авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Разработка методики и технологии обновления топографических планов на основе интегрированной аппаратуры спутникового определения координат и гис технологий

-- [ Страница 2 ] --
  • Оперативного мониторинга и обновления топографических карт и планов;
  • Универсальность и простота использования всей гео- пространственной информации;
  • Максимальная автоматизация проведения все процессов;
  • Минимизация расходов и трудозатрат;
  • Совместимость форматов и конвертация информации;
  • Исключения грубых ошибок и контроль качества готовой продукции.

Данная универсальная технологическая схема предполагает использование современных методов топографической съемки и аппаратно- программных средств. Разработанная технологическая схема показана на (рис. 1).

Технологический процесс включает в себя четыре основных этапа:

  1. Подготовительный;
  2. Полевой;
  3. Камеральный;
  4. Контроль качества и прием готовой продукции.

По сути технологическая схема реализует навигационную парадигму поиска решения, когда по результатам анализа исходной информации принимается решение по вопросу выбора метода съемки.

 Технология проведения топографической съемки с применеием ИАСОК и ГИС-0

Рис. 1. Технология проведения топографической съемки с применеием ИАСОК и ГИС технологий

На первом этапе из существующего банка гео- пространственных данных собирается вся имеющаяся информация о местности, в которой предполагается вести работы. После изучения или анализа существующей информации принимается решение о необходимости привлечения дополнительных данных, полученных от министерств и ведомств, администрации, или других органов самоуправления. В процессе необходимо с максимальной вероятностью установить произошедшие изменения для выбора метода съемки. Если данная информация отсутствует или полностью устарела, принимается решение о выборе экономически эффективного метода первоначального создания карт и планов аэрофотосъемки. Если данная информация устарела частично, принимается решение о выборе комбинированного метода для оперативного обновления. После выбора метода решается вопрос финансирования. Разрабатывается или используется имеющийся классификатор объектов, пункты с известными координатами. Все собранные данные загружаются в приборы.

На втором этапе выполняется работа в поле. При спутниково- тахеометрическом методе бригада может состоять из двух человек, что значительно сокращает расходы на заработную плату. В поле производится обследование исходных реперов, определяются произошедшие изменения со времени последнего обновления плана или карты. Следующий шаг - создание съемочной основы. Для этой цели традиционно прокладываются тахеометрические ходы. Однако с появлением спутниковых методов создание съемочного обоснования стало более простым и быстрым. Проблема существующая у тахеометров- необходимость в видимости. В спутниковых методах не требуется видимость между пунктами и возможность работы одночастотной аппаратуры до 25 км с заявленной точностью фирмы изготовителя. Новый уровень геодезического оборудования позволяет произвести максимальную интеграцию с используемой ГИС. Помимо геодезических измерений приемник позволяет в поле собирать семантическую информация, которая кодируется при помощи выбранного и загруженного классификатора. При проведении полевых работ дополнительно собираются различные фото- и видеоматериалы, которые также можно привязать к объекту и разместить в банке данных. Кроме того, к любой пикетной точке можно записать информацию в текстовом или аудио формате, используя прибор как диктофон. Для проведения полевых работ с высокой точностью необходимо минимум два устройства: одно (базовая станция) работает на пункте с точно известными координатами, другое (ровер) - в точке, подлежащей съемке. Надо отметить, что при базовой линии в 10 км время стояния на пункте в среднем составляет 20 мин. Большинство статических наблюдений может быть выполнено в автоматизированном режиме, так что оператор не требуется. Однако полезно выполнять проверку данных в течение сессии, и любые отклонения необходимо отмечать в полевом протоколе. Обработка и рисование объектов обычно автоматизированы, так что работы в поле не займут много времени. Запись новых ГИС-данных начинается после выбора классификатора и создания проекта съемки. При данном виде съемки возможен контроль создания и обновления ЦММ непосредственно в поле (в реальном масштабе и времени), в том числе обнаружение ошибок, несоответствий и недостатков (соединение линейных условных знаков, добавление информации о материале, состоянии и других параметров и т.п.). После данные должны быть перемещены на ПК для их последующего анализа, обработки уравнивания и корректировки существующей ЦММ.

На третьем этапе проводится анализ и обработка полевых измерений и их конвертация в ГИС среду для: создания, наполнения, хранения, обновления и распространения ЦТК и ЦММ; подготовки карт к печати.

