Вопрос 48 Технология коррелатной версии метода наименьших квадратов – уравнивения геодезических измерений.

Вопрос 44 Основные задачи и методы камеральной обработки результатов НЛС. Программные продукты. Сущность сшивки сканов в программе Cyclone. Способы регистрации пространственных данных в процессе трансформации сканов.

Камеральная обработка данных НЛС с целью создания трехмерной векторной модели объектов ситуации выполняется по одной из технологий: 1) Предварительная обработка данных НЛС                 - Оценка точности внешнего ориентирования сканов – Экспорт сканов в формат ПО, используемого для обработки данных НЛС – Построение трехмерной векторной модели объектов путем вписывания в массив точек геометрических примитивов и поверхностей – Экспорт трехмерной модели в формат САПР – Оформление векторной трехмерной модели – Оценка точности построения векторной трехмерной модели. Основная часть камеральных работ в технологии построения трехмерных моделей местности по данным НЛС приходится на создание векторных моделей объектов ситуации. Для построения трехмерных векторных моделей объектов ситуации используются след.режимы: автоматический, полуавтоматический и интерактивный. В процессе векторизации, с целью как создания цифровых топопланов, так и построения трехмерной векторной модели целесообразно разделять объекты по слоям. 2) Предварительная обработка данных НЛС                   - Оценка точности внешнего ориентирования сканов – Экспорт сканов в формат ПО, используемого для обработки данных НЛС – Построение осей объектов в виде полилиний – Экспорт полилиний в САПР – Выдавливание объектов по построенным осям объектов в САПР - Оформление векторной трехмерной модели – Оценка точности построения векторной трехмерной модели. При использовании этой технологии оси элементов конструкций показываются в виде полилиний. Также вычерчивается поперечный профиль конструкции на одном из концов оси. Применение той или иной технологической схемы построения векторной модели зависит от характера элементов ситуации. Для построения ЦМР разработана след.схема: удаление из данных НЛС в интерактивном режиме точек, принадлежащих деревьев и высотным конструкциям; удаление точек, не принадлежащих поверхности земли; построение регулярной сетки высот методом Kriging в ПО Surfer для создания регулярной матрицы высот; построение ЦМР в виде TIN-поверхности. Редактирование трехмерной векторной модели местности – осуществляется с целью обеспечения целостности получаемой трехмерной модели (обычно редактирование выполняется в САПР). Для решения практических задач с использованием трехмерной модели местности она интегрируется с базой данных, в которой содержится различная семантическая информация. Программные продукты, применяемые в технологии лазерного сканирования, в зависимости от их функционального назначения можно разделить: управляющее ПО, ПО для создания единой точечной модели, ПО для построения трехмерных моделей и двумерных чертежей по данным сканирования и комплексное ПО. Все производители НЛС предлагают свое ПО для управления сканером и обработки результатов сканирования. Например, фирма Riegl Laser Measurement Systems GmbH производит ПП Riscan Pro(предназначен для сокращения времени получения данных в поле, при этом предлагая средства визуальной проверки полноты данных прямо в поле в трехмерном виде), Trimble – 3D-Extractor, PointScape, RealWorks Survey (универсальность, высокая скорость освоения и простота работы), 3Dipsos (Используется для создания трехмерных моделей сложных технологических установок, промышленных площадок, цехов), Leica Geosystems – Cyclone (предназначен для обработки данных наземного лазерного сканирования). Сущность сшивки сканов–Выбирается необходимое количество сканов. Выполняется регистрация сканов относительно системы координат сканера (флажком указывается место стоянки сканера, например Position 2) с помощью мастера сшивки сканов. Далее происходит процесс обработки. Из двух сканов получается результирующий скан, который содержит более полную и точную информацию. Для сшивки сканов требуется не менее трех соответствующих точек на каждом скане, расположенных в двух окнах. Выполняется оценка результатов вычисления. СКО и Стандартное отклонение.

