CC BY
64
УДК 528.7
ПРОБЛЕМЫ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОЗДАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
Николай Михайлович Бабашкин
Центр геодезии, картографии и ИПД, Россия, 125413, г. Москва, ул. Онежская, 26, заместитель начальника отдела аэрокосмосъемки и фотограмметрии, тел. (495)456 -91-11, e-mail: [email protected]
Сергей Алексеевич Кадничанский
Центр геодезии, картографии и ИПД, Россия, 125413, г. Москва, ул. Онежская, 26, кандидат технических наук, начальник отдела аэрокосмосъемки и фотограмметрии, тел. (495)456-91-11, e-mail: [email protected]
Сергей Степанович Нехин
Центр геодезии, картографии и ИПД, Россия, 125413, г. Москва, ул. Онежская, 26, доктор технических наук, начальник управления фотограмметрических исследований, тел. (495)456-91-36, e-mail: [email protected]
Леонард Иосифович Яблонский
Центр геодезии, картографии и ИПД, Россия, 125413, г. Москва, ул. Онежская, 26, кандидат технических наук, заместитель директора, тел. (495)456-95-93, e-mail: [email protected]
Отмечаются проблемы, связанные с отсутствием нормативно-технической базы, регламентирующей новые технологические процессы работ и использование современных аппаратно-программных средств при получении пространственных данных на основе материалов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). В частности, это касается широкого использования космических изображений высокого разрешения, перехода от аналоговой аэрофотосъемки к цифровой с применением высокоточных бортовых систем определения положения и ориентации, внедрения в практику аэрофототопографической съемки воздушного лазерного сканирования, широкого использования беспилотных воздушных судов (БВС) и программно-аппаратных комплексов для аэрофотосъемки и последующей фотограмметрической обработки материалов ДЗЗ. Отмечается необходимость регламентации всех этих аспектов во вновь разрабатываемых нормативно-технических документах на основе детальной проработки различных вариантов технологических схем аэрофототопографической съемки в целом и отдельных ее этапов в частности, с учетом характера картографируемой территории, масштаба картографирования, а также применяемого оборудования и программного обеспечения.
Ключевые слова: нормативно-техническое обеспечение, пространственные данные, дистанционное зондирование Земли, аэрофототопографическая съемка.
THE NEED OF REGULATORY DOCUMENTS FOR SPATIAL DATA CREATING BASED ON REMOTE SENSING
Nikolay M. Babashkin
Center of Geodesy, Cartography and SDI, 125413, Russia, 26 Onezhskaja St., Deputy head of
department on remote sensing and photogrammetry, tel. (495)456-91-11, e-mail: [email protected]
Sergey A. Kadnichanskiy
Center of Geodesy, Cartography and SDI, 125413, Russia, 26 Onezhskaja St., Ph. D., Head of
department on remote sensing and photogrammetry, tel. (495)456-91-11, e-mail: [email protected]
Sergey S. Nekhin
Center of Geodesy, Cartography and SDI, 125413, Russia, 26 Onezhskaja St., D. Sc., Head of photogrammetric research division, tel. (495)456-91-36, e-mail: [email protected]
Leonard I. Yablonskiy
Center of Geodesy, Cartography and SDI, Russia, 125413, Onezhskaja str., 26, Ph. D., Deputy director, tel. (495)456-95-93, e-mail: [email protected]
The problems associated with the lack of regulatory framework regulating the new technological processes and the use of modern hardware and software when acquiring spatial data on the basis of materials of remote sensing are observed. It concerns the increased use of satellite high-resolution images, transition from analog aerial photography to digital using high precision onboard positioning and orientation systems, introduction of aerial laser scanning, widespread use of unmanned aerial vehicles. The necessity of regulation of all these aspects in the be developed normative-technical documents on the basis of a detailed study of different variants of technological schemes is pointed out.
Key words: technical regulatory framework, acquiring spatial data, remote sensing, satellite high-resolution images, aerial photography, unmanned aerial vehicles.