По окончании полевых работ с приборов необходимо скачать информацию на ПК. В ходе камеральной обработки применяют интегрировано-автоматизированную обработку данных. Эффективность автоматизации и интеграции заключается в увеличении производительности работ по анализу и обработке за счет увеличения скорости их выполнения и во много раз сократит вероятность появления всякого рода ошибок, связанных с полевыми и камеральными геодезическими и картографическими работами. Так же при автоматизации повышается производительность труда и уменьшаются расходы за счёт более быстрого выполнения сотрудниками своих задач, исключения дублирования информации. После загрузки проводится ручной первичный анализ. Просматриваются данные по перекрытию временных интервалов, правильности загрузки, введенных значений, параметров антенны и качества приема сигнала со спутников по коэффициентам: отношения сигнал/шум; высота спутников; фаза несущей. Кроме того, предварительный анализ помогает выявить и разрешить типичные проблемы, например, проверка ID места, параметров высоты антенны и информации о контрольной точке. Если информация о точке регистрировалась в полевых условиях с помощью переносного устройства или приемника с интегрированным интерфейсом пользователя и было подтверждено, что ID места, время наблюдения и высоты антенны правильны, то, вероятно, редактировать данные не придется. Далее необходимо провести определения дифференциальных отношений между точками, наблюдаемыми в процессе сбора данных. Для этого исходная информация, полученная приемником, должна быть обработана в автоматическом режиме. Результатом обработки исходных GPS-данных является вектор, определяющий эти отношения. В вычислении таких векторов и состоит роль модуля обработки данных. Фактически весь процесс обработки данных сводится к простому нажатию кнопки «Обработать», и можно быть уверенным, что итогом этого действия будет получение наилучшего результата. Когда исходные данные обработаны и получены удовлетворительные результаты обработки, не содержащие необъяснимых ошибок, проводится уравнивание. После полученные результаты необходимо конвертировать в понятный формат ГИС среды для их дальнейшего использовании. Поэтому при данной технологии разработан конвертор импорта и экспорта цифровых данных. В частности, преобразования координат полностью соответствуют стандарту OpenGIS. Для решения указанной двуединой задачи при разработке программных средств импортирования и экспортирования данных от геодезических приборов учитывались объективные и субъективные факторы данного вопроса. Объективным фактором является широкое разнообразие цифровых геодезических приборов и, как следствие, большое количество форматов хранения данных. К субъективным факторам можно отнести правила ведения съемки, или вернее их отсутствие, при выполнении полевых измерений многими геодезистами. Функции экспорта и импорта данных призваны обеспечить взаимодействие ГИС с другими информационными системами. Для подтверждения разработанной методики и технологии в дальнейшем на основании экспериментальных исследований будут приведены обоснованные результаты по выявлению точностных характеристик спутниковых измерений на примере комплексного исследования нескольких классов спутниковой аппаратуры.

В первой части третей главы проведены комплексные и отдельные испытания работы ГНСС аппаратуры (рис.2).

Рис. 2. Схема проведения испытаний

При выполнении данного экспериментального исследования ставилась цель: на основе анализа существующих методов и научных исследований, разработанной методики и технологии, посвященной обновлению карт, провести испытания как в целом, так и отдельных процессов, работы по топографической съемке с применением ИАСОК и ГИС технологий по оптимальной технологической схеме, включающей наиболее рациональные разработки на разных этапах технологического цикла. В первой части данной главы были проведены комплексные и отдельные испытания работы ГНСС аппаратуры. Для этого проводились работы по выявлению точностных характеристик аппаратуры на различных расстояниях. А также комбинация с различными типами и классами ГНСС аппаратуры.

Рис. 3. Схема проведения испытаний при топографической съемке

На втором этапе экспериментальных исследований проведены испытания, необходимые для проведения самой съемки с применением ИАСОК и различных методов измерений с применением ГНСС аппаратуры (рис. 3).

Табл. 1. Результаты испытаний при геодезическом режиме

Вектор Длина вектора, м Длительность съемки СКО, М
MEND – 005 34.705 6:19:02.00 0.002
MEND – STAR 9344.724 4:25:50.00 0.045
MEND – SIGN 898.892 4:41:06.
00
0.004
SIGN – STAR 10187.372 4:25:50.00 0.049
005 – SIGN 865.819 4:41:06.00 0.004
005 – STAR 9379.119 4:25:50.00 0.045

С целью получения данных, на основании анализа которых можно было бы сделать выводы о точностных характеристиках интегрированной спутниковой аппаратуры, автором были выполнены экспериментальные измерения. Измерения во ВНИИФТРИ проводились в несколько этапов, при этом удаление подвижных приемников от базового было на расстояниях порядка 10000 м., 1000 м. и 35 м. В результате были получены данные,

представленные в (табл. 1).

