Способ обследования пунктов государственной геодезической сети и устройство для его осуществления
METHOD OF SURVEY OF POINTS OF STATE GEODETIC NETWORK AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области геодезии и фотограмметрии и может быть использовано при проектировании, создании и восстановлении геодезических сетей. Именно на базе этих сетей решаются многие фундаментальные и прикладные задачи геодезического обеспечения и картографирования территорий, земельного кадастра и геодинамических исследований.
Требования к геодезическим сетям регулируются государственным законодательством, в соответствии с которым пункты Государственной геодезической сети (ГГС) подлежат периодическому обследованию [Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации (ГКИНП (ГНТА)-01-006-03), М., 2003].
Технические регламенты, нормативные документы, научная литература и патенты детально описывают полевые наземные способы обследования пунктов с использованием геодезических инструментов [US 7225548, 05.06.2007. US 6202535 B1. 2005/0005463 A1, 2005/0188555 Al, RU 116224, 14.10.2011. RU 1827136 A3, 10.03.1996. RU 2123165 C1, 10.12.1998. RU 2155323 C1, 27.08.2000. RU 2274876 C1, 20.04.2006. RU 2242019 C2, 10.12.2004. RU 2381447 C1, 01.10.2008, «Временная инструкция по обследованию и восстановлению пунктов и знаков государственной геодезической и нивелирной сетей СССР. РИО ВТС, 1970»].
Полевые работы требуют значительных финансовых затрат на экспедиционное, командировочное и транспортное обеспечение, что значительно растягивает сроки исполнения геодезических работ.
Известны технические решения, позволяющие существенно сократить объемы полевых работ, описанные в патенте RU 2155323 С2, 31.10.2014 «Способ обследования пунктов государственной геодезической сети и устройство для его осуществления».
Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется дополнительная сплошная аэрофотосъемка районов местности, в пределах которых находятся пункты государственной геодезической сети. При такой сплошной аэрофотосъемке районов размещения пунктов ГГС применяют пилотируемые летательные аппараты, укомплектованные дорогостоящей фотоаппаратурой. Такая аппаратура, хоть и позволяет получать снимки местности с хорошими метрическими свойствами, но изображения на них получаются сравнительно мелкого масштаба, что ограничивает возможность точной оценки сохранности пункта ГГС.
Сущность заявляемых технических решений заключается в том, что составляют перечень пунктов ГГС, подлежащих обследованию, по координатам каждого из них,
После выполнения этих операций сравнивают содержание оцифрованных архивных документов с цифровыми материалами предварительно выполненных площадных аэрофотосъемок районов размещения пунктов ГГС на эпоху их обследования, выявляют на основе этого сравнения признаки и приметы, характеризующих наличие или отсутствие каждого из пунктов ГГС, сохраняют результаты их обследования на физических носителях информации.
С целью повышения объективности обследования пунктов ГГС, дополнительно, в качестве стандартной фотографической основы, используют космоснимок местности - ее цифровое изображение, полученное с космического аппарата (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Визуализируют этот космоснимок, фотоотображение местности на этом снимке приводят к стандартному масштабу и визуализируют его на экране, по крайней мере, одного видиомонитора, так же, как и оцифрованные аэрофотоснимки, выделяют на них фрагменты, детально отображающие топографическую обстановку вокруг каждого из пунктов ГГС, выполняют координатную привязку этих фрагментов к космоснимку, после чего приводят выделенные аэрофотосъемочные изображения местности к стандартному масштабу космоснимка, монтируют отмасштабированные фрагменты аэрофотосъемочных изображений местности на космоснимке.
Космоснимок с вмонтированными в него фрагментами аэрофотосъемочных изображений местности сохраняют в цифровой форме на физических носителях информации.
Этот архивный документ используют при прокладке маршрутов малоразмерных беспилотных летательных аппаратов, оснащенных фотоаппаратами для выборочной и детальной фотосъемки пунктов ГГС с малых высот, а затем используют при непосредственном обследовании местности с помощью беспилотных средств.
Окончательное решение по обследованию пункта принимается по результатам дешифрирования аэрофотоснимков, содержащих изображения этого пункта.
Для получения изображений местности с малых высот наиболее подходящими являются беспилотные вертолеты. При наличии беспроводной связи с летательным беспилотным летательным аппаратом ДЗЗ возможно принятие решения о восстановлении пункта ГГС даже во время полета такого летательного аппарата. После этого формируют актуализированный космоснимок местности с учетом непосредственного обследования каждого из пунктов ГГС.
Преимуществом предложенного способа, по сравнению с известными техническими решениями, является исключение трудоемких наземных полевых геодезических работ при обследовании пунктов ГГС.
Известны устройства для реализации способа обследования пункта государственной геодезической сети (ГГС) по патенту RU 2587522 С2, 31.10.2014.
