Введение к работе
Лктуальнооть проблемы. В решении задач,поставленных Коммунистической партией Советского Союза по развитию народного хозяйства и повышения эффективности общественного производства,Еазное значение икс-ет разработка и внедрение прогрессивных оптимальных технология.Предметом фотограмметрии является математическое описание ясследуеннх объектов в трехмерном пространстве на данном моменте времени,что з конечном счете приводит к определена их положения,величана и объема.
Учитывая современный технический уровень фотограмметрии, с цели дальнейшего развития производственных технологий настало время особое внимание уделить геодезическим измерениям,которые часто используются з сочетании с фотограмметрическими.Поэтому для досииекия Еаксииадь-яоя технической,технологической и экономической эффективности геоде-г зические и фотограмметрические измерения рассматриваются совместно. К обоснованию такого подхода имеются довольно веские причшш и догоди.
При топографической съемке территория для строительства пркненя-этся как фотограмметрические,так и геодезические методы,а при картографировании исторического,архитектурного и археологического наследия они сочетаются.В строительном деле для обеспечения геометрической точности технологических процессов контана выполняются геодезические и фотограмметрические измерения.При наблюдении деформаций естественных и искусственных,объектов наряду с геодезическими измерениями неоценимую пользу приносят фотограмметрические методы.Различные динамические процессы: переформирование береговой зоны водоемов,выветривание пород,миграция , юн и другие природные явления изучаются на базе геодезических и фотограмметрических измерений.Особого внимания заслуживает сочетание фотограмметрических и геодезических измерений,например,при высокоточном исследовании геометрии антенн связи,саяозгтоз, мониторинге движений поверхности земли над шахтами,обмере изменений моделей сложных технических соэруяений и т.д.При этом нужно отметать, что число таких сфер и областей совместного применения фотограмметрії-чесхих и геодезических методов для ревения различных научных и практических задач постоянно растет и трудно их перечислить.
При решении поставленных задач и достижении высокой точности результатов особое значение преобретает рациональное использование соб-временной компьютерной техники.Исходя пз этого,необходимо разработать методологические основы и теоретический базис ногых автоматизированных технологий для геометрического описания различных исслёдуемюс объектов природного и искусственного происхождения.Проведенные иссло-' дован'ия направлены на оптимизацию технологий отдельных процессоз
-.2 -
з в догом на штикигацяэ геодезической и- фотогранкетрической измерительной внфоркащш,чтобы достичь максимальную точность результатов прн кяе2»шжёзс затратах средств и труда.
Доль рабопі.- Разработка оптимальных фотограмметрических методов к технологий для решения различных инженерных задач при нгатмальпеа использовании геодезических изкеренкй или благоприятном сочетания любой измерительной информация.С этой целью внесены сукественные усо-верпенствовання в методику и технологкв построения оптаиальных опорных сетей,разработаны алгоритмі и созданы програицы,пригодные для обработан измерен»;: на современных мини- и кикроЗВЙ.и для составления Ы'.р-т.планов.чертегек и различных гистограмм предлсгепа автокаткзгрэ-гакіїак'фотогракнстраческзя слетела картографирования (ASCK).
Основные закизаемве колеженяя диссертации сфорхулкрозаны в вида следущж геэгеов: '
-
В свете современных теоргткческих разработок в области кате-::атнчесю!й обработки измерений вскрыты новые и одели - топологические, обоснованные на удачной использовании принципов арифметической серз-ликы,равновесия к центра тягесгя.'которые позволяет произвести ctpo-ryn обработку п сценку точности «сбои измерительной нпфоркапЕП.
-
Разработана кездкка проектЕрования,оптЕМйзация*,уравшгЕаЕЕл с оценки точности геодезических и фотограгагетрнческях nccTpocsEa'.njs которой ебеспечзшются рентабельная технология решения конкретних са дач прикладной фотограмметрия в различных областях техники и наукк.