 

Вопрос 45 .Назначение и виды изысканий. Роль инженерных изысканий в охране природной среды. Организация инженерных изысканий в России.Организация службы инженерных изысканий.Технологическая схема производства изыскательских работ.Особенности согласований при изысканиях.Изыскания-комплексное изучение природных условий предполагаемого участка стр-ва для получения необходимых исх.данных, обеспечивающих при прект-ии и стр-ве принятие технически правильных и экономически целесообразных решений. Изыскания делят на экономические и инженерные. Экон-е из-я определяют эк-ю целесообразность стр-ва соор. в данном районе с учетом обеспеченности его сырьем, стройматериалами, транспортом, раб.силой и др. Инженерные из-я проводят для изучения природных условий тер-рии будущего стр-ва. Осн. виды инж-ых из: инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инж-но-гидрометеорологические. В процессе инж-геод. из. подлежат изучению и съемке ситуация и рельеф на тер-рии предполагаемго стр-ва. В процессе инж-геологич. из. подлежат изучению грунты основания, подземные воды, физико-геолог. процессы и формы их проявления. Инж-гидрометеорологические - климат и поверхностные воды. Роль инженерных из. в охране окружающей среды: Соблюдение закона об охране природы; Материалы инженерных изысканий должны способствовать созданию проекта, осуществление которого вызвало бы минимальные изменения в природе; .Из. должны обеспечить разработку научно обоснованных прогнозов изменения природных условий под воздействием стр-ва и эксплуатации проектируемого объекта. В процессе необ разраб и осущ меры предпреждающего хар-ра, искл возможность нанесения ущерба окр.среде. Роль ИИ: 1) обеспеч.соблюд з об охране природы 2)мат ИИ способ созд проектов, осущ кот вызвало бы мин возможные изм природы 3) мат ИИ – основа д/разраб прогнозов изм при русл под влиянием деят-ти человека и осущ эф, предупред и защищ. мероприятия. Орг-я ИИ в России.Орг-я службы ИИ.ИИ вып-ся обычно специализир-ми организациями,имеющими лицензии. В ряде случаев могут быть исполнителями отдельные структурные подразделения проектных организаций. В РФ с 1.01.2009г. введено взамен лицензии на ИИ саморегулирование в области изысканий(СРО).СРО в соответствии с градостроительным кодексом РФ-некоммерческая организация,сведения о кот. внесены в гос.реестр саморегулирующих орг-ий и которые основаны на членстве индивид-х предпринимателей и юрид-х лиц, осущ-их деят-ть в области ИИ.Гос. органом регулирования и надзора является федеральная служба по эк-му,технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). Членство в изыскательской СРО явл-ся обязательным требованием для организаций и ИП,заним-ся изскат-ой деят-ю.Регистрацию (выдачу разрешений) производства инж-геод. из. осущ. в установленном порядке органы архитектуры и градостроит-ва исполнит. власти субъектов РФ или местного самоуправления. Технологич. схема производства изыскат. работ. Заказчик-подрядчик.Для специализир-х из. организаций заказчик-проектные институты, финансир-е за счет заказчика. Между проект. и из-ой орг-ей заключается договор на основании тех-го задания.Тех. задание создает заказчик и согласовывает подрядчик.На основании тех.задания и требований соответств-их нармат-ых док-ов изыск-я орг-я составляет программу (проект) ИИ.На основании договора заказчик должен своевременно выдать подрядфику исх-е данные, обеспечить финанс-е работ,а подрядчик - вып-ть предусмотренные работы в устан-е сроки. Особен-ти согласований при из-ях.При из. трасс и площадок на трассе проводят комплекс различ. согасований.Эти согл-я проводят проект-я и из-я орг-ии или аналогичные подразделения проектно-из-го института.

 

