Содержание к диссертации
Введение 3
1. Современное состояние проблем создания координатной основы
о
крупномасштабной аэрофототопографической съемки
1.1. Общие сведения о координатной основе крупномасштабной аэ-
рофототопографической съемки
Анализ систем координат, используемых для создания координатной основы объекта работ
Анализ спутниковых методов создания координатной основы
34
крупномасштабной аэрофототопографической съемки
1.4. Анализ и исследование точности координатной основы крупно-
44
масштабной топографической съемки
Выводы по разделу 1 55
2. Разработка технологии создания и использования координатной
основы крупномасштабной аэрофототопографической съемки
Основные принципы предлагаемой технологической схемы 57
Спутниковые методы создания наземной координатной основы и определения координат центров проектирования аэрофотоснимков 58
Привязка аэроснимков с помощью спутникового метода 71
Преобразования координатной основы из одной системы в дру-
гую
2.5. Использование координатной основы для создания и обновле-
94
ния крупномасштабных топографических карт и планов
2.6. Использование координатной основы в разных системах коор-
101
динат для определения площадей земельных участков
Выводы по разделу 2 117
3. Практическое использование результатов диссертационных иссле-
119
довании
3.1. Внедрение разработок при создании координатной основы
крупномасштабной аэрофототопографической съемки Нориль
ского промышленного района 119
3.2. Реализация предложенных алгоритмов математической обра-
124
оотки в программных продуктах
Выводы по разделу 3 126
Заключение 127
Библиографический список 131
Приложения 141
Приложение 1. Параметры земных эллипсоидов 141
Приложение 2. Образцы каталога и списка координат 142
Приложение^. Акты внедрения разработок 143
Введение к работе
Одним из наиболее эффективных методов топографической съемки в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 является аэрофототопографический метод. Эти масштабы являются приоритетными для многих предприятий и организаций топографо-геодезического профиля. Одним из главных условий осуществления топографической съемки, как и любой другой, является обеспечение ее координатной основой.
В общем виде координатная основа представляет собой электронно-цифровой каталог координат пунктов опорной геодезической сети, центров проектирования аэроснимков, полевых и камеральных планово-высотных опо-знаков, съемочных точек и других координат точек. Кроме значений в трехмерном формате в выбранной системе координат, в каталоге представляется при необходимости некоторая атрибутивная (семантическая) информация, также выраженная в цифровой форме в соответствии с используемым Классификатором. Каталог координат точек входит в базу данных соответствующей геоинформационной системы (ГИС), где он хранится, корректируется и дополняется. Для повседневного использования каталог координат представляется в бумажной форме в виде выписок из каталога ведомостей вычислений.
Координатная основа создается в настоящее время как традиционными геодезическими, так и спутниковыми средствами и методами, а также путем их сочетания. При выполнении крупномасштабной аэрофототопографической съемки спутниковый метод создания координатной основы используется при:
создании опорных и съемочных геодезических сетей;
прокладке аэрофотосъемочиых маршрутов;
определении координат центров проектирования аэрофотоснимков;
планово-высотной подготовке аэроснимков.
Актуальность темы. Отдельные элементы спутникового метода создания координатной основы достаточно полно разработаны и освещены в литературных источниках [24, 34, 35, 60, 74, 77, 95, 108 и др.]. Тем не менее, отсутст-
вует комплексное решение задачи создания координатной основы крупномасштабной аэрофототопографической съемки с использованием спутникового метода в виде соответствующей технологической схемы. При этом, должны быть решены или усовершенствованы не только вопросы создания координатной основы, но и ее преобразования из одной системы в другую, вопросы оценки ее точности, а также вопросы использования координатной основы для решения смежных типовых задач топографо-геодезического и картографического производства, в частности, при создании и обновлении крупномасштабных топографических карт и планов и определении площадей земельных участков по координатам их вершин и др.
