Методика создания кадастровых планов автомобильной дороги с использованием аэрофотосъемки Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 528.926:004 Д.Н. Шинкевич СГГ А, Новосибирск

МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ КАДАСТРОВЫХ ПЛАНОВ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

Дороги и дорожные объекты - это сложные и дорогостоящие технические сооружения, которые требуют постоянного контроля и учета. Для ведения оперативного мониторинга автомобильных дорог необходима достоверная картографическая информация. В настоящее время остро стоит вопрос о постановке на кадастровый учет земельных участков под объектами недвижимости федеральной формы собственности, занятых автомобильными дорогами и объектами дорожного хозяйства. С этой целью выполняются работы по паспортизации и инвентаризации автодорог.

Создание кадастровых планов является необходимым условием для формирования межевых дел на участки дороги в пределах территориальноадминистративных единиц. Наиболее эффективно при создании планов использовать аэрофотосъемку Это обусловлено большой протяженностью объекта, подлежащего съемке.

В лаборатории ГИС-технологий Сибирской государственной

геодезической академии разработана методика создания цифровых кадастровых планов масштаба 1 : 2 000 придорожной полосы федеральных автомобильных дорог с использованием материалов аэрофотосъемки.

Цифровой ортофотоплан используется для создания цифровых карт, следовательно, одним из ключевых вопросов является проблема цифрового ортофототрансформирования снимков, т. е. приведение наклонного снимка в горизонтальное положение и введение поправок за рельеф. Основными технологическими процессами создания цифровых ортофотопланов являются:

1. Подготовительные работы;

2. Аэрофотосъемка;

3. Получение цифровых снимков;

4. Проектирование опознаков;

5. Определение координат опознаков;

6. Фототриангуляция;

7. Построение цифровых моделей рельефа (ЦМР);

8. Ортотрансформирование снимков.

Подготовительные работы включают в себя:

а) Сбор, изучение и оценку исходных съемочных и картографических материалов, материалов полевых топографо-геодезических работ;

б) Рабочее техническое проектирование процессов обработки снимков;

в) Подготовку необходимых материалов и исходных данных;

г) Подготовку технических средств;

д) Подготовку инженерно-технического персонала и исполнителей.

Для построения цифровых ортофотопланов использовались снимки

масштаба 1 : 7 000, полученные с использованием АФА RC-30 с фокусным

расстоянием 153 мм. В качестве планово-высотных опорных точек, служащих для определения элементов внешнего ориентирования снимка, использовались геодезические данные: пункты геодезической сети и четкие контурные точки, запроектированные на снимках и закоординированные на местности. Количество опознаков зависит от требований к точности фототриангуляции, способа ее построения, масштаба аэрофотосъемки, а расположение опознаков, в свою очередь, зависит от способа фототриангуляции.

Густота точек планово-высотной подготовки определялась нормативными документами. Расстояние между опознаками вдоль маршрутов рассчитано по формулам (1) и (2):

1. В плане:

Н /““7

ть = 0.25 — тх , (1)

где тху - СКО измерения координат точек на снимке;

ть - допустимые СКО определения плановых координат из триангуляции;

Ь - базис фотографирования в масштабе снимка;

/- фокусное расстояние аэрофотоаппарата.

2. По высоте:

т = 0.08 Нтр(] л/п3 + 19п + 48, (2)

где тм - СКО измерения продольных и поперечных параллаксов;

тк - допустимые СКО определения высот из триангуляции.

Из расчетов, произведенных перед началом работ, следовало, что для выполнения пространственной фототриангуляции с достаточной точностью необходимо и достаточно разместить точки планово-высотного обоснования парами с интервалом в 6 базисов, между парами опознаков вблизи автодороги запроектированы дополнительные опознаки для исключения прогиба фотограмметрической сети (рис. 1)

Рис. 1. Расположение планово-высотных опознаков при геодезическом обеспечении аэрофотосъемки линейных объектов

При проектировании расположения точек для каждого маршрута необходимо составлять независимый проект привязки, а затем проектировать дополнительные знаки в местах перекрытия маршрутов для их связи между собой. В результате проведения полевых работ были закоординированы километровые столбы в качестве контрольных точек. При определении планово-высотных координат использовались GPS-приемники Legacy-E фирмы JAVAD и 4000 SSE фирмы TNL.

В качестве рабочей программы для создания цифровых ортофотопланов использовалась цифровая фотограмметрическая станция PHOTOMOD, разработанная московской фирмой «Ракурс» и имеющая все необходимые сертификаты соответствия.