Подготовка технических требований к современной продукции аэрогеодезического производства, получаемой в результате аэрофототопографической съемки, ее создание и приемка от исполнителей выявил ряд проблем, связанных с отсутствием соответствующей нормативно-технической базы, регламентирующей новые технологические процессы работ и использование современных аппаратно-программных средств. В настоящее время в качестве принципиальных совершенствований в технике и технологии, существенно изменивших облик аэрофототопографического производства можно отметить следующие:
- практически полный переход от аналоговой аэрофотосъемки к цифровой с использованием топографических кадровых аэрофотокамер среднего и широкого формата;
- появление и все более активное использование беспилотных авиационных систем (БВС) и программно-аппаратных комплексов для аэрофотосъемки и последующей фотограмметрической обработки ее материалов;
- широкое внедрение в практику аэрофототопографической съемки воздушного лазерного сканирования;
- использование высокоточных бортовых систем определения положения и ориентации, основанных на сочетании ГНСС приемников и инерциаль-ных измерительных устройств;
- появление и широкое использование космических цифровых изображений высокого разрешения для создания ортофотопланов и обновления карт;
- широкое внедрение в практику методов геодезических определений, основанных на использовании глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС);
- появление и практическое освоение метода точного определения местоположения - PPP (Precise Point Positioning);
- цифровые методы фотограмметрической обработки полностью вытеснили аналоговые приборы, что принципиально изменило облик камеральных работ и повысило их точность и производительность;
- для составления цифровой топографической карты как конечного продукта повсеместно используются ГИС или CAD программные средства;
- программные средства ГИС повсеместно вошли в практику работы с цифровыми картами, планами и ортофотопланами и стали эффективным средством анализа пространственных данных.
В связи с перечисленными изменениями содержание и требования таких нормативно-технических документов (НТД), как Инструкции по топографической съемке [1, 2], Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов [3], практически полностью устарели, не отражают современных возможностей и условий, и их использование никакого практического смысла не имеет. Существенно более адекватно отражающая современную технологию Инструкция по фотограмметрическим работам [4] 2002 года, также нуждается в обновлении, т.к. за прошедшие 15 лет произошло много серьезных изменений в технике и технологии работ [5, 6].
Таким образом, совершенно очевидна необходимость иметь нормативно-технические и методические документы, отражающие современные условия и технические возможности выполнения аэрофототопографической съемки. Разработка таких документов должна опираться на накопленный практический опыт и научные исследования.
Так, например, в инструкциях по топографической съемке [1, 2] содержатся требования к параметрам аэрофотосъемки в зависимости от масштаба карты (плана), высоты сечения рельефа, способа аэрофототопографической съемки, характера местности, назначения материалов аэрофотосъемки (дешифрирование, изготовление фотопланов, съемка рельефа), используемых универсальных фотограмметрических приборов для стереоскопической съемки. Такими параметрами являлись: фокусное расстояние аэрофотокамеры, масштаб фотографирования, продольное и поперечное перекрытие. Следует отметить, что эти параметры относились к аэрофотокамерам с форматом кадра 18 х 18 см, а для аэрофотосъемки производство располагало весьма широким выбором фокусных расстояний аэрофотокамер (70, 100, 140, 200, 350 мм). При формулировании требований к параметрам аэрофотосъемки цифровыми аэрофотокамерами использовать фокусное расстояние и масштаб фотографирования не имеет никакого смысла. Вместо этих параметров следует использовать размер пикселя на местности, значение которого, или диапазон допустимых значений, должен
быть обоснован и установлен для каждого масштаба топографической карты или плана с учетом обеспечения задач дешифрирования и требуемой точности планового положения контуров объектов местности на фотоплане и карте. Это также касается материалов космической съемки. Если аэрофотосъемка выполняется с целью стереотопографической съемки рельефа и/или контуров объектов, должна быть определена допустимая максимальная высота фотографирования для продольного размера матрицы цифрового снимка используемой аэрофотокамеры. Важным аспектом являются требования к цифровому фотоплану (ортофотоплану), в особенности те из них, которые прежде вообще не существовали. Необходимо сформулировать требования к максимальному эффективному поперечному углу поля зрения при выполнении аэрофотосъемки, т. е. углу поля зрения, ограничивающему ту часть кадра аэрофотоснимка, которая может быть использована при монтаже ортофотоплана, и тем самым ограничить значения видимых на ортофотоплане перспективных смещений крыш зданий или иных высотных объектов относительно основания, т. е. так называемых «завалов зданий». Такие требования должны быть сформулированы применительно к различным типам местности: застроенные территории и межсе-ленные.