Вопрос 46 .Изыскания соор-ий транспорта и линий связи. Изыскания при проект-ии гидротех-х, пром-ых сооружений, жилых и административых зданий. Изыскания линейных сооружений выполняют с целью определения в процессе проектирования оптимального положения трассы соор-я.Трасса-ось проектируемого сооружения,нанесенная на карту,фотоплан или схему,заданную координатами или закрепленную на мест-ти.Представляет собой сложную пространственную линию, состоящую в плане из прямых участков,сопрягающихся м/у собой кривыми,а в продольном профиле-из линий различного уклона,сопрягающихся вертикальными кривыми.Проектир-е магистральных трасс значительного протяжения выполняют в 2 стадии(проект и рабочая документация),небольшой протяженности-в одну стадию(раб.проект).Этапы из-я трасс:допроектные(рекогносцировочные) ,проектные редварительные),предпостроечные(окончательные).Допроектные из. проводят для ТЭО стр-ва. Целью явл-ся сбор топографических,геолог-их,эк-их и др.мат-ов и данных для выбора принципиального направления трассы,эк-ой целесообразности стр-ва,оценки объемов и стоимости работ.В результате рекогносцировочных из-ий составляют план,профиль и пояснительную записку,выбирают направление и разрабатывают тех.задание на проектирование трассы.Проектные Составляют проект трассы и смету на расходы при стр-ве. Предпостроечные Вынос и закрепление на местн-ти трассы.Изыскания ж/д наиболее трудоемкие и разнообразные по составу.На ж/д строго регламентируются максимальные(руководящие)уклоны и минимальные радиусы кривых.

показатель

категория дороги

Руководящие уклоны,‰

Радиусы гориз-х кривых,м

наибольшие

наименьшие

Радиусы вертик-х кривых,м

 

 

 

 

показатель

категория дороги

Наибольшие продольные уклоны,‰

Наименьшие радиусы кривых в плане,м

наименьшие радиусы вертикальных кривых,

выпуклых

вогнутых

 

25тыс

 

15тыс

 

10тыс

 

5тыс

 

2,5тыс

В процессе из. выполняют полевое и камеральное трассир-е, съемку площадок для станций и разъездов.Площадки под станции и разъезды,а также крупные парки путей размещают на прямых гориз-ых участках.А/дВ равнинных районах при из. и проект-ии трасс особое внимание должно быть уделено обеспечению отвода пов-ых вод от земляного полотна и защиту от замачивания грунтовыми водами.При проложении трассы по спокойному рельефу задача сводится к обходу препятствий и объектов иест-ти.В пересеченной мест-ти необходимо соблюдать допустимые уклоны,учитывать особенности зрительного восприятия трассы водителем. Для трубопроводов необходимо учитывать такие факторы,как механические св-ва грунтов,их антикоррозийность, заболоченность или засоленность участков местности,положение уровней грунтовых вод,карстовые явления,оползни и др.Не рекомендуют проектировать параллельно ЛЭП.Пересечение с а/д и ж/д должно выполняться по возможности под прямыми углами.При проектир-ии и изыскании трассы ЛЭП необходимо стремиться к максимальной прямолинейности.Желательно,чтобы трасса проходила по открытой непересеченной местности вдоль дорог и границ с/х угодий,по незатопляемым паводками берегам рек,минуя заболоченные участки,ценные лесонасаждения и др.ЛЭП с высшим напряжением должны пересекать ЛЭП с низшим сверху.Вертикальный габарит приближения(мин. допустимое расст-е от нижних проводов до пов-ти земли) составляет 7-10м,горизонтальный (мин допустимое расст-е от крайних проводов до боковых препятствий) 30-100м.Изыскания гидроузлов.Гидроузлы занимают значительные площади,что обусловливает большой объем инженерно-геодезическихи топографических изысканий.Геологическое строение участка должно гарантировать устойчивость сооружения.Основание соор.гидроузла должно иметь прочные,нефильтрующие грунты и породы, не имеющие нарушений в залегании их пластов.Особо тщательному изучению подвергают физико-геологические явления,экстремальные проявления которых могут привести к разрушению плотин.В процессе изысканий и проект-я гидроузлов комплексно решается вопрос размещения не только его основных сооружений,но и жилого поселка,дорог,ЛЭП и др.В период всех стадий изысканий производятся геодезическое обеспечение инженерно-геологических и инженерно-гидрологических работ,съемки участков месторождений строительных материалов (песка,глины,камня).Одновременно на тер-рии гидроузла выполняют изыскания подъездных ж/д и а/д,ЛЭП,связи,канализации и др. соор.необходимых для стр-ва,эксплуатации сооружений гидроузла и проживания населения.Изыскания магистральных каналовПрисущи все особенности линейных изысканий. Кроме того,при их проведении особые требования предъявляются к высотной геодезической основе,особенно при изысканиях самотечных каналов.На выбранной трассе канала производят детальные инженерно-геодезические,инженерно-геологические,нженерно-гидрологические,почвенные,ботанические и др.изыскания.Изыскания промышленных сооружений ,жилых и административных зданий.Инженерно-геодезические изыскания площадных сооружений (заводов,фабрик,цехов и пром.сооружений,жилых и административных зданий) в основном сводятся к крупномасштабным съемкам площадок,трассированию подъездных путей и коммуникаций, разбивке и привязке геологических выработок.Для разных промышленных объектов выполняют различные объемы крупномасштабной съемки.Для изучения площадки в геологическом и гидрологическом отношениях проектируют сеть геологических скважин,относительно равномерно расположенных (через 100м) на тер-рии предполагаемого строительства.Взадачу геодезистов входит вынос запроектированной сети скважин и шурфов в натуру, а затем привязка их,в основном,по высоте. Новые жилые и административные здания проектируют и размещают на свободных городских тер-риях или на участках сносимых ветхих строений,которые не подлежат капитальному ремонту и не представляют исторической ценностиСъемки м 1:1000 выполняют для составления проектов и рабочей документации тер-рии с одноэтажной застройкой.Съемки м 1:500 для разработки рабочей проектной документации тер-рии и многоэтажной капитальной застройкой.Для проект-я отдельных жилых и административных зданий выполняют съемки м 1:500.Границы съемки определяются границей землеотвода(подъезды,детские площадки,само здание и др) и границей площадки,отведенной под строительство.кроме того выполняется съемка вдоль проектируемых трасс подключения к существующим сетям

