Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса и задачи исследований 9
1.1. Топографо-геодезические изыскания, оборудование и инструменты, применяемые при съемке орошаемых земель 11
1.2. Существующая практика проектирования планировочных работ 24
1.3. Выводы 39
1.4. Цель и задачи исследований 40
2. Методика и условия проведения исследований 41
2.1. Условия проведения исследований 41
2.2. Методика проведения теоретических и полевых исследований 44
2.3. Выводы 45
3. Теоретические предпосылки обоснования путей решения проблемы 46
3.1. Определение путей повышения эффективности применения существующей технологии высотной съемки 46
3.2. Расчет геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемого участка под наклонную плоскость и ряд наклонных плоскостей 49
3.3. Обоснование технологии компьютерного проектирования временной оросительной сети и планировочных работ 61
3.4. Выводы 70
4. Предлагаемые способы решения проблемы 71
4.1. Разработка технических средств и программного обеспечения функционирования технических средств технологии и обработки результатов высотной съемки 71
4.2. Усовершенствование технологии высотной съемки орошаемых земель с использованием лазерного и компьютерного оборудования 91
4.3. Разработка технологии компьютерного проектирования временной оросительной сети 101
4.4. Разработка технологии компьютерного проектирования плани ровочных работ 103
4.5. Выводы 106
5. Результаты лабораторных и полевых исследований технологии высотной съемки орошаемых земель 108
5.1. Область применения предлагаемых решений 108
5.2. Результаты лабораторной и полевой проверки технологии, внедрение разработки 109
5.3. Технико-экономическая эффективность технологии высотной съемки орошаемых земель 118
5.4. Выводы 120
Общие выводы и предложения производству 122
Список литературы
- Существующая практика проектирования планировочных работ
- Методика проведения теоретических и полевых исследований
- Расчет геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемого участка под наклонную плоскость и ряд наклонных плоскостей
- Разработка технологии компьютерного проектирования временной оросительной сети
Введение к работе
Актуальность работы. Состояние поверхности орошаемых земель почти повсеместно является неудовлетворительным, что снижает эффективность дождевания, а применение поверхностного полива делает практически невозможным.
Орошение поверхностным поливом и дождеванием требует предварительной подготовки земель. От подготовки полей к поливам, состоящей из работ по планировке поверхности, выравниванию, устройству временной оросительной сети и нарезке поливной сети зависит рациональное использование орошаемых земель. Существенные недостатки в одном из видов работ отрицательно сказываются на урожайности сельскохозяйственных культур. Планировка поверхности земли обеспечивает лучшие условия обработки почвы, равномерность ее созревания и как следствие равномерность всходов сельскохозяйственных культур, экономию воды, более высокую устойчивость к развитию эрозионных процессов и ряд других преимуществ по сравнению с неспланированной поверхностью. Все эти факторы в конечном итоге повышают урожайность культур от 10-15 % до 1,5-2 раз. Экономическая целесообразность проведения планировочных работ подтверждается целым рядом опытов как отечественных, так и зарубежных ученых. Доказано, что планировка необходима даже в том случае, если затраты на нее близки к капитальным вложениям, связанным с организацией орошения полей. Потери урожая культур находятся в прямой зависимости от сложности микрорельефа, чем он сложнее, тем ниже урожайность.
В процессе эксплуатации орошаемых сельскохозяйственных земель наблюдается изменение микрорельефа поверхности как на площадях занятых дождеванием, так и занятых поверхностным поливом. Эксплуатация земель в течение многих лет без планировки приводит к завышенным поливным нормам при поверхностных поливах, следовательно, к уменьшению производительности труда и снижению качества поливов. Правильно проведенная пла 5 нировка дает возможность исключить многие перечисленные недостатки.
Планировочным работам предшествуют инженерные изыскания, являющиеся основой для принятия решения по конкретному орошаемому участку, и проектирование.
Поэтому на вновь вводимых орошаемых площадях, при реконструкции оросительных систем и при переводе, где это целесообразно, площадей с дождевания на поверхностный полив, что по ряду причин актуально в настоящее время, необходимо выполнять геодезическую съемку поверхности как это предусмотрено нормативными документами.
Использование в топографо-геодезических изысканиях современных высокоточных и надежных лазерных передатчиков позволяет автоматизировать процесс и повысить производительность труда при съемке. Сочетание преимуществ использования лазерных передатчиков с компьютером открывает новые возможности в съемке поверхности поля и позволяет получать топографические планы в электронном виде для дальнейшей обработки и использования при проектировании.
