est disposé en alignement avec les pivots c4 de la table inférieure. Cet arbre est. supporté par des Supports j4 ménagée dans des prolongements de la plaque de base in férieure. A une extrémité de cet arbre est clavetée une roue d'engrenage conique k4 qui engrène avec une roue d'engrenage l4 clave- tée sur la tête de la vigi z5.
Sur cet arbre est fixée, d'autre part, une troisième roue d'en grenage ma4 qui engrène avec une roue n4 clavetée à l'extrémité d'un ambre horizontal o4 qui reçoit son mouvement par la manivelle h4, une paire de roues d'engrenages droits étant interposées en p4 pour permettre de pla- cer une manivelle ménagée à l'extrémité d'un arbre parallèle auxiliaire q' d'être placée à un niveau convenable au-dessus le la plaque de base C. L'arbre i4 étant en alignement avec les pivots c4 et cet axe passant par l'axe de la roue d'engrenages l4 il s'en suit que les roues k4 et l4 resteront en prise quelle due soit l'inclinaison de la planche à dessin résultant du réglage des vis de niveau e4.
Après que la correspondance entre les deux plaques a été établie, le réglage du sys tème de traçage des cartes est effectué de la manière suivante. D'abord la longueur de la base est choisie, à l'échelle désirée pour la carte, en plaçant la boîte v2 au point voulu de la graduation de l'échelle graduée r4 qui indique la distance des centres d'articulation des douilles de guidage q2 et r2. Ensuite la boîte est fixée au Mo y en des vis s4, puis la tige gauche de traçage de la carte étant dis posée verticalement, la ligne de collimation du télescope gauche est amenée perpendicu lairement à l'axe polaire, c'est-à-dire à 90 sur le cercle du coulisseau porte-miroir cor respondant et les tringles d'espacement a3 sont alors bloquées sur ce coulisseau.
La tige droite de traçage de cartes étant placée verti calement, la, ligne de collimation du télescope de droite est placée perpendiculairement à l'axe polaire et la, boîte V est fixée à son équerre au moyen des vis i.". La paire de tige: étant pla:c.ée dans un plan vertical, on fait.
tourner la. paire de photogoniomètres autour de leur axe polaire en faisant tourner la vis h= jusqn':à ce que la ,lecture sur l'arc auxi- haire j= corresponde à. la valeur calculée de la, rotation qui serait nécessaire pour ame ner une trace sur les photographies du plan vertical de la. ligne -de .base dans le plan horizontal de mesure -de l'appareil. Ensuite la planche .à dessin est amenée à l'inclinai son calculée i de la .ligne -de base.
Le dispo- sil:if de traçage de carte est maintenant ré glé, soit. pour dessiner les courbes de niveau à des hauteurs :déterminées .qui sont lues à. partir :d'un zéro calculé sur l'échelle tao, la. manivelle lao étant dans ce cas, maintenue fixe pour chaque hauteur, soit pour faire tracer des projections orthogonales des élé ments topographiques, auquel cas le point de mire combiné est maintenu au moyen de la manivelle en contact apparent avec les élé ments que l'on veut tracer sur da carte.
Dans les deux cas le mouvement nécessaire est aussi transmis aux coulisseaux porte-miroirs et à la paire de photogoniomètres, en dépla çant de la main droite le porte-style sur la surface du papier. Si le style est formé par un burin, un modèle de la carte peut être gravé par l'outil.
L'exposition des plaques photographiques s'effectue en considération des points sui- sants L'angle par rapport à la base, sous le quel les vues sont prises, n'a, pas d'effet sur le relief apparent de l'image qui est exacte ment le même que si les plaques avaient été exposées dans un seul plan si on pouvait uti liser une lentille à champ suffisamment large. L'apparence de l'image est celle d'une carte en relief suspendue verticalement à une paroi et examinée en détail à la distance de vision distincte. La rotation des miroirs ne produit pas de rotation correspondante de l'image.
Lorsque le rapport de la longueur d'une base aérienne à sa hauteur au-dessous du sol dépasse le rapport de la distance séparant les yeux à la distance de vision distincte, c'est- à-dire est supérieur à un rapport de 1 à 4 ou à 5, le relief apparaîtra exagéré devenant si milaire à celui d'une carte en relief dans la quelle l'échelle verticale est plus grande que l'échelle horizontale. Les bases des trois quarts de la. hauteur ou même plus longues seront généralement considérées comme tout à fait pratiques, mais dans les pays de mon tagne il peut y avoir avantage à réduire ces longueurs, ou bien le vol de l'avion doit être porté à une plus grande altitude.
En l'absence d'une connaissance de la verticale, des plaques qui étaient à peu près horizontales lorsqu'elles -étaient exposées à la<B>,</B> lumière, quoiqu'elles puissent être utilisées, ne ,sont pas. si bien conditionnées pour être amenées en correspondance, que le sont les plaques inclinées.
Des plaques inclinées sont par suite en général préférables. L'exactitude de mise en correspondance de ces plaques croît avec leur inclinaison et avec le rapport de la longueur de la base à sa hauteur au- dessus du sol. L'inclinaison des plaques est limitée par l'angle de la lentille qui lui- même est limité par son ouverture. Une len tille convenable par exemple est une lentille d'ouverture de f/6,8, couvrant un champ de 70 à pleine ouverture.
Ceci correspond à un diamètre @de 52 40' sur une plaque carrée, ce diamètre utile dont on peut se servir étant réduit à 45 .en raison :des oscillations possibles -de la chambre noire.