Поэтому исследование задачи является достаточно актуальным, а ее решение требует проведения соответствующих теоретических и экспериментальных исследований. Необходимо выполнение анализа систем координат, используемых для создания координатной основы объекта работ, анализа спутниковых методов создания координатной основы крупномасштабной аэрофототопографической съемки, анализа и исследования точности этой основы, в частности, при определении координат центров проектирования аэрофотоснимков непосредственно при производстве аэрофотосъемки с помощью бортовой спутниковой аппаратуры и др. Необходима разработка общих принципов технологической схемы с учетом использования наиболее современных и высокоэффективных технических средств и методов, на основе которых могут быть предложены соответствующие решения и рекомендации выполнения некоторых отдельных элементов схемы.
Цель работы. Повышение точности и оперативности создания координатной основы крупномасштабной аэрофототопографической съемки на основе использования современных средств и методов выполнения работ.
Идея работы заключается в обосновании и разработке технологии создания координатной основы крупномасштабной топографической съемки с использованием спутниковых методов.
Задачи исследований:
- анализ современного состояния вопросов создания координатной осно
вы крупномасштабной аэрофототопографической съемки.
-разработка технологической схемы создания координатной основы крупномасштабной аэрофототопографической съемки с использованием спутниковых методов.
- разработка алгоритмов, программных продуктов и нормативных доку
ментов для реализации результатов исследований в производство.
Методы исследований: аналитико-математический метод, метод анализа производственных данных и научно-технического обобщения с привлечением метода наименьших квадратов и теории ошибок измерений.
Защищаемые научные положения:
Технология создания координатной основы аэрофототопографической съемки с использованием спутниковых методов.
Методика преобразования координатной основы непосредственно из системы пространственных прямоугольных координат в систему плоских прямоугольных координат и обратно как с использованием значений координат, так и их приращений.
Определение площадей земельных участков (геодезических, физических, на поверхности эллипсоида) с использованием координатной основы различных систем координат: плоской прямоугольной (с включением высот), пространственной прямоугольной и геодезической.
Научная новизна выполненной работы:
Предложен и обоснован ряд элементов технологической схемы создания координатной основы крупномасштабной аэрофототопографической съемки с использованием спутниковых методов при определении координат центров проектирования аэрофотоснимков и координат опознаков.
Получены новые алгоритмы решения типовых задач топографо-геодезического и картографического производства:
преобразование координатной основы из одной системы в другую;
уравнивание спутниковых измерений;
- использование координатной основы в разных системах координат для
определения площадей земельных участков.
Достоверность результатов исследований подтверждается численными методами и натурными экспериментами на реальных объектах.
Практическое значение диссертации:
-разработаны алгоритмы преобразования координат точек и их средних квадратических ошибок из системы пространственных прямоугольных координат, используемой при спутниковых определениях, в систему плоских прямоугольных координат и обратно;
предложены рекомендации по использованию результатов исследований в производство;
разработана необходимая программная продукция и нормативно-техническая документация.
Личный вклад автора диссертации заключается в постановке задач исследований, сборе, обобщении и анализе информации о ранее выполненных исследованиях, разработке основных принципов технологии создания координатной основы крупномасштабной топографической съемки с использованием современных средств и методов, участии в разработке ряда новых алгоритмов, программных продуктов, и нормативных документов.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы реализованы в программных продуктах и нормативно-технической документации и внедрены в производство ФГУП «Аэрогеодезия». Они использованы при выполнении работ на территории Норильского промышленного района.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на I Международном Конгрессе геодезистов и картографов (Москва, декабрь 2002 г.), Международной научно-практической интернет-конференции (Санкт-Петербург, ПГУПС, 15 ноября-30 декабря 2005 г), заседании Санкт-Петербургского общества геодезии и картографии (Санкт-Петербург, январь 2006 г.) и заседании кафедры инженерной геодезии Санкт-Петербургского государственного горного института (Санкт-Петербург, ноябрь 2006 г.).
Публикации. Основное содержание работы отражено в 11 публикациях, из них 7 - в журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определяемый Высшей аттестационной комиссией, а также 1 монография.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору В.И. Павлову за помощь в работе над диссертацией.