-
Разработаны универсальные алгоритмы и созданы програккы,пригодные для вбработхи геодезическоя н фотограмметрическея взлэрятеяь-ной информации при регента большого числа практических и научиш sa-дач.їїри этом удачно используется и сочетаются основные функциеналь-ныо фотограмметрические зависимости компланарности и коллипеарЕсеїЕ проекткруЕЯЕХ лучей.Особого внимания заслунивает использование неделей перспективней и проективной коллинеарности проекткрущих луиг, при которых возникает возможность строгой обработки измерения неивї*
рИЧвСКЮС СНННКОВ С УЧЄТОН ЭМПЯР11Ч8СКЕХ ВеСОВ И ОЕШбОК исходных давні
4; На базе сочетания условий компланарности и коллинеарности разработаны универсальные методы пространственного фототркангулхро-ванвя как по метрический,так и неметрическим снимкаїґ.причем при вюп чезже лабоя долелвитальнои измерительной информации.
-
Для решения специальных технических и научных яадач на базе мнотоенккховоя конвергенткои фотосъемки разработан метод высокоточное фотограмметрии,
-
Разработана и создана автоматизированная фотограмметричеока(
система картографирования (АвСК),при котореа еездавтея пяфрозке модели и графические чертежи любых исследуемых обьектеэ.ТЬкоа подход к обработке измерительной икфорзацин позволяет формировать баякя хая-пнх исследуекых объектов и реализнрсЕать коипьвтеряув технология создания их чертезеа п планов.
7. Выпопено внедрение разработанных технология обработки язкз-рзтельпоа информации в разных организациях Лятозекэй ССР при круане-касатабном картографировании территорий под строительстве,при оъеагэ достопримечательных мест куяь^/ряего наследия,определения гасазтрі-ческой точности я качества центам крупнопанельных зданий,ксслодзЬй-яжа динамических процессов природних и гекуссъгешнх объектов,прэзз-тарозании осуплтелыгах систем,восстановлении цифровых модеязЯ утраченных объектов по архивным спнияам к т.д.
Методы яседаaggaggя. Теоретические исследования проггдеїш с пе~ пользованием ковариацнеетсгэ и топологического кетдсз з npraenonas:: ЗВЯ.Дхя ргявняя прнкпхшкц-ътк полонений ззводзз 2 предгатаэашс тех- . иолвтйЗ применялся к-зтод катеиатнческого яоделиротаяия с пркгйзегасн гЗи.Кроае того.з Езркг» касптабах проводилась ярезерка прзджагааісп геїЕолсгзП з полезіа з гацедгальлкх условиях на акоперлнонїзд5аиг ие-лпгогз.х к в прспзвсдстаз.
Научная новизна тайотн состоит в развитии нового направлення секретного использования и сочетания геодезической н фстїграгшетрз--J2CK03 изкерателїаез информация прн резении научных н праятачеезах задач.В результата теоретических,знсперякентаяьпых я прояззодетазн-шіх исследований получены следувтке результата:
исследованы1, уточнены п обобщены законом еря естп накопления я кеэдзез-сации овібок измерения в геодезических и фстограккэг-рэтеспя построениях лвбоя конфигурации,которна нспользуется при регстйга еідвч еиетпзации.т.е. при предрасчете оипдаекоа точности з трзднцаэяннх кетодах проектирования;
разработана єдиная система моделей слттпсзашиї геодезичезгоя н фотограмметрической измерительной информации (СНОГФйй);
установлено,что для решения конкретных задач вптаннзапжл в прикладной геодезия и фотограмметрии пригоднш как классический" (ковариа-цясшши)',так и новый (топологический) иетодн;
для проектирования:, оптимизации, уравнивания и оценки точности гев-дезкческкх и фотограмметрических построения разработан теполегачез-вшя метод,при котором значительно упрощается вичислений
методом вероятностно-стохастического моделирования нсследэзаиа чт-вооть построения геометрических моделей пары еиямхжв.осневиэт» элемента фотограмметрии;
разрзботанн унифицированные и стандартизированные алгоритмы аналитической фотограмметрии,на базе которых создан пакет програмі для различных ЭЗН.при наличии которого успепшо выполняются научные, практические и производственные работы;
разработаны алгоритмы и програкаы карарутного и блочного фототриап-гулирзваїпш по метрическим и неметрическим огашкак занкнуто-огиба-юцих поверхностей слоакых объектов;
на базе многгснкмковоЗ фотосъемки вскрыта модель высокоточной фотограмметрии, позволявшей рекать специальные задачи практики и науки;
создана автоматизированная фотограмметрическая система картографирования (ASCK) небольших обьектов:архитектурных и археологических памятников', географических ландшафтов,геологических образований,территорий для строительства и др.
