CC BY
82
УДК 528/915+528/425 В.И. Райх
ЗАО «НПК ГЕО», Омск
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ЦИФРОВЫМ ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛОМ НА ОПЫТЕ ТАВРИЧЕСКОГО РАЙОНА ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Реализация положений Ф3-131 "Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации", связанных с решением вопросов местного значения, изложенных в статьях 14 и 15, невозможна без наличия актуальных и постоянно обновляемых картографических данных о состоянии территории в целом или локальных объектах.
Основными задачами предприятий, работающих в сфере обеспечения потребителей картографической продукцией, являются:
- Оперативное получение данных, обеспечивающих инструктивную точность;
- Оперативное обновление информации и ее дальнейшая актуализация.
Очевидно, что традиционными наземными геодезическими методами решать эти задачи не эффективно с экономической стороны и по срокам выполнения работ, особенно при больших объемах.
В настоящее время широкое распространение получили методы создания картографической основы, использующие данные дистанционного зондирования земли - аэрофотосъемка, космическая съемка, воздушное лазерное сканирование.
На нашем предприятии уже на протяжении 6 лет используется апробированная на практике технология получения цифровой картографической продукции различных масштабов на основе материалов аэрофотосъемки и ее оперативного обновления на основе космической съемки.
Выполненные нашей компанией такие крупные проекты как:
- Обеспечение цифровыми ортофотопланами территорий СНП
Азовского, Нововаршавского, Таврического и Черлакского районов Омской области - 139 населенных пунктов - на деле доказали полную
состоятельность технологии, экономичность и качество выпускаемой продукции.
Основная цель применения технологии - обеспечение территорий цифровым топографо-геодезическим материалом для решения различных задач управления.
Основные элементы технологии, основанной на методах обработки данных дистанционного зондирования:
Аэрофотосъемка. Выбор параметров АФС зависит от того, каково назначение конечной продукции и ее желаемая точность.
Планово-высотная привязка опознаков. Полевые работы выполняются с помощью спутниковых геодезических приемников, что позволяет обеспечить наиболее рациональное и эффективное практическое определение координат и высот.
Аналитическая фототриангуляция, создание стереомодели. Это один из самых важных процессов технологии. На этом этапе закладывается основа качества всех производных продуктов. Выполняется создание единой стереомодели территории с однородной точностью.
Стереотопографическая съемка. Подразделяется на два вида, в зависимости от технологической цепочки получения того или иного выходного материала. Стереотопографическая съемка рельефа - процесс создания цифровой модели рельефа для изготовления цифровых ортофотопланов и матрицы высот. При стереотопографической съемке контуров выполняется векторизация элементов ситуации местности для дальнейшего получения цифровой модели контуров и изготовления цифровых топографических планов.
Дешифрирование. Если конечным результатом обработки материалов АФС является изготовление цифровых топографических планов, то обязательной составной частью технологии является дешифрирование фотографического изображения, заключающееся в распознавании объектов на снимке, установлении их характеристик и дальнейшем вычерчивании в условных знаков того или иного масштаба.
Мониторинг по материалам космических съемок. Как говорилось ранее, технология обеспечивает оперативное и недорогое обновление планового картографического материала.
Основные виды продукции и направления их применения:
- Цифровые ортогональные фотопланы по материалам АФС и космической съемки - представляют собой трансформированное, масштабированное фотографическое представление местности и является самодостаточной топоосновой для решения различных задач. Являясь, по сути, растровой картой соответствующего масштаба и точности, они служат основой для проектирования границ территориальных образований и земель поселений, проекта границ земельных участков, территориального землеустройства и проектов межевания.
- Матрица высот или цифровая модель рельефа местности. Матрица обеспечивает получение третьей координаты - абсолютной отметки в любой точке и, при совместном использовании с цифровыми ортофотопланами, обеспечивает решение различных прикладных задач эксплуатационных служб, связанных с предпроектными проработками, проектированием и реконструкциями при строительстве. Матрица высот позволяет с достаточной точностью в режиме реального времени определять продольные и поперечные профили объектов, обеспечивает получение абсолютной отметки высот в любой точке местности, с помощью нее можно определять площади полигонов с учетом рельефа, а так же является основой для создания 3D моделей местности и отдельных объектов.
- Цифровая модель контуров. Векторное представление ситуации местности, представленное тремя типами объектов - площадные, линейные и точечные, является метрической основой для создания цифровых топографических планов соответствующих масштабов, создания баз (банков) данных различного назначения.
- Цифровые топографические планы. Изготавливаются с использованием результатов фотограмметрических работ и материалов дешифрирования и представляют отображение топографических элементов местности в соответствие с принятыми условными знаками. Топографические планы являются основой для проектирования объектов промышленного и гражданского строительства.
- Картографическая основа для создания и ведения ГИС различного назначения. Так же рассматривается как один из видов продукции. Совокупность полученной по данной технологии видов продукции позволяет обеспечить любую ГИС информацией о пространственном местоположении объектов учета ГИС и начальной семантической информацией, позволяющей однозначно идентифицировать эти объекты на карте. Растровая подложка в виде цифровых ортофотопланов обеспечивает преимущества при визуальном анализе территории или объекта, так как является фотоизображением. Векторные данные служат основой для наполнения объектов атрибутивной информацией и обеспечивают функционирование связей между семантикой и графикой, различных логических операций, запросов, выборки и поиска.
