НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ УЧАСТКА В ГИС «ПАНОРАМА» Текст научной статьи по специальности «Математика»

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ УЧАСТКА В ГИС «ПАНОРАМА» Мирмахмудов Э.Р.1, Крюков Д.И.2

1Мирмахмудов Эркин Рахимжанович - кандидат физико-математических наук, доцент; Крюков Дмитрий Игоревич - студент, кафедра геодезии и геоинформатики, Национальный университет Узбекистана, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной статье приведены результаты вычислений площадей участков с использованием геоинформационной системы ПАНОРАМА в случае расположения на двух топографических картах. Анализируется степень оцифровки линии (сегментация) при произвольной конфигурации границы. Описываются этапы создания рамок трапеции и установки растрового изображения, имеющей несколько номенклатур. В качестве примера была использована территория Андижанской области, расположенная в номенклатурах топографических карт К-42-Г и К-43-В.

Ключевые слова: растр, топографическая карта, векторизация, ГИС.

УДК528.48

Определение границы и площади участков или территорий областей играет важную роль при выполнении топогеодезических работ. Измерение площадей участков произвольной конфигурации является одной из составных частей работ, связанных с составлением кадастровых справок и использованием земель. Несмотря на разнообразие объектов, задача измерения площадей может быть решена всего двумя методами: непосредственно линейно-угловыми измерениями на местности; измерениями масштабируемого изображения объекта на топографических картах, планах и аэрофотоснимках, которые могут быть представлены как в

46

графической, листовой форме, так и в растрово-цифровой форме для обработки на компьютере. Классические методы решения задачи заключается в следующем:

- представление контура, как суммы некоторого количества правильных геометрических фигур;

- измерение координат всех углов на контуре участка и вычисление площади по формулам аналитической геометрии;

- измерение площади участка планиметром.

Однако в последнее время на производстве и в учебных заведениях стали использоваться современные геоинформационные технологии, позволяющие более точно определять границы и области участков [1]. Следует отметить, что во всех современных геоинформационных системах (ГИС), решающих геодезические и графические задачи, имеется значительная картографо-геодезическая составляющая, в которой неизбежно присутствуют программы, позволяющие определять площади земельных участков. Из большого количества имеющихся ГИС следует отметить геодезические ГИС «ПАНОРАМА» и фотометрическая ГИС «PHOTOMOD», которые используются в учебном процессе Национального университета Узбекистана.

Целью данной статьи является показать возможности определения площади участка при расположении на нескольких трапециях или номенклатурах с помощью ГИС ПАНОРМА. Приближенный способ заключается в определении площади отдельных участков в ГИС, а полученные результаты следует сложить. Но в современных геоинформационных технологиях заложены программы, позволяющие выполнить вычисление площади на разных топографических картах (рис. 1).

Карта 2003 - [С:\и5ег5\АСЕ^ОеЕк1ор\Дима\Дима.тар, карт: 1, растров: 2] ^ Файл Правка Вид Поиск Задачи База Масштаб Параметры Окно Помощь

. ¡^Ч1»?:= ч|?|&&~1=1|у;о|^ид|

Рис. 1. Территория на двух трапециях

Определение площади начинается с подготовки и установки ГИС "ПАНОРАМА". В качестве исходных данных могут быть использованы бумажные топографические карты различного масштаба с расширениями jpeg, установленные на диске компьютера [2]. Поздние версии ГИС отличаются незначительными дополнениями и изменениями. Прежде всего, необходимо произвести трансформирование растрового изображения топографической карты для корректного решения задачи. Если трансформирование выполнено не корректно, то результат будет отличаться от истинных значений, хотя в реальности мы не знаем точной величины, исследуемого участка. Следующим и немало важным фактором является оцифровка границы с помощью мыши. При этом следует учесть не только кривизну линии, но и степень дискретности (сегментация). В процессе векторизации границы выполняется интерполяция по ограниченному числу дискретных точек [3]. Наиболее точным методом построения изолиний является аппроксимация полиномом первого или второго порядка. В случае гористой местности, где горизонтали представлены сложными кривыми, целесообразно использовать полином "п" порядка.

Рис. 2. Степень сегментации изолиний: а - грубая, б - точная

Из рисунка 2 видно, чем больше дискретных точек зафиксировано, тем точнее представляется кривая. Сегментация - это процесс разделения цифрового изображения на несколько участков для точного представления изображений.