разработаны методика и технология определения основных точностных характеристик используемых фотограмметрических систем;
разработаны методика и технология обработки и строгой оценки инже-. гетно-геодезических сетей с учетоы эмпирических весов и оаибок исходных даннкх ковариационным и топологическим методами.
Практическая ценность работы. Применение разработанных оптимальных фотограмметрических методов для решения различных инженерных задач значительно повышает качество и точность окончательных результатов.Разработанная методика обработки иккенрно-геодезических и фоїа-гразЕОїричесипс построений при правильном подборе функциональны:: н стохастических моделей с учетом ошибок исходных данных приводит к су-щвствеквому повышении точности и однородности опорных сетей.
Разработанный метод пространственного фото-триангулирования на базе использования функциональных зависимостей проективной коллинеарности позволяет строить высокоточные цифровые моделі! объектов с замкнуто-сгибающими поверхностями даже по неметрически.! снимкам,что имеет больпое -практическое значение в архитектурной фотограмметрии. Иногоснкмксвая: конвергентная фотосъемка успешно применяется для реао-ния специальных высокоточных задач техники и науки.
Автоматизация графического представления окончательных результатов „е^ледуемык объектов на базе использования компьютерной техник:: значительно улучаает социально-психологические условия труда и дает ощутимый экономический эффект.При этом появляется возможность создания банков информации о конкретных объектах района,республики и т.д.
Результаты внедрения. Разработанные технологии и системы прошли многостадийную проверку и внедрены- в Лаборатории инженерной фотограмметрии Вильнюсского университетам Лаборатории архитектурной фотограмметрии Института проектирования реставрации памятник' а Лит.ССР,
в .Інституте инженерных изысканий Госстроя Лит.ССР,в западном филиале Всесоюзного института сельскохозяйственных аэрофотогеодезических изысканий "ВИСХАГИ". Также некоторые результаты использованн Латвийской, Эстонской и Белорусской ССР,Центральным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским и проектным зшститутом типового и экспериментального проектирования жилища (ЩШЗП жилища, г.Москва) и частично предприятием (г. Красноярск).
Кроме того,результаты исследования широко используются в Вильнюсском инженерно-строительном институте,Литовской сельскохозяйственной академии и ряде техникумов Лит.ССР при подготовке специалистов в области прикладной геодезии,фотограмметрии и землеустройства.
Апробация работы. Основные научные и практические результаты
исследований долояены и сдобрены на енегодных республиканских конфе
ренциях по вопросам развития технических наук в республике и исполь
зованию их результатов (Каунас,1954-1968 гг.,Вильнюс,Ї969-І989 гг.),
на всесоюзных конференциях - (Ленинград,Лаборатория аэрометодов,
1964 г.,Москва,ИГУ,1984 г.),на межреспубликанских конференциях -
(Киев,1986,Ялта,1987 г.),на международной конференции МКАФ (Краков,
1979 г.),на научных семинарах кафедры геодезии и обработки измерений *
1981 г. и кафедры фотограмметрии 1985 г. КИЙГАиК и на научной секи-наре кафедры азрофотогеодезии ЛПИ 1984 г.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 89 научных статьей,одна монография,практикум по прикладной фотограмметрии, 3 учебника и составлено 7 отчетов по научно-исследовательским работам.
При выполнении научных работ автор постоянно общался с многими представителями науки и производства,что плодотворно влияло на ход исследования,придавало всем предложениям практическую значимость.
Ценные замечания и пожелания высказали з ходе исследования профессора А.Н.Лобанов,В.Б.Дубиновский,Р.П.Овсянников,D.И.Маркузе [МИИГАшО.В.Я.Финковский (ЛПИ),В.И.Павлов (ЛПО.Г'.С.Тюфлин (ЦНИИГАиК).
Автор с благодарностью относится к своим коллегам по совместной работе А.ПДальнерукасу.А.А.ПилипаитисуД.В.Кардосене.Р.АДвирблису, Р.А.Ярутису,А.А.Плескачаускасу,Р.С.Путримасу,Э.А.Паршялюнасу и многим студентам за активное участие при выполнении многих экспериментально-опытных работ.