 

 

Вопрос 47 .Изыскания при проектировании прецизионных сооружений.Основные направления автоматизации проектно-изыскательских работ.При выборе площадки под стр-во необходимо руководствоваться различными Эк-ми,соц-ми и природными факторами.Крупные ускорители заряженных частиц следует располагать вблизи таких городов,в кот. сконцентрированы научные кадры,соор.должны быть приближены к источникам электроэнергии.АЭС,являющиеся объектом повышенной опасности не следует располагать вблизи крупных населенных пунктов.Состав инженерно-геодезических, инженерно-геологических и др. видов изысканий для прецизионных объектов совпадает с составом из.для пром. и жилых сооружений.Необходимо производить крупномасштабныетопосъемки, выполнять из-я подъездных дорог и трасс коммуникаций.Особое внимание уделяют изучению гидрогеологических условий площадки,оценкам сжимаемости грунтов.Лучшими основаниями для стр-ва прецизионных соор. считают базальты,известники и др.Сезонные изменения температуры и влажности пород,колебания уровня грунтовых вод и др причины могут привести к деформациям пород основания (микросмещения),которые могут явиться причиной нарушения нормальной работы технологического оборудования.Поэтому в период изысканий некоторых сооружений необходимо наблюдать за микросмещениями пород основания.Такие наблюдения ведут до строительства и частично в начальный его период.Результаты используют при проект-ии соор.,они служат основанием для разработки оптимальных конструкций фундаментов сооружения и выбора глубины их залегания в наиболее стабильных горизонтах пород.Для наблюдения за микросмещениями строят специальную сеть.Она должна располагаться на площадке строительства по технологическим осям сооружения или вблизи от них.Конфигурация сети должна соответствовать конфигурации сооружения.Наблюдения лучше начинать за 1,5 года,но не менее чем за 1 год до начала строительства.Основные направления автоматизации.Интенсивное использование электронно-вычислительной техники создало предпосылку для хранения и использования инф-ии о местности в цифровом виде взамен или в дополнение к традиционным графическим документам.Усложнение задач инженерно-геодезических изысканий, рост объемов крупномасштабных съемок и др. инженерно-геод.работ вызвало необходимость создания ЦММ.В конкретных ситуациях рассматривают отдельные составные части ЦММ - ЦМР и ЦМС.Рельеф является одной из основных количественных характеристик мест-ти,поэтому методам построения ЦМР уделяется значительное внимание.Исх.инф-ей для построения ЦМР явл-ся данные полученные из аэрофотоснимков,топографических работ,обработки топопланов и карт Матем-ая обработка первичной инф-ии ЦМР сводится к интерполированию м/у опорными точками.ЦМСсоздается обычно на городские и промышленные тер-ии.Все здания,соор-я и др. элементы ситуации задаются координатами характерных точек (центров,углов,пересечением осей и т.д),определяющими положение ситуации на мест-ти.ЦМС содержит метрическую,синтаксическую,семантическую и служебную инф-ю.Объем памяти современных оперативных и внешних запоминающих устройств позволяет хранить информацию о контурах,ситуации и топообъектах с любой густотой их расположения на мест-ти.Создание ЦММ,формирование банка цифровых топографо-геодезических данных,выдача инф-ии по требованию потребителя в графическом виде связано с использованием современных ЭВМ и программных продуктов (CREDO,Panorama,Mapinfo и др.)

