CC BY
100УДК 528
Е.А. Белова
СОЗДАНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ МЕСТНОСТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ
Развитие автоматизированных методов обработки пространственной информации привело к появлению нового направления в моделировании - цифрового моделирования. Под цифровой моделью местности понимается определенная форма представления исходных данных и способ их описания, позволяющий изображать объект путем интерполяции. Представление в виде цифровых моделей местности применяется при анализе распространения участков загрязнений, в метеорологии и климатологии, и во многих проектах по развитию территорий.
Ключевые слова: топография, съемка, молелрование.
Цифровая модель местности изображает ситуацию и рельеф местности. Она состоит из цифровой модели рельефа местности и цифровой модели контуров местности, а так же имеет место быть модель специального инженерного назначения.
Основой для представления данных для ГИС являются цифровые модели [1].
Существует множество методик сбора и обработки информации для последующего построения цифровой модели, но до сих пор нет ясного определения цифровой модели местности [2]. Изучив существующую информацию, можно понять, что цифровая модель местности — это, для начала, базовая основа, обладающая способностью накопления информации и использования ее для изменения своих возможностей и адаптации к изменениям, т. е. ресурсностью и интеллектуальностью.
Тахеометрическая съемка производится для получения топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) масштабов 1:500,1:1000 и 1:2000 на небольшие по площади участки местности, а также на полосу местности вдоль протяженных объектов [3].
Тахеометрическая съемка - комбинированная съемка, в процессе которой одновременно определяют плановое и высотное положение точек, благодаря чему можно сразу получать топографический план местности. Тахеометрия означает быстрое измерение. В источнике [4] описываются проблемы, возникающие при выполнении контрольно-исполнительной съемки.
Процесс цифрового моделирования местности объединяет создание ЦММ, ее обработку и использование. Начальными данными для построения цифровых моделей местности являются результаты топографической съемки, данные о геологии и гидрографии местности.
Топографическая съемка - это сложный комплекс инженерно-геодезических работ по исследованию местности и последующему составлению топографических планов и карт в определенных масштабах [5].
Съемке и дальнейшему отображению на планах подлежат все ситуационные объекты местности, включая контуры населенных пунктов, леса, реки, озера, линии дорог и др., существующая застройка, благоустройство, подземные и надземные инженерные коммуникации, и также рельеф местности. Специализированные планы могут отображать не всю ситуацию местности, а только те объекты, которые отвечают задачам исследования.
Достоинствами тахеометрической съемки является возможность автоматизации процесса сбора и регистрации данных со следующим широким использованием средств автоматизации и вычислительной техники для обработки данных и подготовки топографических планов и ЦММ.
Проектирование цифровой модели рельефа (ЦМР) - одна из важных задач инженерных изысканий для строительства и проектирования. Использование ЦМР вполне сокращает затраты времени по сравнению с традиционными технологиями получения отметок с топографических планов, определения направления величин стоков и др., а технологии лазерного сканирования позволяют решать эту задачу с максимальной точностью [6].
На данный момент все более обширный круг задач требует использования технологий оценки геометрических параметров объектов и местности с высокой точностью. На сегодня наибольшую точ-
© Белова Е.А., 2016.
Научный руководитель: Гура Татьяна Андреевна - инженер-исследователь, Кубанский государственный технологический университет, кафедра кадастра и геоинженерии, Россия.
Вестник магистратуры. 2016. № 11-2(62).
ISSN 2223-4047
ность обеспечивает технология лазерного сканирования. В зависимости от характеристик объектов и условий работ может применяться воздушное, наземное или мобильное лазерное сканирование [7].
Цифровые модели применяются:
• проектными организациями - для проектировки новых или реконструкции построенных объектов (дороги, трубопроводы, инженерные сооружения и т.п.) [8];
• строительными организациями и заказчиками - для наблюдения хода работ и соответствия проекту;
• эксплуатирующими организациями - для анализа состояния местности и объектов;
Начальными данными для создания цифровых моделей местности является совокупность метрической (геодезические пространственные координаты характерных точек рельефа и ситуации) [9-10], атрибутивной (символы; названия; статистическая информация; коды объектов; графические признаки, например, цвет и т. п.), семантической (технические параметры инженерных сооружений, геологическая характеристика грунтов, данные о деревьях в лесных массивах и т. п.), структурной (описывает связи между различными объектами - отношения объектов к какому-либо множеству: раздельные пункты железнодорожной линии, здания и сооружения населенного пункта, строения и конструкции соответствующих производств и т. п.) и параметрической информации (трехмерная модель, в которой осями координат являются параметр X, пространство N и время Т, причем под пространством понимается упорядоченное множество источников информации, в частности измеряемых величин). Проанализировав вышесказанное, необходима разработка единой структуры ЦММ (рисунок).