Логичным продолжением, имеющихся топографических планов орошаемых участков в электронном виде, является компьютерное проектирование планировочных работ, учитывая, что компьютеризация является одним из направлений развития современной науки и техники.
Объект исследования - орошаемое сельскохозяйственное поле.
Предмет исследования - технология проектирования планировки орошаемых земель.
Цель работы. Совершенствование технологии проектирования планировки орошаемых земель с использованием лазерного, компьютерного оборудования и разработанных технических средств, обеспечивающей повышение качества и сокращение сроков производства работ.
Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
- анализ существующих технологий проектирования планировки орошаемых земель, выявление направлений повышения их эффективности;
- усовершенствование технологии и технических средств высотной съемки орошаемых полей;
- разработка программного обеспечения технологии съемки и обработки результатов в электронном виде;
- усовершенствование компьютерной технологии проектирования планировки орошаемых земель и временной оросительной сети;
- разработка методики расчета геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемого участка под ряд наклонных плоскостей;
- установление технико-экономической эффективности применения разработанной технологии.
Методика исследований. В процессе проведения исследований использовались общенаучные методы и приемы познания на эмпирическом, теоретическом и общелогическом уровнях исследования.
Помимо этого в ходе выполнения работы применялись специальные методы, характерные для мелиорации и для области поставленных задач, проводились полевые исследования и производственные испытания, а также внедренческая деятельность в орошаемых хозяйствах Ставропольского края в 2001-2006 годах в соответствии с отраслевой и общенаучной нормативной документацией и стандартами на проведение НИР, испытаний, сбора информации, обработки данных и анализа результатов. Обработка экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики.
Научная новизна. Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:
- обоснованы конструктивные и функциональные параметры технических средств;
- получены характеристики технических средств и определены оптимальные диапазоны их функционирования;
- установлены основные показатели технологии высотной съемки; - разработано программное обеспечение функционирования технических средств, проектирования планировки и временной оросительной сети;
- разработана методика расчета геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемого участка под ряд наклонных плоскостей.
На защиту выносятся:
- усовершенствованная технология высотной съемки;
- технология компьютерного проектирования планировки и временной оросительной сети;
- конструктивные и функциональные параметры технических средств;
- методика расчета геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемого участка под ряд наклонных плоскостей.
Достоверность результатов научных исследований подтверждена большим объемом экспериментального материала, полученного с применением стандартизированных методик проведения исследований; данными математического анализа и статистической обработки; результатами испытаний и проверок, практическим внедрением разработки.
Практическая ценность выполненных исследований заключается в использовании усовершенствованной технологии высотной съемки для получения топографических планов мелиоративных объектов, технологии компьютерного проектирования временной оросительной сети и планировочных работ проектными организациями.
Личный вклад автора. Диссертационная работа выполнена в 2001-2007 гг. при личном участии автора в постановке цели и задач исследований, выборе путей и методов решения проблемы, проведении теоретических, лабораторных и полевых исследований, обработке и анализе экспериментальных данных, внедрении разработки в производство и подготовке работы, выводов и предложений производству.
Реализация работы. По результатам работы были разработаны чертежи и изготовлены технические средства, разработана схема электрическая принципиальная электронного блока и изготовлен блок, разработано программное обеспечение функционирования технических средств и обработки данных, компьютерного проектирования временной оросительной сети и планировочных работ, разработана технология высотной съемки. Результаты работы внедрены в хозяйствах Ставропольского края на площади более 400 га. Топографический план участка в СПК «Егорлыкский», полученный по усовершенствованной технологии высотной съемки, был использован при проектировании орошения институтом ОАО «Севкавгипроводхоз».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на Второй Международной научной конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова» в Ставропольском государственном аграрном университете (г. Ставрополь, 2002 г.), краевом практическом семинаре по вопросам мелиорации (Ипатовский район Ставропольского края, 2003 г.), на научно-практическом семинаре «Совершенствование рабочих органов машин, технологии и организации производства работ в АПК» в Новочеркасской государственной мелиоративной академии (г. Новочеркасск, 2005 г.), на научно-практическом семинаре «Повышение эффективности использования мелиорированных земель» в Российском научно-исследовательском институте проблем мелиорации (г. Новочеркасск, 2006 г.). Разработки по диссертационной работе демонстрировались на ежегодной Российской специализированной выставке (г. Михайловск Ставропольского края, 2002-2006 гг.). Разработка по диссертационной работе демонстрировалась на Всероссийском выставочном центре и отмечена медалью.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе одна в издании рекомендованном ВАК.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 149 страницах машинописного текста, в том числе 43 рисунка, 10 таблиц, состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций производству, списка литературы, включающего 132 наименования, в том числе 5 иностранных авторов, 2 приложений.
