Проектирование топографо-геодезических работ

Введение

     

    Среди задач, связанных с хозяйственной деятельностью чело­века, приоритетными являются: проектирование, планирование, управление.

    Автоматизация процессов решения этих задач основана на при­менении ки­бернети­чес­ких систем – систем искусственного интел­лекта (СИИ), осно­вой кото­рых являются моде­ли представления зна­ний (МПЗ). В первом при­ближении, примерами таких систем могут служить  геоинфор­мационные системы (ГИС) управ­ления муници­пальным хозяйством и земельными ресур­сами. Основным элементом ГИС является цифровая модель местности (ЦММ), т.е. модель пред­ставления знаний о местно­сти.

    До недавних пор, основным  продуктом топографо-геодезиче­ского произ­вод­ства был топографический план. В современных условиях, в связи с разви­тием компьютер­ных техно­логий, главным продуктом производ­ства становится ЦММ.

    В данном пособии рассматриваются методы и средства цифрового модели­рования местности при крупномасштаб­ной топографической съемке.

 

Топографические съемки

Нормативные ссылки

В пособии использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 21667—76 Картография. Термины и определения

ГОСТ 22268-76 Геодезия. Термины и определения

ГОСТ 28441—99  Термины и определения

ОСТ 68-14-99 Виды и процессы геодезической и картографической

производственной деятельности. Термины и определения

ОСТ 68-15-01 Измерения геодезические. Термины и определения

Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стан­дартизованного термина и обозначены пометой “Ндп.”.

 

1.2 Термины и определения

Топографический план: Картографическое изображение на плоскости в ортогональной проекции в крупном масштабе ограниченного участ­ка местности, в пределах которого кри­визна уровенной поверхности не учиты­вается

Топографическая съемка: Комплекс работ, выполняемых с целью получения съемочного оригинала топографической карты или плана, а также получение топографической информации в другой форме

Тахеометрическая съемка: Топографическая съемка, выполняемая при помощи тахеометра

Теодолитная съемка: Топографическая съемка, выполняемая при помощи теодолита и мер длины или дальномеров

Съемочная точка: Точка, с которой выполняют съемку данного участка местности

Съемочный пикет: Точка, положение которой определяют относительно съемочной точки в процессе съемки данного участка местности

Абрис ( Ндп. Кроки ): Схематический чертеж участка местности

Цифровая (картографическая) модель: Логико-математическое представле­ние в цифровой форме объектов картографирования и отношений между ними

Цифровая модель местности; ЦММ: Цифровая картографическая модель, содержащая данные об объектах местности и ее характеристиках

Цифровая модель объектов местности (Ндп. Цифровая модель объектового состава): Цифровая модель местности, содержащая информацию о плановом и высотном положении объектов местнос­ти, кроме рельефа

Цифровая модель рельефа; ЦМР: Цифровая модель местности, содержащая информацию о ее рельефе

Цифровой план: Цифровая картографическая модель, содержание которой соответствует содержанию плана определенного вида и масштаба

Электронный план: Цифровая картографическая модель, визуализированная или подготов­ленная к визуализации на экране средствами отображения информации в специальной системе условных знаков, содержание которой соответствует содержанию плана определенного вида и масштаба

Графическая копия цифрового [электронного] плана: Графическое изображение на твердом носителе, содержание которого адекватно содержанию цифрового [электронного] плана

Графическая среда пользователей электронных карт [планов]: Совокуп­ность средств про­граммного, технологического, информационного и лингвис­тического обеспечения работ с цифровой картографической информацией

Условный знак электронной карты: Картографический условный знак, предназначенный для отображения объекта электронной карты

Библиотека условных знаков (электронных карт): Систематизированный набор формализо­ванных описаний условных знаков электронных карт

Библиотека шрифтов (электронных карт): Систематизированный набор формализованных описаний символов, применяемых для отображения характе­ристик объектов, их географических названий и пояснительных подписей элек­тронных карт

Система классификации и кодировании (для цифрового картографирова­ния): Совокупность методов и правил распределения множества объектов циф­рового картографирования по классифи­кационным группам

