Аналіз сучасних методів моніторингу полігонів ТПВ

Аналіз сучасних методів отримання даних для визначення об’ємів рис. 2.1 поділяється на дві групи: дистанційні методи та контактні методи.

Рис. 2.1 Класифікація методів та способів визначення об’ємів відходів [44]

 

До дистанційних методів відноситься: наземне цифрове знімання, наземне лазерне сканування, космічне знімання, аерознімання, радарне знімання і лазерне сканування повітряного базування.

Наземне цифрове знімання (НЦЗ). НЦЗ – це знімання місцевості за допомогою спеціальних приладів – фототеодолітів та стерео фотокамер. Основні переваги НЦЗ – безконтактний спосіб знімання, достовірність, оскільки поверхня знімання відображається на знімках. А недоліком є те, що НЦЗ потребує додаткових геодезичних вимірювань для визначення координат і висот точок (базисів фотографування та контрольних точок на території об’єкта).

Наземне лазерне сканування (НЛС). НЛС все частіше використовується у виробничих та наукових цілях, оскільки дає можливість з більшою точністю (до 2 мм) і швидкістю (до 1млн за секунду) отримати інформацію про певні об’єкти. Виконують сканування за допомогою 3D-сканерів, а кінцевим результатом роботи є хмара точок. Хмара точок – це набір точок з просторовими координатами (X, Y, Z), які характеризують форму, розміри об’єкта та його орієнтацію у просторі. В [26] наведено загальну класифікацію 3D-сканерів.

Згідно з цією класифікацією наземні лазерні сканери є оптимальним варіантом та найчастіше використовуються серед інших типів сканерів (авіаційні та автомобільні).

Космічне знімання. Сьогодні існує велика кількість космічних знімків різного просторового розрізнення. Згідно з класифікацією [27] їх можна поділити на такі:

– дуже низького розрізнення 10 000–100 000 м;

– низького розрізнення 300–1 000 м;

– середнього розрізнення 50–200 м;

– високого розрізнення:

· порівняно високого розрізнення 20–40 м;

· високого розрізнення 10–20 м;

· дуже високого розрізнення 1–10 м;

· надвисокого розрізнення 0,3–0,9 м.

У [28] наведено доволі широкий огляд технічних характеристик космічних систем ДЗЗ та вказано просторову розрізненість кожної космічної системи в панхроматичному або мультиспектральному діапазонах.

Аерофотознімання. В останні десятиріччя традиційне аерофотознімання є ефективним засобом для виконання різних геодезичних робіт, завдання яких такі: складання топографічних карт, визначення певних числових характеристик земельних, водних ресурсів, вивчення рельєфу, ландшафтів, пошуку корисних копалин та інші. Залежно від поставлених завдань можуть виконувати знімання: великомасштабне (1:1000 до 1:10000), середньомасштабне (1:10000 до 1:50000), дрібномасштабне (1: 50000 до 1:200000). Аерофотознімання виконують із застосуванням літаків типу Ан30, Ан2.

Однак на точність знімання впливає низка параметрів аерофотознімання:

– масштаб;

– висота фотографування;

– повздовжнє та поперечне перекриття;

– тип фотокамери та інші [29].

У теперішніх умовах аерофотознімання виявилось нерентабельним та малоефективним у зв’язку з великими матеріальними затратами на утримання та експлуатацію літального апарата та усього знімального комплексу, собівартість застосування літаків та гелікоптерів в десятки разів більша. Враховуючи те, що оновлення даних про той чи інший об’єкт є доволі затратним, альтернативою класичному аерофотозніманню з літаків є використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА), яке нині широко застосовують в Україні та світі [30].

Лазерне сканування повітряного базування. лазерний сканер в них встановлений на носії в повітрі. Проміри з борту літака охоплюють доволі значну територію, але можуть використовуватися для дослідження водних об’єктів на глибині до 70 метрів та підходять для дослідження прибережних територій.

А до контактних методів відноситься способи: GPS- спостереження, тахеометричне знімання і картометричний спосіб.

GPS-спостереження. З невпинним розвитком сучасних технологій GPS-спостереження стали практично невід’ємною частиною будь-яких геодезичних робіт. GPS-спостереження можна виконувати у трьох режимах роботи: абсолютний, диференційний, кінематика в реальному часі (приблизна точність яких сягає 5–10, 1–5, 0,05–0,1 м). Хоча GPS-спостереження дають хорошу точність, існують певні обмеження: видимість як мінімум чотирьох супутників, наявність розвиненої мережі, яка покриє територію знімання, залежність від метеорологічних умов та обмежена видимість.

Тахеометричне знімання. З розвитком супутникових технологій, наземного лазерного сканування традиційні геодезичні прилади, такі як електронні тахеометри, продовжують займати велику нішу серед геодезичних приладів. Сфера використання електронних тахеометрів залишається доволі широкою – від інженерної геодезії, будівництва, топографії до кадастру. Сучасні електронні тахеометри можуть працювати в двох режимах: з відбивачем та у без рефлекторному режимах. У [32] подано класифікацію електронних тахеометрів з відповідними точностями кутових та лінійних вимірювань, що залежить від класу та моделі електронного тахеометра і коливається від 0.5″ до 7″. Точність лінійних вимірів для прецизійних тахеометрів від 0,3–0,5 мм до 1 км вимірювання відстані та 3,2 мм на кожен кілометр роботи для точних тахеометрів.

Картометричний спосіб. Картометричний спосіб ґрунтується на використанні наявних карт, на яких відображено рельєф і які можна векторизувати напівавтоматично або автоматично. Карти, які зображають рельєф за допомогою горизонталей, дають змогу проводити всі, без винятку, вимірювання та обчислення. За допомогою карт можна визначати різні характеристики: географічні та прямокутні координати, площі, об’єми, довжини ліній, вертикалі та горизонтальні кути [31].

Ці методи створені та застосовуються для отримання даних і для визначення об’ємів твердих побутових відходів. В магістерській роботі було використано аерофотознімання, геодезичні методи та картометричні способи [44].