CC BY
86
УДК 528.44:004
В.А. Середович, А.В. Дубровский, Ю. В. Бородина, И.Ю. Журавлева СГГ А, Новосибирск А.В. Дюбанов, А.А. Чернов ГУВД, Новосибирск
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА БАЗЕ ЦИФРОВЫХ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СТАНЦИЙ ДЛЯ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ ГОРОДА НОВОСИБИРСКА НА ОСНОВЕ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ
Данная работа посвящена вопросу исследования технологии создания объемных планов территории с использованием геоинформационной системы (ГИС) MapInfo, растрового векторизатора НЕВА и комплекса специализированных программ VerticalMapper для объемного моделирования территории с использованием цифровых топографических карт.
С ростом благоустройства городов и сельских населенных пунктов, технического уровня современных промышленных предприятий, добычи полезных ископаемых, непрерывно растет насыщенность их территорий различными инженерно-техническими объектами. Для строительства, проектирования и эксплуатации городских и промышленных объектов требуются точные данные о размещении в плане и по высоте всего комплекса городской застройки, с указанием их технических характеристик.
Бурное развитие геоинформационных систем в последние годы дало новый импульс в расширении сферы применения ЭВМ в рассматриваемой области. В настоящее время ГИС активно внедряются в организацию процесса управления городскими территориями, примером являются муниципальные ГИС. Возможность их использования для решения повседневных задач предприятий и организаций (диспетчерский контроль, строительные и планово-ремонтные работы и т.д.) является важным достижением современной геоинформатики. Создание точных цифровых карт и планов городской территории позволяет не только наглядно и достоверно отображать информацию о зданиях и сооружениях, но и пополнять ее в реальном масштабе времени, а также моделировать различные ситуации, которые могут возникнуть в процессе работы городских служб [1].
ГИС позволяют создать на своей основе банк данных, услугами которого будут пользоваться все заинтересованные службы и организации. Такая форма предоставления сведений наиболее удобна, так как объединяет всю разрозненную информацию об объектах учета (не только описание физических свойств объектов, но и местоположение) [1]. Поэтому любому городу, а в особенности такому большому как Новосибирск, необходимо иметь в своем распоряжении полную и наглядную картину всех объектов его инфраструктуры, созданную на основе ГИС.
В качестве объекта исследования была выбрана территория города Новосибирска. Исходными данными являлись цифровой адресный план города в формате ГИС MapInfo, расчлененные издательские оригиналы содержащие элементы рельефа на территорию города Новосибирска в
масштабе 1:10000. В процессе выполнения пилотного проекта была освоена технология полуавтоматической векторизации в растровом векторизаторе НЕВА, исследован механизм объемной визуализации, используемый в ГИС, с использованием программных продуктов VerticalMapper и 3-d Analyst была построена комбинированная объемная модель застройки территории города с использование данных об этажности домов. Далее данная модель была использована для решения ряда практических задач: построение профилей рельефа, оценка высотных характеристик рельефа города, моделирование зон затопления, моделирование зон видимости для развертывания сети радиорелейных станций на объектах правоохранительных органов. В частности в данной работе приводится пример использования данной модели для оценки зон видимости между стратегическими объектами правоохранительных органов на территории г. Новосибирска.
Таким образом, целью работы является исследование технологии создания объемных планов территории с использованием ГИС MapInfo, растрового векторизатора НЕВА и комплекса специализированных программ VerticalMapper и 3-d Analyst для объемного моделирования территории с использованием цифровых топографических карт.
Задачами исследования является: анализ существующих подходов для объемной визуализации городской территории; изучение возможностей полуавтоматической векторизации с использованием растрового векторизатора НЕВА; выполнение векторизации исходного картографического материала с целью получения цифровой модели рельефа местности города Новосибирска; построение объемной модели содержащей высотные характеристики объектов находящихся на городской территории; выполнение специальных расчетов по определению зон видимости между стратегическими объектами правоохранительных органов.
