Анализ двух съемок разных лет

УДК 528.42

В.А. Середович, Д.А. Ферулев СГГ А, Новосибирск

АНАЛИЗ ДВУХ СЪЕМОК РАЗНЫХ ЛЕТ

1. Введение

В период с мая по сентябрь 2003 года инженерами и студентами СГГА проводилось обновление и корректировка микрорайонов А, Г, Д-1, Учебного центра города Ноябрьска Тюменской области, Ямало-Ненецкого автономного округа.

Обновление топографической съемки выполнялось в целях эффективного управления и рационального использования земель в муниципальном образовании г. Ноябрьска и приведения содержания картографического материала в соответствие с современным состоянием местности. Одновременно с этим создавалась цифровая модель местности на территорию этих микрорайонов путем обработки результатов растрового сканирования расчлененных оригиналов отражающих состояние местности на момент 1987года.

2. Технология обновления

2.1. Сбор геодезических, картографических материалов

Были получены документы, разрешающие выполнение данного вида работ в городе, каталоги координат для создания съемочного обоснования, исходные материалы в виде растрового изображения обновляемой территории.

2.2. Создание съемочного обоснования

Имеющаяся геодезическая основа была следующая: два стенных знака 1 разряда, пункт полигонометрии 1 разряда № 1685, 4 класса № 1568 и пункт полигонометрии 1 разряда с плановыми координатами для привязки хода на конечном пункте.

Съемочное обоснование выполнялось тахеометром ‘Topcon” GTS-229 в виде хода полигонометрии, опирающегося на два исходных пункта. Длина хода 1700 м. Угловая невязка составила 60 сек., относительная погрешность 1/8000, абсолютная погрешность 0.220 м. По всем характеристикам проложенный ход соответствовал полигонометрии 2 разряда. Невязка нивелирного хода составила 39 мм, что соответствует ходу технического нивелирования. Затем для сгущения съемочного обоснования прокладывались теодолитные ходы с предельной относительной погрешностью 1/3000.

2.3. Обновление

Затем с точек геодезического обоснования выполнялась съемка твердых контуров местности (углы домов, опоры ЛЭП, кромка асфальта и т. д.). Также использовалась 50 метровая металлическая рулетка для измерения расстояний. Выполнялся поиск новых подземных коммуникаций при помощи трассоискателя и их координирование тахеометром. Все приборы прошли

метрологическое исследование и соответствовали требованиям, предъявляемым к ним.

2.4. Обработка результатов

В камеральных условиях полевые данные импортировались в ЭВМ. С их помощью определялась необходимость корректировки предыдущей съемки. По разности в плане и по высоте одних и тех же точек двух съемок зависело -нужна ли корректировка съемки 1987 года. Для удобства и наглядности общей картины местности, пикеты, набранные в поле, соединили по абрисам. На экране ЭВМ было видно, как контуры площадных объектов не совпадают, линейные и точечные - повернуты и сдвинуты.

3. Возникшая проблема

Было решено, для полной убежденности в том, что материалы двух съемок одной местности различаются, провести съемку участка для более детального сравнения. Отсняли часть микрорайона, используя при этом полевое кодирование. Загрузили съемочные точки в компьютер, создали по ним цифровую модель местности (ЦММ). Создавали цифровую модель местности операторы с высоким уровнем профессиональной подготовки картографической и в области ГИС. При этом обеспечивался многоступенчатый контроль ЦММ в процессе ее создания.

Вместе с ЦММ открыли материалы растрового изображения данной территории. Контуры площадных объектов не совпадали, линейные и точечные были повернуты и сдвинуты. Никакого систематического сдвига заметно не было. Общая площадь сравниваемой территории составила 16.4 га. Встала необходимость узнать среднее расхождение точек съемки в плане и по высоте, для того, чтобы узнать в пределах допуска находятся расхождения съемок или нет. И какими причинам это могло быть вызвано. В табл. 1 и 2 указаны плановое и высотное расхождение точек съемок.

Таблица 1. Ведомость планового сравнения съемочных точек

№ Номер съемочной точки Расхождение съемочной точки с точками растрового изображения в плане (м) Среднее расхождение в плане (м) Примечание

1. 1026 0,29 0,4 Углы дома по адресу ул. Магистральная 43

2. 222 0

3. 772 0,61

4. 179 0,68

5. 882 0,4 0,42 Углы дома по адресу ул. Магистральная 41

6. 881 0,55

7. 947 0,47

8. 911 0,28

9. 953 0,25 0,52 Углы дома по адресу ул. Магистральная 39

10. 806 0,45

11. 785 0,73

12. 780 0,65

13. 66 0,47 0,47 Центр люка колодца

14. 65 0,46 0,46 Центр люка колодца

15. 179 0,69 0,69 Центр люка колодца

16. 107 0,72 0,72 Центр люка колодца

17. 171 0,6 0,47 Углы дома

18. 482 0,61 по адресу Дружбы 6

19. 491 0,48

20. 920 0,19

21. 487 0,57 0,32 Углы дома по

22. 1918 0,27 адресу ул. Дружбы 8

23. 1966 0,08

24. 1250 0,35

25. 505 0,82 0,82 Опора ЛЭП

26. 503 0,12 0,12 Опора ЛЭП

27. 456 0,29 0,29 Опора ЛЭП

28. 1112 0,61 0,61 Опора ЛЭП

29. 1382 0,42 0,31 Углы дома по

30. 1972 0,57 адресу ул. Дружбы 10

31. 1988 0,09

32. 1308 0,15

Среднее значение расхождений 0,47

Таблица 2. Ведомость высотного сравнения съемочных точек

№ Номер съемочной точки Отметка съемочной точки (м) Отметка точки растрового изображения (м) Среднее расхождение по высоте (м) Примечание