Также передвижной приёмник ProMark3 использовался для целей подтверждения точностых характеристик при топографической съемке и ГИС/картографирования (рис. 3). Были получены следующие результаты. В (табл. 2) приведены СКО определения координат с внутренней антенной при работе в картографическом режиме.

Табл. 2. Данные при использовании ГИС/картографирования с внутренней антенной

Базис Время стояния, секунды
30 60 90 120 300
30-100м 0,472 0,410 0,407 0,376 0,306
10км 0,926 0,826 0,757 0,567 0,469

Аналогичные данные при работе с внешней антенной приведены в (табл.3). Было проведено сравнение полученных экспериментальных результатов с требованиями, предъявляемыми для нанесения контуров при топографической съемке различных масштабов.

Табл. 3. Данные при использовании ГИС/картографирования с внешней антенной

Базис Время стояния, секунды
30 60 90 120 300
30-100м 0,187 0,175 0,152 0,143 0,133
10км 0,852 0,670 0,637 0,506 0,350

При сравнении точностей, полученных в результате испытаний, с точностями предъявляемыми требованиями для нанесения контуров при топографической съемке, можно сделать вывод, что точностные характеристики системы ProMark3 позволяют производить работы по обновлению и созданию всего масштабного ряда топографических карт, решать широкий спектр задач по инвентаризации объектов недвижимости и оперативного мониторинга территорий со снижением себестоимости проводимых работ.

На основе выполненных полевых испытаний получен обновленный цифровой план местности (рис. 4), и доказано по точности и возможностям использование ИАСОК для топографических съемок всего масштабного ряда.

Рис. 4. Обновленный цифровой план местности

Во второй части данной главы приведены сравнительные результаты применения ИАСОК и традиционных методов съемки. Основными результатами данного этапа исследований являются доказательства преимущества технологического процесса с применением ИАСОК и ГИС технологий над наиболее популярным и традиционным методом тахеометрической съемки, обоснование оптимального совместного использования и преимущества при отдельной работе в технологическом процессе. Критерии выбора технологии, основы на выполнении работы с максимальной экономической эффективностью.

Фактически от экономической эффективности зависит конечный выбор и результат производства. Для этого в третьей части проведен расчет экономической эффективности от внедрения предложенной технологии обновления ТКиП с применением ИАСОК и ГИС технологий.

Расчёты показали, что рентабельность использования ИАСОК ниже, чем при использовании традиционного набора геодезических приборов, хотя при внедрении новой техники и происходит значительное снижение трудоёмкости полевых работ. Это объясняется тем, что резкое увеличение фондоёмкости работ, из-за высокой стоимости импортного оборудования, роста курса ЕВРО не компенсируется достаточным снижением расходов на заработную плату. Этот частный пример иллюстрирует общую для российской переходной экономики тенденцию увеличения разрыва в соотношении стоимости двух факторов производства - труда (дешёвая отечественная рабочая сила) и капитала (дорогие кредиты и реальный капитал). Несмотря на более низкую рентабельность современного оборудования, при проведении полевых геодезических работ смысл внедрения новой техники заключается в повышении качества и сокращении срока выполнения работ, что является немаловажным фактором оперативности предоставления информации, сохранении и увеличении объёма работ, за счёт повышения качества предоставляемых заказчикам услуг.

По результатам данной главы можно сделать следующие выводы:

  1. Скорость выполнения полевых работ в 2-5 раз выше, чем при использовании традиционных методов.
  2. Точность и надежность измерений позволяет обновлять практически весь ряд топографических карт.
  3. Повышается рентабельность и снижаются трудозатраты.

В заключении подведены итоги проделанной работы, показывающие возможность проведения работ по топографической съемке, сформулированы основные результаты исследований точностных характеристик и применение ИАСОК и ГИС технологий для крупномасштабной съемки.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

  1. Побединский Г. Г., Тимкина О.В., Бородко Е.А. Оперативное обновление топографических карт с линейными объектами большой протяженности// Геодезия и картография, 2005, №10, С. 41-45.
  2. Бровко Е.А., Ефимов С.А., Бородко Е.А., Струнников А.В. Особенности использования спутниковых навигационных технологий в системе КТМ для актуализации цифровых дежурных топографических основ. //Геодезия и картография, 2007, №4, С. 13 – 19.
  3. Куприянов А.О., Бородко Е.А. Комплексные испытания интегрированной картографо-геодезической спутниковой аппаратуры нового поколения// Геодезия и картография, 2006, №10, С. 41-45.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.