Цели и задачи данного исследования предполагают использование следующих теоретических положений и методов: теории систем и системного анализа; основных положений информатики, геоинформатики; геодезического и аэрофото-грамметрического методов создания топографических карт; современных методов сбора геодезической информации на основе GPS -технологий; методов картографического моделирования; методов мониторинга территории. Новосибирск, входит в пятерку крупнейших городов России. Он обладает развитой городской инфраструктурой. Это в свою очередь обуславливает необходимость осуществления контроля над состоянием объектов, а также организации их эффективного управления. Огромную роль играет наличие достоверной информации по данному классу объектов. С учетом достижений современной науки и техники сбор, обработка, хранение и распределение информации оптимальнее всего осуществлять посредствам компьютерных технологий. Это позволит отказаться от дежурства топографических планов (планарной модели) фиксированного масштаба (обычно 1:500) в пользу дежурства внемасштабной трехмерной модели. При этом генерализация
кадастровых документов, в первую очередь дежурных топографических планов, будет осуществляться на основе вышеуказанной дежурной трехмерной внемасштабной модели. При необходимости возможно наращивание этой модели для решения задачи дежурства топографических планов; генерализация новых (проектируемых и строящихся) моделей топографических объектов по данным архитектурных проектов, выполненных на машинных носителях, взамен независимого создания таких объектов с последующей корректировкой их реального местоположения. Автоматизация процесса управления инфраструктурой города позволит быстро реагировать на любые происходящие в ней изменения, а также будет способствовать принятию оперативных решений, связанных с ее функционированием.
Работа по оценки зон видимости для проектирования сети радиорелейных станций выполнялась в три этапа: определение зон
видимости между зданиями правоохранительных органов и условным центром с учетом высоты рельефа г. Новосибирска; определение зон видимости между зданиями, занимаемыми правоохранительными органами и условным центром с учетом застройки города Новосибирска; определение зон видимости между районными подразделениями правоохранительных органов.
На основании представленных исходных данных, карт рельефа местности и полной базы данных геометрии построек, находящихся в черте города Новосибирска, проведена техническая оценка возможности организации радиорелейных трасс согласно предъявляемым требованиям. В работе использовался заложенный в специализированные программные продукты алгоритм расчета зон видимости. Основными критериями оценки являлись: наличие прямой видимости; ограничение луча уверенного приема по дальность связи (10 км). Проведенные исследования на основании расчетной матрицы высот вдоль направлений распространения основного луча радиосигнала позволяют сделать следующие выводы:
1. При варианте построения сети по топологии «звезда» с условным центром организация трасс возможна до 20% подразделений. Не представляется возможным организация трасс без применения дополнительного оборудования до 60% подразделений, рис. 1.
Н 170
м м
Рис. 1. Определение зон видимости между пунктами
2. При варианте построения сети по смешенной топологии с учетом организация трасс с использованием районных подразделений правоохранительных органов прямая видимость возможна до 45% подразделений.
Организация радиосвязи до 50% подразделений не представляется возможной без применения дополнительного оборудования ретрансляции из -за отсутствия прямой видимости в результате неоднородности рельефа и городской застройки, из-за ограничения по дальности связи до 5% подразделений ОВД, рис. 2.
Рис. 2. Схема определения зон видимости в зависимости от высоты рельефа и
длины радиолуча
3. При варианте развертывания радиосети по смешанной топологии с использованием ретрансляторов, установленных на сооружениях с преимущественной высотой, оптимальная расчетная и обоснованная организация трасс возможна только в случае дополнительной инсталляции ретрансляционного оборудования на 30% зданиях. (В связи с секретностью проводимых работ в качестве условного центра и пунктов сети радиорелейных станций для данного примера были случайным образом взяты жилые дома г. Новосибирска).
Необходимость организации сети ретрансляторов объясняется как особенностями рельефа подстилающей поверхности, периметра городской черты, свойствами грунта, затрудняющими возведение высотных зданий и сооружений на территории города, так и историческими факторами
формирования низковысотных центральных частей застроек правого и левого берега с 1950 по 1965 гг., а также малой плотностью застроек при высокой географической протяженности строений городской черты.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Дубровский, А.В. Объемное моделирование территории агропромышленных комплексов для целей информационного обеспечения землеустройства / А.В. Дубровский // Сборник научных трудов аспирантов и молодых ученых Сибирской государственной геодезической академии / под общ. ред. Т.А. Широковой. - Новосибирск, 2004. - С. 15-19.
©В.А. Середович, А.В. Дубровский, Ю.В. Бородина, И.Ю. Журавлева А.В. Дюбанов, А.А. Чернов, 2007
