CC BY
84
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННЫХ GEOEYE-1 ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА СЕЛА БОРОДУЛИХА
Инна Петровна Каретина
Научно-производственный центр «Грид», Казахстан, 070004, г. Усть-Каменогорск, ул.
Казахстан, 27, офис 101, заместитель директора по вопросам науки и перспективного
развития, аспирант кафедры картографии и геоинформатики СГГА, тел. (7232) 21-61-32, email: npc_grid@mail.ru
Сергей Александрович Каретин
Научно-производственный центр «Грид», Казахстан, 070004, г. Усть-Каменогорск, ул.
Казахстан, 27, офис 101, директор, тел. (7232) 21-61-32, e-mail: npc_grid@mail.ru
Анастасия Александровна Сухарева
Научно-производственный центр «Грид», Казахстан, 070004, г. Усть-Каменогорск, ул.
Казахстан, 27, офис 101, инженер-картограф, тел. (7232) 20-37-94, e-mail: npc_grid@mail.ru
В статье рассмотрено применение крупномасштабных космических снимков для решения задач градостроительного проектирования.
Ключевые слова: космические снимки, GeoEye-1, генеральный план.
EXPERIENCE OF USING DATA GEOEYE-1 FOR ELABORATION THE BORODULIKHA VILLAGE MASTER PLAN
Inna P. Karetina
Research and production center «Grid», Kazakhstan, 070004, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan st., 27, office 101, scientific and development director, post graduate student, department of cartography and geoinformatics SSGA, phone: (7232) 21-61-32, e-mail: npc_grid@mail.ru
Sergey Al. Karetin
Research and production center «Grid», Kazakhstan, 070004, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan st., 27, office 101, director, phone: (7232) 21-61-32, e-mail: npc_grid@mail.ru
Anastasiya Al. Sukhareva
Research and production center «Grid», Kazakhstan, 070004, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan st., 27, office 101, engineer-cartographer, phone: (7232) 20-37-94, e-mail: npc_grid@mail.ru
The application of large-scale satellite imagery to meet the challenges of urban planning considers.
Key words: satellite imagery, GeoEye-1, master plan.
Разработка эффективных методов создания и обновления топографических карт крупного масштаба является актуальной, поскольку ее успешное решение и последующее развитие вносят важный вклад в обеспечение информации о Земле как основе земельных реформ, планирования, развития и управления земельными ресурсами.
Генеральный план - это юридический документ, разрабатываемый с целью определения прогноза роста численности населения, долгосрочной перспективы территориального развития города, направления формирования планировочной структуры, градостроительного зонирования территории, объектов общегородского назначения, организации транспортного обслуживания, развития системы инженерного оборудования, инженерной подготовки и благоустройства территории, защиты территории от опасных природных и техногенных процессов, охраны природной среды и историкокультурного наследия.
Для создания генеральных планов населенных пунктов нужна топографическая основа, отображающая современное состояние территории. Однако, как правило, топографическая основа небольших населенных пунктов пребывает в плачевном состоянии: карты либо устарели, либо отсутствуют вовсе.
Целью работы явилось получение точных пространственных данных по материалам новой космической съемки сверхвысокого разрешения для создания генерального плана с. Бородулиха, Восточно-Казахстанской области.
Село Бородулиха - административный центр Бородулихинского района, образованного в 1944 году, граничит с севера с Российской Федерацией, с востока - с Шемонаихинским районом, с запада с Бескарагайским районом, с юга с г. Семипалатинском. Численность населения составляет 5226 жителей [1].
Имеющийся в отделе архитектуры и градостроительства топографические планы села Бородулиха масштаба 1: 2000, не показывают общей картины происходящих изменений. А изменения весьма значительны: изменение береговой линии, новое жилищное строительство, новые дороги, садоводства, гаражи, свалки и многое другое.
Общепринятой практикой решения этой проблемы является проведение аэросъемки с последующим изготовлением карт, но жесткие сроки выполнения работ, а также экономические факторы вынуждают искать и иные возможности.
Для обновления пространственной информации на протяжении последних лет успешно используются данные дистанционного зондирования Земли.
Самые новые системы ДЗЗ обеспечивают получение снимков с отличными геометрическими и спектрометрическими характеристиками. Чего стоит только возможность достичь точности плановой привязки в 1-1,2 м, используя минимум опорных точек.
В Казахстане существует практика проведения космической съемки территории Республики Казахстан с помощью заключения договора на проведение космических съемок с провайдерами, наделенными соответствующими правами от операторов спутниковых систем.
Нами был проанализирован район на наличие данных высокого разрешения и провайдерами предложены на выбор файлы покрытия данными QшckBird (0,6м, цветной вариант),WorldView-1(0,5 м, ч/б вариант), WorldView-2 (0,5м, цветной вариант), GeoEye-1 (0,5 м, цветной вариант) и Ikonos (1м, цветной вариант). Минимальная площадь заказа архивного материала составляет 49 кв. км, ширина коридора не меньше, чем 5км.
Архивные данные на район с. Бородулиха имелись за 22.01.2011 года, но так как это был зимний снимок, то его нельзя было использовать для обновления топографических планов.