1. Производим уравнивание независимо измеренных величин в соответствии с блок схемой:

1.Исх. данные

Ф(У)=0

У⁰; Qyo

2. Линеар. ММ

 

BV+W=0

3. Норм. ур-ния

 

NL+V=0

1.Исх. данные

  _      _~

У= У⁰+V

5.МНК–оценив.

_~!                       

V= Qyo·B^T·L

4 . Решение НУ

 

L=-N^-1·W

В схеме обозначено:Ф_r1 (У) – матем. Модель (условное уравнение связи);

У⁰_n1 – результаты измерений;

{Qyo}nn – матрица весовых коэффициентов измерений;

Brn={dФ_j/dУ_i} –коэф. линейных условных ур-ний;

V_n1= У_n1- У⁰_n1 – истинные поправки к измерениям;

W_r1= Ф_r1( У⁰_n1) – “невязки ” условных уравнений (вектор);

L_r1 – коррелаты (корни) нормальных уравнений (вектор);

_~

V_n1- MHK-поправки к измерениям;

_        

У_n1- уравнение значение измеренных величин;n- число всех измерений;r- число избыточных измерений.

2. Оценить точность измерений и уравненного значения (отметки наиболее удалённого репера) в соответствии со следующими этапами:

1.Исх. функция

 

F=F(У)

2. Лин. Ф-ция

  _      _~    

F=F⁰+f·V

3. Обр. вес ф-ии

1/P_F=f·Q_y·f^T

1/P_F=[pff.r]

4. Оц. точ. измерений

         _{~    ~}

m=((V^T·P·V )/r) ^1/2

5. Оц. точ. ф-ии

 

m_F=m·(1/P_F)^1/2

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

В схеме обозначено:

F=F(У) –оцениваемая функция;

_

F-уравненное значение функции;

F⁰= F(У⁰_n1) –приближённое значение функций;

{Qy}nn – матрица весовых коэф. уравненных измерений;

f _{1 n}={dF/dУ_i}_1n –строка частных производных функций;

P_nn =Qyo^-1 –обобщённая весовая матрица измерений;

p_i=1/p_i - обратный вес i-го измерения;

m- СКО единицы веса по материалам уравнивания;

Составление нормального уравнения:

1) При помощи таблицы коэффициентов. Поправки v_i вычисляют в таблице коэффициентов v_i=(a_i1k₁+...+a_irk_r)/p_i.

2)  По формуле -[pv²]=W₁k₁+...+ W_rk_r, напишем коррелатные уравнения поправок: v_i=(a_i1k₁+...+a_irk_r)/p_i. Откуда [pv²]= [a₁·v]k₁+...+[a_r·v]k_r. Принимая во внимание условные уравнения поправок, имеем:

[a₁·v]=-W₁,

[a₂·v]=-W₂,

.........

[a_r·v]=-W_r,

вследствие чего равенство равенство примет вид

-[pv²]= W₁k₁+...+ W_rk_r

3) По схеме решения нормальных уравнений коррелат:

 

[qa₁a₁]k₁+...+[qa₁a_r]k_r+W₁=0,

........................

[qa₁a_r]k₁+...+[qa_ra_r]k_r+W_r=0,

W₁k₁+...+ W_rk_r= -[pv²]