Pour prendre les photographies, une paire de chambres inclinées l'une par rap port à l'autre d'un angle convenable, qui peut être de 40 à 45 , constitue un arrangement approprié pour assurer l'obtention d'images avant et arrière .de chaque station d'une le vée de plan par cheminement aérien. Une batterie de quatre chambres composée de ,deux paires inclinées l'une par rapport à l'autre de 40 à 45 prenant séparément des vues du .sol à droite et à gauche de la ligne de base peut être préférée dans le but de doubler nu moins la surface couverte par un vol sans accroître ni le nombre de stations à déterminer, ni le nombre d'établissements en correspondance nécessaires dans l'appa reil.
Les axes de rotation de chaque photo- goniomètre passant par un point, chaque plaque se déplacera comme sur une sphère et l'image :de chaque point sur la plaque sera vue comme sa projection centrale sur la sphère.
Les pôles de cette sphère seront les points où cette sphère est coupée par l'axe polaire, l'équateur sera la trace du plan passant par le centre de cette sphère et perpendiculaire à l'axe polaire et l'angle polaire ou différence de longitude de deux points sur cette sphère sera égal à l'angle dont on doit faire tour ner le photogoniomètre autour de l'axe po laire pour amener les deux points successive ment dans le plan de mesure des rayons de visée. En :déplaçant le coulisseau porte-mi- noir, le rayon de visée décrira un méridien sur cette sphère et la déclinaison ou latitude d'un point de la sphère sera donnée par le complément de l'angle que le rayon de visée fait avec l'axe polaire.
Pour amener une paire de plaques en correspondance, il est nécessaire et suffisant d'amener en correspondance cinq points conve nables communs aux deux plaques, c'est-à-dire que pour chacun de ces points les deux images se trouvent placés sur un même méridien. Cette condition est satisfaite lorsque l'image sté- réoscopique de chacun des cinq points peut être recoupée par les points de mire combi nés, lorsque les guides du porte-miroir sont déplacés convenablement et que l'on fait tourner d'un angle approprié la paire de photogoniomètres autour de l'axe polaire. Toutes les autres paires de points correspon dants des deux photographies seront alors ainsi en correspondance.
Les deux plaques ayant d'abord été pla cées dans leurs positions approximativement connues au moment de leur exposition à la lumière, le cas le plus simple à considérer est celui dans lequel le rapport de base est choisi de telle sorte que les axes optiques convergent au même point sur le sol. Ce point apparaîtra alors au centre des deux plaques et, une fois mis en correspondance, restera en correspondance pour toute rotation faible de l'un ou l'autre des cercles de position, c'est-à-dire des cercles détermi nant la rotation d'une plaque dans son pro pre plan.
Pour toute rotation faible de l'une ou l'autre des plaques autour de son axe de déclinaison, deux points sur l'équateur de la plaque conserveront leur angle polaire , c'est-à-dire que leur diffé rence en longitude restera inaltérée, tandis que leurs points correspondants sur l'autre plaque, qui seront alors sur un parallèle de latitude, accroîtront ou décroîtront leur an gle polaire pour un changement de latitude, mais ni l'un ni l'autre des angles polaires ne sera modifié par de petits changements dans l'angle de position de la plaque et de plus tous les points se trouvant dans le méridien passant parles deux centres de plaques, une fois mis en correspondance,
resteront en cor respondance pour toutes les modifications faibles apportées à la déclinaison de chaque plaque ou pour toutes les rotations égales et faibles des cieux cercles de position. Ces pro priétés permettent que chacun des trois ru- glages dans l'opération de mise en correspon- dance des plaques, notamment les réglages pour déclinaison, pour correspondance des centres et pour orientation, soient faites suc- eessivement sans troubler matériellement les réglages précédents, à condition que les point de référence soient convenablement choisis.
Il est plus approprié et exact, quoique non essentiel, d'utiliser un nombre de points su périeur à 5.
Lorsque, comme ce sera le cas en général, les axes optiques ne convergent pas aul même point sur le sol, on doit recourir à des ap proximations successive, en partant d'un point moyen entre les deux centres de plaque ou autrement. Ces approximations sont néan moins rapidement convergentes, de telle sorte que, en réalisant une seconde fois les réglages, il sera possible en général d'établir la correspondance.
En prenant la, ligne de base pour axe des x et la station à main droite pour origine, les coordonnées des points sur la surface repré sentée par la. paire de photographies devien nent calculables par les formules suivantes:
X = M cot. A <I>Y = M</I> sin .? 7 = - 31 coq dans lesquelles
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et t) est la longueur rie la, base, A .l'angle que la ligne de visée du photogoniomèt.re de droite fait avec l'axe polaire,
B l'angle correspon- d'a.nt pour le photogoniomètre de gauche et î la rotation angulaire de la paire de photo- goniomètres nécessaire pour amener le point dans le plan de- mesure de l'instrument; _d. B et .? sont lus directement- sur l'instrument.
La. comparaison de distances résultant d'une longueur assumée pour la, base avec leurs va- leurs actuellement connues donne la longueur de la base.
Les rotations # et i qui rendront horizontaux deux des axes du système de coordonnées peuvent alors être déterminées par de simples formules de trigonométrie sphérique; # et i sont aussi les réglages que l'on doit donner au système de tracé de cartes décrit ci-dessus, pour lui faire dessiner les projections orthogonales de la surface, à échelle désirée, et déterminée par un troisième réglage.