1. 118,11 118,16 -0,05 Угол забора

2. 2622 118,56 118,37 0,19 Углы дома по адресу ул. Дружбы 8г

3. 357 118,34 118,41 -0,07

4. 358 118,15 118,13 0,02

5. 359 118,21 118,06 0,15

6. 1142 118,29 118,50 -0,21 Угол забора

7. 984 119,24 119,32 -0,08 Углы трансформатор ного пункта №324

8. 985 119,25 119,32 -0,07

9. 234 118,44 118,46 -0,02 Отметка земли у опоры ЛЭП

10. 156 118,29 118,33 -0,04 Кромка асфальта

11. 117,71 117,29 0,42 Угол дома по адресу ул. Советская 20

12. 1382 117,22 117,53 -0,31 Уголы дома по адресу ул. Дружбы 10

13. 1972 117,62 117,47 0,15

14. 487 117,75 117,15 0,30 Уголы дома по адресу ул. Дружбы 8

15. 1918 117,41 116,91 0,25

16. 1966 117,14 117,36 -0,22

Среднее расхождение значений 0,41

Для сравнения результатов пикеты брались из разных частей съемки, чтобы избежать возможных грубых ошибок на одной станции.

Среднее значение расхождения в плане составило 0.47 м, по высоте 0.41 м. Нижеуказанные факторы оказали влияние на расхождение съемок.

4. Факторы, повлиявшие на разность результатов

1. За прошедшее время был проведен пересчет исходных пунктов полигонометрии, что привело к разности координат пунктов в миллиметрах, от которых создавалась геодезическая основа.

2. Временной промежуток между съемками составил 16 лет, что вызвало осадку и сдвиг пунктов №1685 1разряда, а особенно - №1568 4 класса, расположенного на склоне полотна железной дороги. Также произошла осадка и сдвиг здания, в стене которого находились два стенных знака 1разряда.

3. Съемка 2003 года проводилась тахеометром GTS-229 фирмы Торсоп и вешкой с отражателем, а съемка 1987 года с помощью кипрегеля, мензулы, ориентир-буссоли, центрировочной вилки и рейки. Точность измерения углов тахеометром GTS-229 равна 9". Точность измерения расстояния равна ±(3мм+3мм/км). Вертикальный и горизонтальный угол определяется кипрегелем с точностью 1'. Расстояние измеряется по рейке с точностью 10 см. Вследствие этого расстояния и углы измеряемые, мензулой получаются грубее, чем тахеометром.

4. Ошибки центрирования. Точность центрирования мензулы, на которую устанавливается кипрегель 3 см, у тахеометра с оптическим центриром 1 см.

5. Ошибки наблюдателя. Ошибка взятия отсчета в тахеометре исключена, в отличие от кипрегеля.

6. Ошибки нанесения съемочных точек и линий. При нанесении ситуации и рельефа местности на бумажный носитель, закрепленный на мензульном столике, ошибка составляет 0.1 мм. Для масштаба 1:500 эта ошибка составляет 5 см.

7. Ошибки чертежника при оформлении картографического материала. Графическая точность составляет 0.1 мм в масштабе плана.

8. Ошибки при сканировании картографического материала, по которым происходило сравнение результатов.

Исходные карты и планы на бумажных (лавсановых и др.) носителях неоднородны внутри каждого листа. Различные объекты отображены на них с разной точностью и их состояние зафиксировано на разные моменты времени. Возможно, при сканировании не учитывались такие параметры, как сдвиг растра относительно начала координат, проекция растра и другие или какой-либо из них.

Все эти пункты в какой-то мере повлияли на разность результатов съемок. Также остаются те факторы, которые могли оказать влияние как на съемку 1987, так и 2003 года:

1. Точность проложения ходов.

2. Точность закрепления точек съемочной сети.

3. Горизонтирование прибора.

4. Ошибки наведения.

5. Влияние внешних условий среды.

5. Выход из ситуации

Выходом из сложившейся ситуации было то, что заказчик решил не производить полную пересъемку территории микрорайонов, для чего потребовались бы дополнительные материальные затраты, а продолжать обновление с возможной корректировкой. Решив, что такая точность предыдущей съемки достаточна для дальнейших работ в этих микрорайонах.

6. Выводы

Проводимые работы в городе Ноябрьске еще раз подтверждают превосходство новых средств и методов измерений над старыми.

Для успешного проведения любого вида работ необходимо соблюдать некоторые правила.

1. Выбор правильной и последовательной технологии, по которой выполняется съемка или обновление.

2. Перед началом работ необходимо метрологическое исследование приборов, проведение поверок и юстировок.

3. Выполнение контроля на всех уровнях проведения работ. На этапе сбора исходных материалов необходима проверка наличия всех документов. При создании съемочного обоснования необходим контроль качества его выполнения, заключающийся в методике и материале закрепления съемочных точек и характеристик ходов (при невозможности выполнения съемочного обоснования GPS-технологиями из-за плотной городской застройки). Во время проведения съемки или обновления контроль заключается в ведении абриса, взятии пикетов в перекрытиях между разными точками стояния и после создания конечного материала визуальное сравнение его с местностью.

4. Проведение отбора инженеров, техников и операторов, которые должны соответственно иметь высокий уровень знаний по данному виду выполняемой работы и профессиональную картографическую подготовку и знания в области ГИС.

5. Выполнение контроля качества цифровой модели местности операторами и редакторами в момент ее создания и до возможной печати. Так как картографический материал должен обладать полнотой, современностью и точностью.

© В.А. Середович, Д.А. Ферулев, 2005