Точность создания ортофотоплана должна быть не грубее 0,7 мм в равнинных и всхолмленных районах и 1,0 мм в горных районах в масштабе создаваемого плана в соответствии с Инструкцией по фотограмметрическим работам при создании топографических карт и планов ГКИНП (ГНТА)-02-036-02. ЦНИИГАиК 2002 г. В масштабе 1 : 2 000 величина расхождений составляет1,4 м для равнинных, всхолмленных районов и 2 м в горных районах. Средние величины погрешностей в плановом положении опорных и контрольных точек не должны превышать в масштабе создаваемого плана 0,5 мм в равнинных и всхолмленных районах и 0,7 мм в горных районах. В масштабе 1 : 2 000 величина расхождений составляет 1,0 м для равнинных, всхолмленных районов и 1,4 м в горных районах.

Результаты оценки точности ортофотопланов, созданных на придорожную полосу автомобильной дороги, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Оценка точности построения ортофотоплана

Ошибки по связующим точкам (между стереопарами) Х-Хср Y-Yср Среднеквадратическая (м): 0.24 0.20

Ошибки по опорным точкам

Хср-Хг Yср-Yг Zср-Zг

Среднеквадратическая (м):

0.37 0.26 0.25

Ошибки по контрольным точкам

Хср-Хг Yср-Yг Zср-Zг

Среднеквадратическая (м):

0.45 0.52 0.28

Фактическое разрешение созданного ортофотоплана в формате ^ составило 600 dpi. Размер одного пиксела изображения в масштабе съемки 1 : 2 000 составил 0,084 м.

Составление цифровой модели рельефа может быть выполнено как непосредственно по аэрофотоснимкам, так и по результатам других съемок (тахеометрической, мензульной и т. п.). Созданный рельеф передается в ГИС, в которой планируется создание кадастровых планов.

Следующим основным этапом создания кадастровых планов является дешифрирование, которое заключается в выявлении и распознавании по изображению местности тех объектов, которые должны показываться на топографической карте или плане данного масштаба, установлении их качественных и количественных характеристик и отображении в виде условных знаков и надписей, принятых для обозначения данных топографических объектов.

Оформление результатов дешифрирования заключается в присвоении объектам соответствующих условных знаков и сводке их на смежных снимках. Сводка со смежными снимками, фотопланами и ранее составленными картами состоит в согласовании планового положения контуров, качественных и количественных характеристик, единообразия условных знаков и генерализации однотипных объектов. При приемке результаты дешифрирования рассматривают и оценивают с учетом увязки контуров и рельефа, а также содержания и оформления карты или плана в целом.

Цифровые кадастровые планы и межевые дела в окончательном виде создавались в геоинформационной системе «Карта 2000».

Основными этапами создания цифровых кадастровых планов являются:

1. Создание рамки плана.

Рамка создавалась в заданной системе координат с условием покрытия площади не менее 150 м от оси автодороги.

2. Заполнение паспорта карты.

В паспорте карты указывались система координат и номенклатура плана.

3. Загрузка растрового изображения ортофотоплана (преобразование растра из формата ^ во внутренний формат rsw).

4. Добавление и редактирование карты горизонталей.

Горизонтали, полученные в процессе создания ортофотопланов,

представлялись в формате dxf. Редактирование горизонталей заключалось в сшивке одноименных горизонталей воедино, удалении горизонталей с искусственных объектов (автомобильная дорога, строения), нанесении бергштрихов и подписей горизонталей.

5. Оцифровка объектов.

Оцифровка объектов выполнялась по результатам полевого дешифрирования, оформленного на контактных отпечатках аэроснимков.

6. Составление сборки на район работ.

Работы выполнялись по административным единицам (районам). Суть процесса заключалась в создании цельной картины на отдельный район из отдельных планов (количество отдельных планов колебалось от 101 до 365 в зависимости от протяженности трассы в границах района).

7. Нанесение полосы отвода, подписи смежных землепользователей выполнялось в соответствии с СН 467-74 (Нормы отвода земель для автомобильных дорог. - М.: Госстрой СССР, 1976). Подписи смежных землепользователей наносились на каждый план в соответствии с их фактическим положением.

8. Создание списка координат и геоданных полосы отвода выполняется автоматически.

9. Вычисление площадей земельных участков.

Площади земельных участков вычисляются автоматически и хранятся в виде площадных объектов на векторной карте с координатным описанием поворотных точек участков.

10. Печать.

Пример цифрового кадастрового плана земельных участков автомобильной дороги по результатам разработанной методики представлен на рис. 2.

Рис. 2. Цифровой кадастровый план, наложенный на ортофотоплан

Методика реализована при выполнении работ по инвентаризации федеральных автомобильных дорог в Новосибирской и Кемеровской областях.

©Д.Н. Шинкевич, 2005