Процедура трансформации растра и оцифровка границы подробно приведены в многочисленных пособиях и статьях. Здесь приведены этапы вычисления площади для двух трапеций, где расположена территория Андижанской области [4]. В качестве примера были использованы топографические карты масштаба 1: 500000.

Процедура вычисления площади начинается с создания рамок трапеций и вставки растрового изображения.

'(•¿"■"1 «ки СОДоМСЕ^'ГеИ'Л»"» пир Ьмм&СЫПйряг X

[лет мет | J

ИлтАимрм л#п — X

Июмб 9ИХ0

[ИНЧТОЯ^К | на" КО 1

yy.LT А м

| МВД Ссчччг> | 9ь«и 5 Псноиь |

"с- 1 | 1ЪхеиЬ | | ':!.■ ч | Кот« |

<йг

Карг* 2003 • ]СЛ№:п\АСЕ.К\С«№>рУ}|>ц<д\Д>1мв.тар] Й) Файл Г1рло:а Вид пей« 3*ддчи Бй

ей Ы'ГШ

К|р1* гсо3 - {СЛЦи^СЕКВДМОДчи'Шны* гчр) ■Ь 51ЙЛ Г(11Ч БИ4 Попек Злят" ьш ГИр^-Л'рЫ ОР П»;пср1С-'.Уип'^СС&.СиИф'Дяи^Лпитчр («мииссмгкгсгфет Р^Н, к

Г4 1:1 С«ода .... ;■ • ;;.-,,. :

П 1 1 Г^.ЬРАУ 1 Д. * 1 * 1 I 1 ] Яи»*««*«* I

(Ь Км» ■иАч г.(0гк | Г«СГХ*С*«||

,: . - л.,.,-.;_| ХИ УН

Р11 Т 1*1 э далра*«** ч^гы ВгсгЗпч |И?И)Г 33 [1эмсооаю

© КЖСХфИЧР «•и С».3вч1 |'651 ЛЗШ |1йСООСОСОО

|12Г1Е<««2

V вго-воегж ОН ргиивле

* Глмии йтел» |Тф£С0Ьк Рассчячпъ 1 &КСв<ЖСЬ

$ 3«пу? • прнлемнн Д F^г | Сь&хе, | Псмоиь | Да&ьешъ | 1 !

Рис. 3. Создание двух рамок трапеции

При этом нужно убрать нижний слой растра и привести карту по рамке трапеции, вырезав участки до координатных краев. Соответственно, растр должен быть вставлен во вторую рамку трапеции.

Рис. 4. Вставка двух топографических карт

По результатам оцифровки получены численные значения длины и площади Андижанской области: S площадь = 4258.95 КМ2 , L длина =469,52 км.

Вышеописанная процедура сшивки трапеций может быть использована не только для равнинной местности, но и для горных райнов, где проходят границы сопредельных республик и гидрологические объекты. В результате можно разработать цифровую модель рельефа, которая будет общей для нескольких республик [5,6].

Таким образом, можно сделать вывод, что использование возможности ГИС "ПАНОРАМА" позволит более точно вычислить длину границы участка и площадь, учитывая различные номенклатуры топографических карт. Для более детальной интерпретации процедуры вычисления метрических характеристик объекта с помощью геоинформационных технологий можно обратиться к авторам данной статьи по e-mail: erkin_mir@mail.ru.

Список литературы

1. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков. М.: Изд-во КДУ, 2008. 424 с.

2. Ершова Н.В., Фролова Г.П. Подготовка ГИС данных: учебно-методическое пособие. Бишкек: КРСУ, 2015. 44 с.

3. Абдумуминов Б., Назирова Д., Миртолипов Р. Анализ сегментации при проектировании цифровой модели рельефа. Вопросы науки и образования, 2020. № 15(99). С. 103-108.

4. Топографические карты масштаба 1:500000. ГУГК, 1983.

5. Хромых В.В., Хромых О.В. Цифровые модели рельефа. Учебное пособие. Томск: Изд-во «ТМЛ-Пресс», 2007. 178с.

6. Мирмахмудов Э.Р., Тошонов Б.Ш. Цифровая модель рельефа окрестности Чарвакского водохранилища. Вестник науки. Перспективные научные исследования: опыт, проблемы и перспективы развития. Сборник статей по материалам II - международной научно-практической конференции.17 марта 2020. С. 243-247.