Классификатор картографической информации (для цифрового карто­графирования): Класси­фикатор, содержащий систематизированный перечень наименований и кодов объектов цифровых карт и их характеристик

Правила цифрового описания (картографической информации): Система единых требований к формализованному цифровому описанию картографиче­ской информации

Слой (цифровой картографической информации) (Ндп. Сегмент): Сово­купность объектов цифровой или электронной карты, объединенная каким-либо признаком или группой признаков

Объект цифровой [электронной] карты: Структурная единица цифровой [электронной] карты, характеризующая конкретный объект карты или местности и его признаки.

Примечание - Подпись является объектом цифровой или электронной карты

Площадной объект (цифровой [электронной] карты): Объект цифровой [электронной] карты, метрическое описание которого представлено последовательностью координат точек его замкнутого контура

Линейный объект (цифровой [электронной] карты): Объект цифровой [электронной] карты, метрическое описание которого представлено последова­тельностью координат его точек

Точечный объект (цифровой [электронной] карты): Объект цифровой [электронной] карты, метрическое описание которого представлено координатами одной точки

Комплексный объект (цифровой [электронной] карты): Объект цифровой [электронной] карты, состоящий из совокупности объектов

Код объекта (цифровой карты): Буквенно-цифровая комбинация, однозначно соответствую­щая объекту цифровой карты

Код характеристики объекта (цифровой карты): Буквенно-цифровая комбинация, однозначно соответствующая признаку, характеризующему объект цифровой карты

Характер локализации объекта (цифровой карты): Вид геометрического представления объ­екта цифровой карты

Код характера локализации объекта (цифровой карты): Буквенный или цифровой код, однозначно соответствующий характеру локализации объекта цифровой карты

Пространственно-логические связи (объектов цифровой [электронной] карты); ПЛС: Совокуп­ность данных о топологических отношениях между объектами цифровой [электронной] карты

Векторная форма представления (цифровой картографической информации): Способ представ­ления метрической картографической информации в виде последовательности векторов

Растровая форма представления (цифровой картографической информации): Способ представ­ления цифровой картографической информации в виде матрицы, элементами которой являются коды цветов картографического изображения

Цифрование картографического материала: Преобразование картографической информации в цифровую форму

Векторизация цифровой картографической информации: Преобразование цифровой картогра­фической информации из растровой формы представления в векторную

Автоматизированная (картографическая) генерализация: Генерализация цифровой картогра­фической информации, выполняемая на ЭВМ в диалоговом режиме

Геодезические работы: Категория полевых и камеральных работ, основным назначением которых является сбор данных для определения фигуры, размеров, гравитационного поля Земли, координат точек земной поверхности и их изменений во времени (Закон РФ «О геодезии и картографии»)

Топографические работы: Категория полевых и камеральных работ, основным назначением которых является топографическая съемка с целью получения оригиналов топографических карт и планов

Топографо-геодезические работы: Категория геодезических и топографических работ, выполняемых по единому проекту или плану

Картографические работы: Категория работ, основным назначением которых является создание картографической продукции по результатам съемки или по исходным картографическим материалам

Примечание - К картографическим работам относятся также создание цифровых и электронных карт и цифровые технологические процессы сбора, обработки и представления цифровой картографической информации, связанной географически и используемой в ГИС.

Геодезический прибор ( ндп - геодезический инструмент): Средство геодези­ческих измерений, предназначенное для получения измеряемой величины в ус­тановленном диапазоне в форме, доступной для непосредственного восприятия

Топографический прибор: Геодезический прибор, предназначенный для выполнения наземной топогра­фической съемки

Горизонтирование (средства геодезических измерений); (ндп - нивелирование): Операция по совмещению вертикальной оси средства измерений с отвесной линией и (или) приведение визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение

Центрирование (средства геодезических измерений): Операция по совмещению вертикальной оси средства измерений с отвесной линией, проходящей через пункт относимости геодезических измерений.