Следует отметить, что при этом также нуждается отражения в новых государственных стандартах современная терминология, возникшая в связи с перечисленными выше изменениями. Так, например, принципиально меняет смысл понятие комбинированной аэрофототопографической съемки и стереотопогра-фической съемки, и появляются новые типы съемки. Появились новые понятия и связанная с ними терминология.
Пространственные данные, получаемые на основе материалов ДЗЗ, предназначены для целей топографического картографирования, создания картографической основы навигационных карт, использования для целей государственного кадастра недвижимости, а также решения других задач. При этом в зависимости от требований оперативности, точности, пространственного разрешения, а также с учетом технико-экономических показателей пространственные данные могут быть получены на основе: космической съемки высокого разрешения; традиционной аэрофотосъемки с пилотируемых воздушных средств; аэрофотосъемки с беспилотных воздушных средств. В этой связи необходима разработка методических рекомендаций по выбору оптимальных материалов ДЗЗ с учетом технических, экономических и временных показателей.
Что касается аэрофотосъемки с использованием БВС, следует отметить, что на практике она выполняется не только топографическими камерами, но и камерами, не предназначенными для топографической аэрофотосъемки, обладающими существенными геометрическими искажениями [7]. Учитывая широкое использование комплексов технических и программных средств аэрофототопографической съемки с использованием БВС, для обоснования возможности и целесообразности их использования рекомендуется проведение исследо-
вательских испытаний комплексов с целью установления и контроля их метрологических характеристик.
Все упомянутые вопросы, должны быть отражены в соответствующих нормативно-технических документах, что требует в первую очередь проработки различных вариантов технологических схем аэрофототопографической съемки в целом и отдельных этапов обработки в зависимости от свойств местности, масштаба карты и применяемого оборудования.
Вместе с тем, успешному решению задач по разработке новых НТД, наряду с отмеченными выше, препятствуют следующие основные проблемы:
- отсутствие целевых научно-исследовательских работ по разработке и практической технологической проверке вновь создаваемых НТД;
- отсутствие регламентированных требований к созданию новых видов пространственных данных и использованию перспективных средств ДЗЗ;
- недостаточная информированность и отсутствие профессиональных переводов НТД и технических стандартов передовых в области создания пространственных данных зарубежных государств;
- недостаточное финансирование проведения работ по стандартизации в области топографического картографирования в рамках деятельности ТК 404;
- отсутствие отрегулированных полномочий Минэкономразвития и Ро-среестра по разработке и утверждению НТД;
- дефицит профессионального кадрового состава в области разработки современных НТД.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1 : 5 000, 1 : 2 000, 1 : 1 000, 1 : 500 ГКИНП-02-033-82. - М. : Недра,1982.
2. Инструкция по топографическим съемкам в масштабах 1 : 10 000 и 1 : 25 000. Полевые работы. ГКИНП-34. Утверждена ГУГК 26.04.77. - М. : Недра, 1978.
3. Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов. ГКИНП-09-32-80. Утверждены ГУГК 22.04.80 и МГА 25.04.80. - М. : Недра, 1982.
4. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов. ГКИНП(ГНТА)-02-036-02. Утверждена Роскартографией 11.06.02. -М. : ЦНИИГАиК, 2002.
5. Бабашкин Н. М., Кадничанский С. А., Нехин С. С. Топографическая аэросъемка в России // Геоматика. - 2016. - № 1 (30). - С. 30-36.
6. Кадничанский С. А., Нехин С. С. Особенности современной технологии аэрофототопографической съемки и необходимость их отражения в новых нормативно-технических документах // Н.-т. сборник № 28 (по материалам н.-т. конференции, 31 мая - 1 июня 2016 г.) 29 НИИ МО РФ. - М., 2016. - С. 130-135.
7. Бабашкин Н. М., Кадничанский С. А., Нехин С. С. Сравнительный анализ эффективности аэрофототопографической съемки с использованием беспилотных и пилотируемых авиационных систем // Геопрофи. - 2017. - № 1. - С. 14-19.
© Н. М. Бабашкин, С. А. Кадничанский, С. С. Нехин, Л. И. Яблонский, 2017