- Мониторинг текущих изменений состояния местности по материалам космических съемок. Технология обеспечивает быстрое и сравнительно недорогое получение актуальных данных о территории в виде цифровых ортофотопланов по данным космосъемки высокого разрешения. При этом в качестве ЦМР при трансформировании исходного изображения, используется матрица высот, полученная на этапе выполнения работ по обработке материалов АФС. Используя матрицу высот, полученную ранее, выполняется ортотрансформирование исходных изображений и изготовление ортофотоплана. Дальше выполняется векторизация, или съемка текущих изменений или принимается вариант растрового плана. Актуализированный материал интегрируется в существующую базу данных.
Технология на сегодняшний день реализована в 4 муниципальных районах Омской области. Азовский, Таврический, Нововаршавский и Черлакский.
Материалы находят свое применение для решения задач, связанных с землеустройством, кадастром объектов недвижимости, градостроительством, ЖКХ и др.
Пример практического использования продукции для целей землеустройства. Принципиальная схема работы специалиста-землеустроителя - по ортофотоплану или при необходимости по материалам стереотопографической съемки выполняется подготовка кадастрового плана
земельного участка или градостроительного плана земельного участка. План оформляется соответствующим образом.
Далее идет определение и формирование границ земельного участка. Заносится первичная семантическая информация о нем, формируется файл экспорта метрических данных.
Данные из обменных форматов Панорамы органично вливаются в электронную базу данных кадастрового учета. Отлаженная процедура позволяет в реальном времени обеспечить юридические и физические лица необходимыми документами для операций с землей.
Второе практическое применение цифрового топографо-геодезического обеспечение состоит в использовании полученных материалов для изготовления цифровых топографических планов различных масштабов для проектирования объектов промышленного и гражданского строительства. Например, газификация. Применение нашей продукции для этих целей имеет опыт использования при подготовке топографических планов для проектирования газопроводов по населенным пунктам Азовского района -Привальное, Пришиб, Звонарев Кут, Березовка. Использование имеющихся материалов позволило в несколько раз снизить стоимость изготовления топоосновы для проектирования сетей газоснабжения по сравнению с применением наземных геодезических методов.
На первом этапе работ, имея такую топооснову, как цифровой ортофотоплан и матрицу высот эксплуатирующие организации и проектировщики получают широкие возможности для анализа территории, предпроектных проработок места прохождения проектируемых трасс газопроводов с возможностью получения в реальном времени продольных профилей проектируемой трассы, определения длины трассы, в том числе с учетом рельефа местности, а, следовательно, предварительного прогноза объемов работ при проектировании и строительстве, расчетов длины трубопроводов и стоимости материала.
Оформленные проектные решения в виде технического задания ГИПа на инженерно-геодезические изыскания с приложением схемы газопроводов поступают в изыскательскую организацию. В границах съемки производится формирование цифровой модели контуров по ортофотоплану, или если есть повышенные требования к точности масштаба, то, используя
стереотопографическую съемку контуров и рельефа. Геодезические полевые работы в этом случае сводятся только к дешифрированию с досъемки по специальным требованиям. Конечная продукция - цифровые
топографические планы полосы прохождения проектных трасс газопроводов в электронном или бумажном видах. Это лишь одно из направлений
использования - для газификации. Тоже самое применимо и к тепло-, водо-, электроснабжению, созданию инженерно-топографических планов на локальные площадки под строительство того или иного объекта. Для работы по созданию или корректировки генеральных планов, предварительных проработок до выдачи разрешений на строительство и т. д.
Еще одно направление - использование полученной продукции как картографической основы для создания и ведения геоинформационных систем (ГИС) различного назначения, в частности муниципальных ГИС.
Объекты учета в ГИС - имущественные комплексы, здания, сооружения, конструкции, земельные участки, помещения, объекты незавершенные строительством и другие.
Для успешной реализации ГИС-проекта имущественного комплекса необходима информация о пространственном местоположении объектов учета ГИС и начальная семантическая информация, позволяющая однозначно идентифицировать эти объекты на карте. Для владения, пользования и распоряжения имуществом, находящимся в муниципальной собственности, нужно как минимум иметь представление о пространственном расположении этого имущества.
Например, отобразив на растровой подложке - цифровом ортофотоплане объекты жилого и нежилого фонда муниципального имущества, внеся необходимую первичную семантику, характеризующую объект учета, можно говорить о наличие тематической карты для создания ГИС имущественного комплекса территориальной единицы.
Картографическая основа обеспечивает принятие управленческих решений по вопросам местного значения поселения, поставленных Ф3-131. Такие вопросы как организация в границах поселения тепло-, водо-, электроснабжения. Обеспечение освещенности улиц. Для оценки ситуации по этим направлениям в населенных пунктах, необходимо иметь достоверные схемы. Дополнив графику атрибутивной информацией о диаметрах, материале, глубине заложения, годе ввода в эксплуатацию, напряжении, данные по фидерам для ЛЭП и другую, можно говорить об основе ГИС, ГИС инженерных сетей, коммуникаций.
Основные аргументы за использование технологии цифрового топографо-геодезического обеспечения территорий:
- Высокая производительность, существенное сокращение сроков получения продукции равнозначной точности по сравнению с традиционными наземными методами;
- Единое координатное пространство, обеспечивающее однородную точность, единую систему координат, исключающую неизбежные ошибки, вызванные локальными системами координат, проложением привязочных ходов к исходным пунктам и ходов, при создании сетей сгущения традиционными методами;
- Универсальность продукции, исходная продукция, начиная от материалов АФС и их производные, на различных этапах обработки находят свое применение в различных областях;
- Минимум полевых работ при создании картографического материала;
- Обеспечивает возможность оперативного обновления данных по материалам космосъемки и органичную интеграцию актуальных сведений о территории или локальных объектах в существующую базу данных.
- Экономичность - сокращение финансовых и временных затрат по сравнению с наземными геодезическими методами получения продукции, ведет к существенному снижению стоимости.
© В.И. Райх, 2006