 

Требования инструкции для проведения топографической съемки

Общие сведения

Методы топосъемки, содержание топопланов, методы их составле­ния и обнов­ления определяются соответствующими нормативными документами (инструк­циями).

Различают съемки для создания топографических планов (карт) крупных масштабов (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000) и мелких (1:10000, 1:25000 и мельче).

Для удобства читателей далее приводятся некоторые сведения из инструкции по крупномасштабной съемке.

     Съемке и отображению на топографических планах подлежат все эле­менты ситуации и рельефа, предусмотренные действующими условными зна­ками. Для решения отдельных отраслевых задач могут создаваться специали­зиро­ванные топографические планы.

    При создании специализированных топографических планов допускается отображение на плане не всей ситуации местности, применение нестандартных сечений рельефа, снижение или, наоборот, повышение требований к точности изображения контуров или рельефа местности.

Топографические планы масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 создаются путем топографических съемок или картосоставлением (кроме масштаба 1:500) по материалам топографических съемок, как правило, более крупного масштаба.

Топографические съемки выполняются следующими методами:

стереотопографическим;

комбинированным аэрофототопографическим;

мензульным;

наземным фототопографическим (фототеодолитная съемка);

спутниковым;

лазерной локации;

тахеометрическим или теодолитным.

Высота сечения рельефа на топографических планах устанавливается, как правило, в соответствии с данными таблицы 1.

 

Таблица - 1

Характеристика участка местности и максимальные доминирующие углы наклона	Масштаб топографической съемки
	1:200	1:500; 1:1000	1:2000	1:5000	1:10000
Спланированные территории и участки с твердым покрытием с углами наклона до 2°	0,25; 0,5	0,25; 0,5	0,25; 0,5	0,5; 1,0	—
Равнинный с углами наклона до 2°	0,25; 0,5	0,5; 1,0	0,5; 1,0	0,5; 1,0	1,0; 2,0
Всхолмленный с углами наклона до 4°	—	0,5; 1,0	0,5;1,0;2,0	1,0:2,0;	2,0; 2,5
Пересеченный с углами наклона до 6°	—	0,5; 1,0	1,0; 2,0	2,0; 5,0	2,5;5,0
Горный и предгорный с углами наклона свыше 6°	—	1,0; 2,0	2,0; 2,5	2,0:5,0	5,0;10,0

        

Для изображения характерных деталей рельефа, не выражаю­щихся горизонта­лями основного сечения, следует применять допол­нительные горизонтали (полу­горизонтали) и вспомогательные гори­зонтали. Полугоризонтали обязательно проводят на участках, где расстояния между основными горизонталями превы­шают 2,5 см на плане.

За основу разграфки планов масштабов 1:5000 и 1:2000, созда­ваемых на участках площадью свыше 20 кв. км, как правило, прини­мается лист карты масштаба 1:100000, который делится на 256 час­тей для съемок масштаба 1:5000, а каждый лист масштаба 1:5000 - на девять частей для съемки масштаба 1:2000.

Номенклатура листа масштаба 1:5000 складывается из номенкла­туры листа карты масштаба 1:100000 и взятого в скобки номера листа масштаба 1:5000, например М-38-112-(124).

Номенклатура листа масштаба 1:2000 складывается из номенк­латуры листа плана масштаба 1:5000 и одной из первых девяти строчных букв русского алфавита (а, б, в, г, д, е, ж, з, и), например М-38-112-(124-а).

На планах показывается сетка прямоугольных координат, линии ко­торой проводятся через 10 см.

Для топографических планов, создаваемых на города и насе­ленные пункты и на участки площадью менее 20 кв. км, как правило, а для масштабов 1:1000 и 1:500 всегда применяется прямоугольная разграфка с размерами рамок для масштаба 1:5000 - 40 x 40 см, для масштабов 1:2000, 1:1000 и 1:500 - 50 x 50 см. В этом случае за ос­нову разграфки принимается лист масштаба 1:5000, обозначаемый арабскими цифрами. Ему соответствуют 4 листа масштаба 1:2000, каждый из которых обозначается присоединением к номеру мас­штаба 1:5000 одной из первых четырех прописных букв русского ал­фавита (А, Б, В, Г), например 4-Б.

