CC BY
182
УДК 528.92 Я.Г. Пошивайло СГГ А, Новосибирск
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ НЕМЕТРИЧЕСКИХ КАМЕР ДЛЯ ЦЕЛЕЙ КРУПНОМАСШТАБНОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ
Как известно, для целей крупномасштабного картографирования применяются фотограмметрические методы. Однако к концу 90-х годов прошлого столетия интерес к данному способу получения информации несколько ослаб. Это в значительной степени обусловлено появлением систем GPS и высокопроизводительных электронных тахеометров, которые с необходимой точностью, в том числе и достаточно высокой (mAX;AyAz = 515мм, mS = 2-5 мм, т« = 2-5"), позволяют определить положение точки местности или инженерного сооружения в пространстве, быстро обработать полученные данные, обеспечить их хранение и при необходимости использовать для создания цифровых карт.
В то же время практически одновременно с массовым внедрением электронных тахеометров в геодезическое производство, начинает применяться такой вид измерений, как трехмерное лазерное сканирование с воздушным и наземным базированием соответствующей аппаратуры (лазерных сканеров). Применение электронных тахеометров и лазерных сканеров подразумевает использование компьютерной техники с соответствующим объемом памяти и пакета прикладных программ, что позволяет быстро выполнить обработку результатов измерений. Однако сохраняются основные недостатки данных двух способов получения информации об измеряемом объекте (например, дискретность измерений для первого способа, наличие зон невидимости и др.). Кроме того, применение наземных лазерных сканеров в значительной степени сдерживается, и в ближайшей перспективе будет сдерживаться из-за их высокой стоимости и трудности сервисного обслуживания.
Учитывая вышесказанное, нам представляется возможным при производстве топографических съемок для целей крупномасштабного картографирования, проведении исполнительных съемок инженерных сооружений и коммуникаций, кадастровых работах, применять неметрические цифровые фотокамеры. Опыт применения неметрических фотокамер с фотопленкой имеется, и в целом ряде случаев он дал хорошие результаты.
Одним из основных недостатков, который препятствовал более широкому применению классической наземной фотограмметрии, является определенная трудность в получении снимков и сравнительно большое время, необходимое для их обработки. Появление цифровых видеоизмерительных устройств на базе использования ПЗС-матриц в сочетании с применением компьютерной техники, в том числе и переносной, с большой оперативной памятью позволяет усовершенствовать целый ряд технологий выполнения геодезических, инженерно-геодезических и фотограмметрических работ. Этому в значительной степени способствует широкое распространение
любительских цифровых неметрических камер с достаточно большой информационной емкостью (4-10 млн. пикселов) при относительно невысокой стоимости (порядка 15-30 т. р), которая к тому же непрерывно снижается. Достоинством таких камер является простота и оперативность получения цифрового изображения. Ими также обеспечивается оперативный контроль качества полученного изображения, удаление снимка из модуля памяти в случае неудовлетворительного качества, сохранение изображений в модуле памяти с последующей сменой этого модуля (при его заполнении) или переноса полученных изображений на другие типы носителей для последующей обработки при помощи компьютера. Цифровые камеры снабжены трансфокатором, что позволяет изменять угол поля зрения в пределах 15-50°.
Рассмотрим ряд областей применения цифровых камер для выполнения вышеназванных видов измерений с близких расстояний (отстояний). Под близкими расстояниями будем понимать такие расстояния до наблюдаемых объектов, которые не превосходят 80-100 м.
Съемки с близких расстояний неметрической камерой по характеру решаемых задач можно условно разделить на четыре вида (рис. 1): полевые (топографические), промышленные, (промплощадка строящегося или эксплуатируемого предприятия), внутрицеховые и монтажные. Необходимо отметить, что цифровая камера в общей технологической схеме может являться составной ее частью или в этой схеме осуществлять пояснительные функции, без которых сами измерения не будут полными и понятными.