Рис. 1. Единая система ЦММ
Цифровая обработка топографической информации имеет три этапа работ.
Первый этап - это первичная обработка собранной разной топографической информации и формирование ее к единому унифицированному виду. Она предопределяет вычисление плоских или пространственных координат съемочных точек в какой-то системе, формирование съемочной информации по ее принадлежности к объектам местности.
Вторым этапом цифровой обработки является создание цифровой модели местности (ЦММ). В основе цифрового моделирования местности лежит некий комплекс результатов съемки ситуации и рельефа, который позволяет отображать точки области моделирования в дискретной среде топографической информации, т.е. для каждой точки данной области получать заданный набор топографических данных.
Третий этап обработки топографической информации заключается в формировании на основе ЦММ цифровых моделей всех элементов созидания плана, т.е. в преобразовании ЦММ в цифровой и электронный топографический план. На этом этапе вся информация, что есть в ЦММ, трансформируется в топографическую в соответствии с ясными требованиями к содержанию, масштаба, высоты сечения рельефа, математической основы, системы условных знаков и т.п.
Библиографический список
1.Кравцова Т.В., Кусова С.И., Гура Д.А. Систематизация данных, используемых при функционировании ГИС для решения геоэкологических и картографических задач // Науки о Земле на современном этапе: VI Международная научно-практическая конференция. - 2012. - С. 128-130.
2.аппаратно-програмный комплекс для изготовления цифровых планов и карт / Н.Ф. Атапин, А.Э. Тегель, Р.Ф. Жилкина и др. Патент на полезную модель RUS 70982 21.11.2007.
3.Гура Д.А., Доценко А.Е. О необходимости выполнения геодезической съемки // Актуальные вопросы науки: материалы IX Международной научно-практической конференции. - 2013. - С. 204-205.
4.Абушенко С.С., Амиров Э.К., Гура Д.А., Аветисян Г.Г. Проблемы, возникающие при выполнении контрольно-исполнительной съемки // Науки о земле на современном этапе: материалы IV Международной научно-практической конференции. - 2012. - С. 107-109.
5.Рудик Е.А., Гура Д.А. Проведение топографической съемки с применением спутниковых систем и электронных тахеометров // Науки о земле на современном этапе: материалы IV Международной научно-практической конференции. - 2012. - С. 118-120.
6.Гура Д.А., Верезубов Е.А. Мобильному миру мобильные сканирующие системы // Науки о земле на современном этапе: VIII Международная научно-практическая конференция. - 2013. - С. 56-58.
7.Кузнецова А.А., Гура Д.А., Алкачев Т.Э. Анализ полученных данных методом лазерного сканирования для выполнения периодического мониторинга на примере здания расположенного в г. Краснодаре // Научные труды Кубанского государственного технологического университета. - 2014. - № 4. - С. 77-83.
8. Алгоритмизированная технология разработки цифровых моделей высот поймы реки оби / Е.П. Крупочкин, О.В. Ловцкая, В.В. Смирнов // Водные и экологические проблемы Сибири и Центральной Азии: труды II Всероссийской научной конференции с международным участием. - 2014. - С. 109-117.
9.Гура Д.А., Шевченко Г.Г. Современные измерительные технологии на кафедре кадастра и геоинженерии в КубГТУ // Научно-технический журнал по геодезии, картографии и навигации Геопрофи. - 2012. - № 6. - С. 23-24.
10.Геодезические работы при ведении кадастра: методические указания к практическим занятиям для студентов всех форм обучения специальности 120303 Городской кадастр и направления 120700.62 Землеустройство и кадастры / сост. С.Н. Корелов, Д.А. Гура, Г.Г. Шевченко и др. - Краснодар, 2011.
БЕЛОВА ЕЛИЗАВЕТА АЛЕКСАНДРОВНА - студент строительного факультета, Кубанский государственный технологический университет, Россия.