Листу масштаба 1:2000 соответствуют 4 листа масштаба 1:1000, обозначаемых римскими цифрами (I, II, III, IV), и 16 листов масштаба 1:500, обозначаемых арабскими цифрами (1, 2, 3, 4, 5,..., 16).

Номенклатура листов масштабов 1:1000 и 1:500 складывается из номенклатуры листа масштаба 1:2000 и соответствующей римской цифры для листа масштаба 1:1000 или арабской цифры для листа масштаба 1:500, например 4-Б-IV или для 1:500 - 4-Б-16.

Прямоугольная разграфка при съемке населенных пунктов соз­дается с учетом их перспективного развития. На территориях горо­дов, где разграфка установлена, сохраняется принятая разграфка листов.

Разграфка листов планов обязательно устанавливается в тех­ническом проекте (программе) работ.

Средние погрешности (ошибки) в положении на плане предме­тов и контуров местности с четкими очертаниями относительно бли­жайших точек съемочного обоснования не должны превышать 0,5 мм, а в горных и залесенных районах - 0,7 мм. На территориях с капи­тальной и многоэтажной застройкой предельные погрешности во взаимном положении на плане точек ближайших контуров (капи­тальных сооружений, зданий и т.п.) не должны превышать 0,4 мм.

Средние погрешности съемки рельефа относительно ближай­ших точек геодезического обоснования не должны превышать по вы­соте:

1/4 принятой высоты сечения рельефа при углах наклона до 2°;

1/3 при углах наклона от 2 до 6° для планов масштабов 1:5000, 1:2000 и до 10° для планов масштабов 1:1000 и 1:500;

1/3 при сечении рельефа через 0,5 м на планах масштабов 1:5000 и 1:2000.

На лесных участках местности эти допуски увеличиваются в 1,5 раза. В районах с углами наклона свыше 6° для планов масштабов 1:5000 и 1:2000 и свыше 10° для планов масштабов 1:1000 и 1:1500 число горизонталей должно соответствовать разности высот, опре­деленных на перегибах скатов, а средние погрешности высот, опре­деленных на характерных точках рельефа, не должны превышать 1/3 принятой высоты сечения рельефа.

Геодезической основой крупномасштабных съемок служат:

а) государственные геодезические сети:

триангуляция и полигонометрия 1, 2, 3 и 4 классов;

нивелирование I, II, III, IV классов;

б) геодезические сети сгущения:

триангуляция 1 и 2 разрядов, полигонометрия 1 и 2 разрядов;

техническое нивелирование;

в) съемочная геодезическая сеть:

плановые, высотные и планово-высотные съемочные сети или от­дельные пункты (точки), а также точки фотограмметрического сгу­щения.

В исключительных случаях топографические съемки допуска­ется выполнять только на съемочном обосновании, если на участке или вблизи него на расстоянии до 5 км отсутствуют пункты государ­ственной геодезической сети и если на участке в ближайшее время не будут развиваться топографические съемки.

Съемки в городах выполнять только на съемочном обосновании не разрешается.

Самостоятельные съемочные сети ориентируются по дирекци­онному углу, определенному со средней квадратической погрешно­стью 1'.

На участках съемок масштабов 1:5000, 1:2000 площадью до 5 кв. км разрешается ориентировать съемочные сети по магнитному азимуту.

Координаты и высоты пунктов (точек) геодезических сетей вы­числяются в принятых системах прямоугольных координат на плос­кости в проекции Гаусса, в трехградусной зоне и в Балтийской сис­теме высот.

Примечание - При выполнении инженерно-геодезических изы­сканий на территории городов съемка, как правило, выполняется в местной (городской) системе координат.

В технических проектах (программах) на съемку вопросы сис­темы координат и высот специально оговариваются и согласовыва­ются с органами государствен­ного геодезического надзора.