Было решено, что для проведения новой съёмки с разрешением 0,5 метра наилучшим образом подойдет спутник GeoEye-1 (разрешение 0,5 м, цветной вариант). Минимальная площадь под заказ новой съёмки составляет 100кв.км, коридор не меньше 5 км.
Был заключон договор с компанией ООО «Гео-Альянс» на поставку данных GeoEye-1, полученных в космическом пространстве (цветной вариант, уровень Гео). Информационные материалы предоставлялись посредством связи FTP. Формат продукции - GeoTIFF. Продукция - Новая съемка, допустимый процент облачности 15%.
В условиях сельского населенного пункта, где трудно найти четкие опорные точки для привязки полученных снимков, было решено использовать опознаки.
Установка и маркировка опознаков проводилась одновременно с созданием планово-высотного обоснования, при этом использовались GPS-приёмники Trimble R3. Все наблюдения велись в режиме Fast Statik (Быстрая статика) относительно одной базовой станции. Результаты наблюдений обрабатывались при помощи Trimble Geomatics Office.
Результат уравнивания показывает, что средняя квадратическая ошибка определения координат точек не превышает 0,03 м, что позволяет использовать координаты данных пунктов для привязки космоснимка, так как графическая точность снимка составляет 0,61 м (рис. 1).
Рис. 1. Графический результат уравнивания
Для маркировки опознаков применяют дешевые местные материалы, обеспечивающие максимальный контраст между маркировочным знаком и фоном. Чаще всего для этого используют известь и мел, которыми засыпают лучи маркировочного знака, предварительно сняв дерн. В степной и горной местности опознаки маркируются с помощью вспомогательных средств. Это
может быть расстеленный, под прямым углом, рулон марли, вершиной которого является опознак или таким же образом выложенная гряда камней.
При маркировке на улицах и дорогах с гравийным, булыжниковым, бетонным или асфальтовым покрытиями, а также в местах, где нет уверенности в обеспечении надлежащего контраста знака с фоном, дополнительно создается искусственный фон.
Размер маркировочного знака определяют в зависимости от масштаба съемки с таким расчетом, чтобы изображение его на снимке было не менее 0,25 мм в длину и 0,03 мм в ширину.
Маркировка производится перед съемкой с минимальным разрывом по времени [2].
Рис. 2. Трехлучевой опознак
В нашем случае было установлено 6 маркировочных опознаков, полностью охватывающих по периметру территорию будущей съемки. Форма знака - крест с тремя (рис. 2) или четырьмя лучами (рис. 3), размер - длина луча 2,5 м, ширина. - 1,5 м. Тип центра - квадрат 60Х60 см, материал: лучи - белая ткань (ситец), центр - пластик, закреплен металлическими скобами.
Рис. 3. Четырехлучевой опознак
На каждый маркировочный знак составлялась специальная карточка, в которой указывалось местоположение замаркированной точки, что замаркировано, абрис, размеры и форма маркировочного знака, высота над поверхностью земли в см, материал, использованный для маркировки.
12 мая была успешно проведена новая съёмка GeoEye-1 на район с. Бородулиха общей площадью 102 кв.км.
Снимок был поставлен в проекции UTM (WGS 84), 44 зона.
Спутниковые снимки, как и все данные дистанционного зондирования, подвержены геометрическим искажениям, которые вызываются кривизной поверхности Земли, поворотом планеты во время сеанса приёма спутниковой информации и другими причинами [3].
Используя данные о координатах, хранящиеся в опорных точках, можно выполнить геометрическую коррекцию с высокой точностью. В нашем случае опорные точки устанавливались в ручном режиме. В качестве эталона были взяты проверенные географические координаты в первом приближении -маркировочных опознаков, во втором приближении опорные точки хорошо узнаваемых объектов села Бородулиха.
Начальная ошибка привязки, рассчитанная по маркировочным опознакам, составила в среднем 12 метров.
В результате трансформирования космического снимка с. Бородулиха в первом приближении ошибка составила в среднем 6 метров, во втором приближении 1,04 м.
В результате выполненной работы получен географически привязанный продукт высокого качества и заложена основа для эффективного обновления топографического плана с. Бородулиха и создания генерального плана поселка.
В процессе обновления данных были добавлены новые строения, существенно изменены данные по незастроенным территориям, добавлены новые объекты, нанесены коммуникации.
Применение новых технологий в обработке данных позволило выполнить столь сложные работы небольшому коллективу. При относительно небольшом бюджете проекта были решены многие задачи, главная из которых - обновление пространственных данных. Полученный опыт показал, что предложенная технология позволяет значительно сократить сроки обновления топографических планов сельских населенных пунктов при помощи привязки космических снимков по опознакам, а также затраты на производство работ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Статья «О Бородулихинском районе» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://oskemen.info/7750-borodulihinskiy-rayon.html
2. Технические указания по применению аэрофотограмметрических методов и ЭВМ при изысканиях автомобильных дорог/ от 20 октября 1977 г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://norm-load.ru/SNiP/Data1/42/42056/index.htm
3. Геометрическая коррекция спутниковых изображений [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.nrcgit.ru/aster/methods/geom_correct.htm
© И.П. Каретина, С.А. Каретин, А.А. Сухарева, 2012