При выполнении топографических съемок для создания карт крупного масштаба, оптическими или электронными тахеометрами обязательным требованием является ведение (составление) абриса. От тщательности и достоверности его составления в значительной степени зависит качество полевых материалов. Однако и при хорошем качестве ведения абриса часто из-за сложности отображаемой ситуации возникают вопросы при обработке полевых материалов. Поэтому в таких случаях нами рекомендуется в дополнение к абрису производить ландшафтную съемку цифровой камерой «с руки». Такую съемку еще можно назвать видеотопографической. В этом случае полученные снимки местности при дальнейшей обработке результатов в камеральных условиях будут являться реальным отображением всего участка съемки, что будет способствовать также более адекватному отображению данного участка на плане (карте).
При выполнении тахеометрических съемок для целей кадастра или инвентаризации в целом ряде случаев приходится предвидеть и учитывать возможные спорные ситуации владельцев смежных участков на тот или иной объект недвижимости на конкретный момент времени. Поэтому одновременно с графическим (числовым) отображением пространственного положения объекта дополнительно к основным документам могут быть представлены снимки в бумажном или цифровом виде.
Инженерно-геодезические изыскания линейных сооружений, их строительство и эксплуатация всегда содержат в себе случаи, когда съемка, например мостовых переходов, даже масштаба 1 : 500 или 1 : 200 не позволяют при дальнейших камеральных работах однозначно ответить на целый ряд вопросов, что приводит к необходимости неоднократного выезда проектировщиков на конкретный участок работ. Например, такие случаи всегда имеют место при строительстве в сложных физико-географических условиях, реконструкции, после аварий, наводнений и т. д. Выполненные неметрические снимки позволяют фиксировать в масштабах 1 : 100 - 1 : 20 состояние поверхности земли и элементов сооружения в любой момент времени для последующего принятия решения, а также быть в какой-то степени отчетным документом. Полученные снимки в дальнейшем также могут являться составной частью ГИС инженерного сооружения.
Объем геодезических измерений на промплощадке значителен и производится регулярно на отдельных ее участках. При этом в дежурный план регулярно вносятся изменения и дополнения, которые связаны в основном с исполнительными съемками масштабов 1 : 500 и 1 : 1 000. Основными объектами таких съемок являются различные по назначению подземные и надземные коммуникации. Требования к их технологическому расположению чрезвычайно жесткие и поэтому такими же жесткими являются требования к инженерно-геодезичес-ким работам по их выносу в натуру, обеспечению строительства и выполнению исполнительных съемок. Необходимо отметить, что за последние 12-15 лет качество этих работ резко снизилось и порой они, в части выполнения исполнительных съемок, не производятся вообще.
При дальнейшей камеральной обработке результатов полевых работ исполнитель, имея в наличии инструментальные измерения тахеометром, абрис и круговую панораму местности (или часть ее) на каждой станции тахеометрического хода, может практически с любой требуемой заказчиком точностью (в любом масштабе) и достоверностью представить результаты исполнительной съемки. Другим важным моментом является то обстоятельство, что в дополнение к исполнительной съемке масштаба 1 : 500 ^ 1 : 2 000 можно прикладывать к отчету неметрические снимки более крупного масштаба отдельных ответственных участков коммуникаций или элементов инженерных сооружений. Так, например, на рис. 2 показан вид врезки водопроводов, на рис. 3 - вид теплового компенсатора, на рис. 4 - куст вертикально расположенных труб.
Рис. 3. Тепловой Рис. 4. Куст вертикально
компенсатор растагожетнж труб
Рассмотренная нами схема использования неметрических цифровых камер может найти еще большее применение при использовании полученных цифровых изображений для отслеживания динамики развития процессов, например: при экологическом исследовании загрязнения промышленными стоками, аварийными разливами нефтепродуктов, повреждения наводнениями.
Рис. 2. Характер врезки водопроводов
© Я.Г. Пошивайло, 2005