Плотность геодезических сетей определяется масштабом съемки, высотой сечения рельефа, а также необходимостью обеспе­чения геодезических, маркшейдерских, мелиоративных, землеуст­роительных и других работ как для целей изысканий и строитель­ства, так и при дальнейшей эксплуатации сооружений, коммуникаций и т.д. (оговаривается в проекте).

Сгущение геодезической основы, как правило, производится от общего к частному, от высшего класса (разряда) к низшему. Следует стремиться к сокращению многоступенчатости геодезических по­строений и развивать на местности одноклассные (одноразрядные) сети на основе применения современных дальномерных и угломер­ных геодезических приборов и вычислительной техники. Необходи­мая плотность сети при одноклассных (одноразрядных) построениях достигается уменьшением длин сторон.

При создании геодезической основы крупномасштабных съемок ис­ходными пунктами для развития построений данного класса (раз­ряда) могут служить, как правило, только пункты геодезических по­строений высших по точности классов (разрядов).

Средняя плотность пунктов государственной геодезической и нивелирной сети для создания съемочного геодезического обоснова­ния топографических съемок, как правило, должна быть доведена:

на территориях, подлежащих съемкам в масштабе 1:5000, до од­ного пункта триангуляции или полигонометрии на 20 - 30 кв. км и од­ного репера нивелирования на 10 - 15 кв. км;

на территориях, подлежащих съемкам в масштабе 1:2000 и круп­нее, до одного пункта триангуляции или полигонометрии на 5 - 15 кв. км и одного репера нивелирования на 5 - 7 кв. км.

На застроенных территориях городов и подлежащих к застройке в ближайшие годы плотность пунктов государственной геодезиче­ской сети должна быть не менее 1 пункта на 5 кв. км.

Дальнейшее увеличение плотности геодезической основы круп­номасштабных съемок достигается развитием геодезических сетей сгущения и съемочного обоснования.

Плотность геодезической основы должна быть доведена разви­тием геодезических сетей сгущения в городах, прочих населенных пунктах и на промплощадках не менее чем до 4 пунктов триангуля­ции и полигонометрии на 1 кв. км в застроенной части и 1 пункта на 1 кв. км на незастроенных территориях.

Для обеспечения инженерных изысканий и строительства в горо­дах и на промышленных объектах плотность геодезических сетей может быть доведена до 8 пунктов на 1 кв. км.

Плотность геодезической основы для съемок в масштабе 1:5000 территорий вне населенных пунктов должна быть доведена не менее чем до 1 пункта на 7 - 10 кв. км, а для съемок в масштабе 1:2000 - до 1 пункта на 2 кв. км.

Развитием съемочных геодезических сетей достигается плот­ность, обеспечивающая непосредственное выполнение съемки.

Съемочная сеть развивается от пунктов государственных геоде­зических се­тей, геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов и тех­нического нивелирова­ния.

Пункты съемочной сети определяются проложением теодолит­ных (тахеометрических) ходов, спутниковыми методами, прямыми, обрат­ными и комбинированными засечками. При развитии съемочной сети одновременно определяются, как правило, положения точек в плане и по вы­соте.

Высоты точек съемочной сети определяются геометрическим или тригоно­метрическим нивелированием.

Предельные погрешности положения пунктов плановой съемоч­ной сети, в том числе плановых опознаков, относительно пунктов го­сударственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения не должны превышать на открытой местности и на застроенной тер­ритории 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм - на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью.

Точки съемочного обоснования, как правило, закрепляются на местности временными знаками: деревянными кольями, столбами, металлическими штырями, трубами. Если эти точки предполагается использовать в дальнейшем для других целей, их закрепляют посто­янными знаками.

Уравнивание съемочного обоснования разрешается производить упрощенными способами.

Контроль и приемка выполненных работ при крупномасштабных топографи­ческих съемках осуществляется в соответствии с требова­ниями действующей "Инструкции о порядке контроля и приемки гео­дезических, топографических и карто­графических работ" или ведом­ственных инструкций по контролю.