В этом патенте описано устройство, содержащее, по крайней мере, одно электронно-вычислительное средство с дисплеем и цифровую камеру. Такое устройство позволяет обследовать пункты ГГС, сравнивая архивные фотоизображения каждого из них с его отображением на одном или нескольких фотоснимках, получаемых при площадных аэрофотосъемках районов нахождения пунктов ГГС. Использование в качестве координатной основы космоснимка повышает достоверность обследования пунктов ГГС, но известное ранее устройство не позволяет осуществлять координатную привязку фрагментов фотоизображений, относящихся к различным эпохам их получения.
В то же самое время, материалы камерального обследования пунктов ГГС практически не могут быть использованы при непосредственном обследовании каждого из пунктов ГГС беспилотными средствами, так как результаты обследования пунктов представляются в текстовой форме.
Повысить достоверность обследования пунктов ГГС позволяет устройство, реализованное в соответствии с патентом RU 2587522, но которое дополнительно содержит средство для одновременной визуализации аэрофотосъемочного изображения того района местности, где расположен пункт ГГС и изображения местности, полученного с космического аппарата ДЗЗ, а, именно, - космоснимка местности.
Устройство для реализации «Способа обследования пунктов ГГС» содержит локальный сервер 1 для хранения архивных информационных данных о пунктах ГГС и цифровых космоснимков, приведенных к стандартному масштабу.
Кроме того, это устройство содержит ЭВМ 2, блок 3 управления ее работой и сервером 1, линии связи 4 и 5 для осуществления информационного обмена между ними, снимкодержатель 6, предназначенный для размещения архивных фотоснимков 7 местности, цифровую камеру 8, модуль 9 управления цифровой камерой 8, соединенный линей 10 связи с этой камерой 8, канал 11 передачи фотоизображений местности с камеры 8 в ЭВМ 2, дисплей 12 для отображения архивных информационных данных о пунктах ГГС, канал 13 связи 12 с ЭВМ 1, монитор 14 для координатной привязки архивных данных к космоснимку и канал 15 связи монитора 14 с ЭВМ 1.
В состав монитора 14 входит дисплей 16, дисплей 17 и полупрозрачное зеркало 18. Такой монитор позволяет выполнять координатную привязку фрагментов аэрофотоснимков к космоснимкупутем одновременной визуализации космоснимка и фрагментов аэрофотоснимков, содержащих информацию высокого разрешения о современном состоянии местности.
Предложенное устройство позволяет масштабировать фотоизображения, осуществлять их координатную привязку к космоснимкам местности и монтировать на них фрагменты этих архивных фотодокументов, детально отображающих топографическую обстановку вокруг каждого из пунктов ГГС
Для этого из базы данных сервера 1 с помощью ЭВМ 2 осуществляется выборка координат для каждого из пунктов ГГС, подлежащих обследованию и выполняется селекция цифровых архивных материалов, относящихся к каждому из них. Контроль над этими процессами осуществляется через блок 3 управления работой сервером 1 и ЭВМ 2. Каналы 4 и 5 обеспечивают информационный обмен между этими устройствами. Снимкодержатель 6 позволяет размещать на нем архивный аэрофотоснимок, выполненный на пластиковой или бумажной подложке, а цифровая камера 8 позволяет преобразовать каждый из этих снимков в цифровую форму.
Контролируют работу цифровой камеры 8 с помощью модуля 9 через канал 10 передачи сигналов управления камерой 8. Канал 11 позволяет передавать цифровые фотоизображения местности с камеры 8 в ЭВМ 2. Цифровые аэрофотоснимки визуализируются на мониторе 12 и сравниваются. На мониторе 12 сравнивают изображения местности на архивных аэрофотоснимках с ее аэрофотосъемочными площадными изображениями, полученными перед непосредственным обследованием каждого из пунктов ГГС.
На дисплеях 16 и 17 монитора 14 выполняют координатную привязку выделенных фрагментов архивных материалов и материалов площадных съемок местности к космоснимку. Цифровым методом монтируют эти фрагменты на космоснимке после их приведения к его стандартному масштабу.
Под контролем оператора ЭВМ 2 выполняет масштабирование и ориентирование изображений, полученных на эпоху предыдущего обследования пункта ГТС и на эпоху текущего обследования пункта ГГС относительно космоснимка. Ориентированные таким методом детальные изображения местности высокого разрешения монтируются в соответствующие им места на космоснимке местности.
Космоснимок с вмонтированными в него фрагментами аэрофотосъемочных изображений местности используют при непосредственном обследовании местности с помощью беспилотных средств, если однозначно не выявлена сохранность пункта ГГС по материалам площадных аэрофотосъемок местности.
Использование способа обследования пунктов государственной геодезической сети и устройства для его осуществления позволит многократно снизить трудозатраты и повысить экономическую эффективность обследования пунктов государственной геодезической сети. Применение способа и устройства обеспечит решение задачи экстерриториального обследования пунктов геодезической сети в районах малодоступной и необжитой местности.