 

1.3.2 Содержание топографических планов

На топографических планах масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 достоверно и с необходимой степенью точности и подробности в зависимости от масштаба плана изображаются:

пункты триангуляции, полигонометрии, трилатерации, грунтовые реперы и пункты съемочного обоснования, закрепленные на местности (наносятся по координатам). На планах масштаба 1:5000 могут не показываться пункты геодезических сетей сгущения в стенах зданий, а также стенные реперы и марки;

здания и постройки жилые и нежилые с указанием их назначения, материала (для огнестойких) и этажности. Постройки, выражающиеся в масштабе плана, изображают по контурам и габаритам их цоколей. Архитектурные выступы и уступы зданий и сооружений отображаются, если величина их на плане 0,5 мм и более;

промышленные объекты - комплексы строений и сооружений заводов, фабрик, электростанций, шахт, карьеров, торфоразработок и т.д.; буровые и эксплуатационные скважины, нефтяные и газовые вышки, цистерны, наземные трубопроводы, линии электропередачи высокого и низкого напряжения, колодцы и сети подземных коммуникаций; объекты коммунального хозяйства. Из подземных трубопроводов обязательному изображению на планах масштаба 1:5000 (кроме застроенной территории) подлежат только нефте-, газо- и водопроводы, положение которых на плане наносится по координатам прокладок, по показаниям приборов поиска подземных коммуникаций или непосредственным изображением, когда их местоположение хорошо читается на местности; на планах масштабов 1:2000 - 1:500 подземные трубопроводы и прокладки показываются в том случае, если имеется исполнительная съемка соответствующего масштаба или специальное задание на съемку подземных коммуникаций;

железные, шоссейные и грунтовые дороги всех видов и сооружения при них - мосты, туннели, переезды, переправы, путепроводы, виадуки и т.п.;

гидрография - реки, озера, водохранилища, площади разливов, приливно-отливные полосы и т.д. Береговые линии наносятся по фактическому состоянию на момент съемки или на межень;

объекты гидротехнические и водного транспорта - каналы, канавы, водоводы и водораспределительные устройства, плотины, пристани, причалы, молы, шлюзы, маяки, навигационные знаки и др.;

объекты водоснабжения - колодцы, колонки, резервуары, отстойники, естественные источники и др.;

рельеф местности с применением горизонталей, отметок высот и условных знаков обрывов, скал, воронок, осыпей, оврагов, оползней, ледников и др. Формы микрорельефа изображаются полугоризонталями или вспомогательными горизонталями с отметками высот местности;

растительность древесная, кустарниковая, травяная, культурная растительность (леса, сады, плантации, луга и др.), отдельно стоящие деревья и кусты. При создании планов масштабов 1:1000 и 1:500 по дополнительным требованиям каждое дерево может быть снято инструментально с показом его породы знаком и надписью (подеревная съемка);

грунты и микроформы земной поверхности: пески, галечники, такыры, глинистые, щебеночные, монолитные, полигональные и другие поверхности, болота и солончаки;

границы - политико-административные, землепользований и заповедников, различные ограждения. Границы районов и городских земель наносятся по координатам имеющихся поворотных пунктов границ или по имеющимся ведомственным картографическим материалам.

На топографических планах помещаются собственные названия населенных пунктов, улиц, железнодорожных станций, пристаней, лесов, песков, солончаков, вершин, перевалов, долин, балок, оврагов и других географических объектов.

 

Содержание модели местности

Модель местности состоит из модели объектов местности (ситуации)  и модели рельефа.

Модель ситуации формируется из моделей топографических объектов и отноше­ний ме­жду ними. За топографический объект принимается элемент местности природного или искусственного происхождения, имеющий кроме геометрических характеристик, т. е. пространственного расположения на местности, еще и смы­словые характеристики, представляющие собой информацию о функциональных, технических или природных качествах объекта.

Топографический объект (ТО) может быть простым или комплексным. Каждый ТО обладает присущим ему набором свойств. Для создания мо­дели ситуации используется метрическая, синтаксическая, семантическая и структурная информация.

Метрическая информация – каталог координат съемочных точек, пикетов.

Синтаксическая информация – идентификаторы объектов, типы соединений то­чек в контуре, списки номеров съемочных пикетов, формирующих контур объекта.

Семантическая информация – смысловая информация (характеристики объек­тов). Например, высота деревьев, название улиц, скорость течения реки и т.п.

Структурная информация описывает отношения между объектами. Например, про­странственные отношения (ПЛС): примыкание (крыльцо – здание), пересечение (труба под доро­гой), вложение (поляна в лесу).

На основе имеющейся информации о локализации формируются  модели  точечных, линейных и пло­щадных объектов.

Моделирование рельефа выполняется, в основном, для обеспечения решения задач инженерного характера (построение профилей, вычисление объемов зем­ляных работ, создание проектов вертикальной планировки и т.д.)

Цифровая модель рельефа состоит из дискретной информации о высотах точек земной поверхности и математических методов, обеспечивающих вычисление высоты произвольной точки, принадлежащей области моделирования по ее пла­новым координатам. Таким образом, классифицировать модели рельефа можно как по структуре дискретной информации о рельефе, т.е. по типу распределения съемочных точек, так и по математическим методам вычисления высот.

Существует 3 типа распределения съемочных точек:

Регулярное. Съемочные точки распределяются в узлах регулярной сетки (на­пример, при нивелировании по квадратам).

Структурное. Съемочные точки распределены с учетом характера рельефа, т.е. на структурных линиях и в точках локальных экстремумов.

Хаотическое. Съемочные точки распределены произвольным образом.

Следовательно, можно говорить о регулярной, структурной и хаотической моде­лях рельефа.

Математические методы получения высот точек можно разделить на два класса:

Методы, обеспечивающие точное прохождение аппроксимирующей поверхности через съемочные точки (интерполяция на многогранниках, например, триангуля­ция Б.Н. Делоне, полиномиальные сплайны);

Методы, сглаживающие аппроксимирующую поверхность (ряды, сглаживающие сплайны, кусочно-полиномиальные методы).

В настоящее время, в большинстве программных комплексов топографо-геоде­зического назначения (например, Autodesk Land Desktop, Leica GeoOffice, Credo, Geonics, ГИС «Панорама») для ап­проксимации рельефа используется триангуляция Делоне. В этом методе ап­проксимирующей поверхностью является многогранник, вершинами которого яв­ляются съемочные пикеты, а грани имеют вид неправильных плоских тре­угольни­ков. Данный метод может использоваться для регулярных, структурных и хаоти­ческих моделей. Однако в случае нерегулярной модели приходится ре­шать не­тривиальную задачу – построение сети непересекающихся треугольни­ков. 

Сбор информации

Методы сбора информации

Тахеомет-рический	Картометри- ческий	Лазерная локация	Фотограмметри- ческий	Спутниковый
Съемка с примене­нием элек­тронных та­хеометров	Цифрование и векторизация	Съемка с использо- ванием лазерного локатора	Аэрокосмическая съемка с компью­терной обработ-кой (ЦФС)	Съемка с ис­пользованием спутниковых приемников

 

Обработка информации

Для создания ЦММ используются информационно-программные комплексы (ИПК).

Основные компоненты ИПК:

Компонент	Примечание
База данных (БД)	Содержит факты и количественные данные, связанные определенной структурой
Система управления базой данных (СУБД)	Программный комплекс, обеспечивающий взаимодейст­вие с БД. В частности, содержит сведения о структуре и содержании БД, позволяющие найти и понять смысл информации хранящейся в БД.

 

Два этих компонента образуют банк данных, который служит основой ЦММ.

Другие компоненты ИПК: классификатор и конструктор топографических объектов, модуль экспортно-импортных операций.

Цифровая обработка включает в себя:

Вычисление координат съемочных точек, пикетов;

Формирование контуров;

Логическая обработка информации БД;

Моделирование ТО и отношений между ними;

Моделирование рельефа.

Лазерная локация

На физическом уровне основой лазерной локации является использование полупроводниковых лазеров в качестве источника зондирующего излучения.

Основная функция лазера – генерация импульсного или непрерывного излучения, которое отражаясь от поверхности земли или наземных объектов, может быть использовано для измерения дальности от источника излучения до объекта, вызвавшего отражение. Лазер, таким образом, является важнейшим функциональным компонентом оптико-электронного блока, в который, кроме самого лазера, могут входить устройство развертки, коллиматор, объектив, приемник, усилители, дискретизаторы, а также другие оптические и электронные компоненты.

Вторым важнейшим компонентом авиационного лазерного локатора наряду с оптико-электронным (дальномерным) выступает навигационный блок, работа которого основана на взаимодействии в реальном времени системы спутниковой навигации GPS / ГЛОНАСС и инерциальной системы.

Производительность метода ЛЛ чрезвычайно высока. На практике достигнута производительность съемки в 500-600 км за один аэросъемочный день для магистральных высоковольтных ЛЭП и газопроводов. Во всех случаях в маршрутном режиме обеспечивается съемка всей ширины полосы отчуждения. Здесь следует отметить, что камеральная обработка результатов съемки при реализации метода ЛЛ, как правило, по продолжительности сравнима со временем выполнения авиационных работ, что позволяет выполнять такую обработку оперативно на месте проведения работ. Это, в свою очередь, позволяет эффективно контролировать качество съемки и при необходимости выполнять повторную съемку. Понятно, что подобная производительность значительно превосходит возможности традиционных аэросъемочных технологий, которые требует сложной камеральной обработки, требующей значительного времени.

Метод ЛЛ не требует выполнения наземных геодезических работ по планово-высотному обоснованию съемки. Необходимость выполнения таких работ может составить серьезную проблему при реализации традиционных методов съемки, особенно для удаленных и труднодоступных районов.

 

Допустимое применение

  • Измерение горизонтальных и вертикальных углов.

 • Измерение расстояний.

 • Запись результатов.

• Использование прикладных программ.

 • Визуализация направления визирования и положения оси вращения тахеометра.

 

  Запрещенные действия:

  • Работа с тахеометром без проведения инструктажа исполнителей по технике безопасности.

 • Работа вне установленных для прибора пределов допустимого применения. • Отключение систем обеспечения безопасности.

 • Снятие этикеток (шильдиков) с информацией о возможной опасности.

 • Открытие корпуса прибора, например, с помощью отвертки, за исключением случаев, специально оговоренных в инструкциях для проведения конкретных операций.

 • Модификация конструкции или переделка прибора.

• Использование незаконно приобретенного аппарата.

• Работа с тахеометром, имеющим явные повреждения или дефекты.

 • Визирование прямо на солнце.

 • Неадекватное обеспечение безопасности на месте проведения работ                                  (например, при измерениях на стройплощадках, дорогах и т.п.).

 • Умышленное наведение прибора на людей.

 • Операции по мониторингу машин и других движущихся объектов без должного обеспечения безопасности на месте работ.

 

  Предупреждение

Запрещенные действия способны привести к травмам и материальному ущербу. В обязанности лица, отвечающего за тахеометр, входит информирование пользователей о возможных рисках и мерах по их недопущению. Приступать к работе разрешается только после прохождения пользователем надлежащего инструктажа по технике безопасности.

 

Окружающие условия

Тахеометр предназначен для использования в условиях, пригодных для постоянного пребывания человека; он не пригоден для работы в агрессивных или взрывоопасных средах.

Из-за риска получить электрошок очень опасно использовать вешки с отражателем и удлинители этих вех вблизи электросетей и силовых установок, таких как, например, провода высокого напряжения или электрифицированные железные дороги.

Всегда добивайтесь того, чтобы место проведения работ было безопасным для их выполнения. Придерживайтесь местных норм техники безопасности, направленных на снижение травматизма и обеспечения безопасности дорожного движения.

Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие тахеометра следующим требованиям:

· отсутствие коррозии, механических повреждений и других дефектов, влияю­щих на эксплуатационные и метрологические характеристики тахеометра;