Существующая практика проектирования планировочных работ
Сущность методики проектирования, разработанной Крымской опытно-мелиоративной станцией УкрНИИГиМ [109], заключается в проектировании планировочных работ по красным (проектным) горизонталям. Проектирование поверхности участка ведется на основании материалов мензульной съемки в масштабе 1:2000 с горизонталями через 0,20-0,25 м или же съемки по квадратам 20x20 м с горизонталями через 0,20-0,25 м.
Участок между временными оросителями разбивается на карты, на которых проектируют планировочные работы. Красные горизонтали наносят на план с высотой сечения черных (0,20-0,25 м) с соблюдением рационального полива сельскохозяйственных культур и балансировки объемов срезок и насыпей на глаз так, чтобы площади срезок и насыпей были равны. При малых (менее 0,002) уклонах красные горизонтали наносят с высотой сечения 10 или 5 см. Для уменьшения срезок красные горизонтали проводят ближе к черным, если это не противоречит требованиям техники полива культур. При этом величина срезки не должна превышать максимально допустимую для данных почв. Если объемы срезок и насыпей не балансируются, положение красных горизонталей исправляют, чтобы объем земляных работ уменьшился, а условия полива культур не ухудшились. Рациональность глазомерного нанесения на план красных горизонталей зависит от опыта проектировщика.
При сложном микрорельефе и на участках с малыми уклонами, где трудно сразу нанести на плане красные горизонтали, прибегают к комбинированному способу трассировки горизонталей. В этом случае разбивают сетку квадратов и определяют для каждого горизонтального (перпендикулярного направлению полива) поперечника среднюю отметку по формуле: п где IH- сумма отметок поперечника; п - число отметок в поперечнике.
По средним отметкам поперечников назначают средние проектные отметки, которые, последовательно убывая или увеличиваясь на какую-то величину в вертикальном ряду, давали в итоге сумму, отличающуюся от суммы средних отметок поперечников не более чем на 4-5 см. На основании средних проектных отметок находят между ними точки с отметками, соответствующими красным горизонталям. Затем через эти точки проводят красные горизонтали так, чтобы они удовлетворяли требования техники полива культур и увязывались с направлением и положением красных горизонталей, проведенных на соседних площадках на основании черных горизонталей.
После нанесения красных горизонталей на плане орошаемого массива разбивают сетку квадратов 20 х 20 м для подсчета объемов земляных работ. В углах квадратов определяют черные и красные отметки путем интерполяции. По разности черных и красных отметок вычисляют величины срезок и насыпей. Подсчет земляных работ на карте производится по каждому контуру срезок и насыпей, ограниченному линиями нулевых работ, по формуле: VHac.cp.=WJan), (1.2) где hn - величина выемки или насыпи в сантиметрах в углу квадрата; Еап -сумма коэффициентов для квадратов, окружающих отметку hn; ап - коэффициент квадрата, равный cojco, где соп - площадь неполного квадрата; со -площадь полного квадрата. Для полного квадрата коэффициент а„ равен единице, а для неполного определяется глазомерно по соотношению площадей.
Приведенная формула подсчета земляных работ позволяет более точно определить объемы, чем принятый способ подсчета по формуле V=4Ih. (1.3)
Объем планировочных работ при балансе срезок и насыпей грунта в пределах карты определяется с точностью до 5 % V +V
Графический метод проектирования строительной планировки орошаемых полей, предлагаемый В. Н. Кондратьевым [54], также основыва ется на нанесении красных (проектных) горизонталей. При сложном рельефе трудно провести проектные горизонтали по возможности ближе к существующим, поэтому каждую горизонталь вычерчивают на отдельном плане.
Определяем площади сечений ям и бугров на поле (понижений и повышений по отношению к проектной поверхности) горизонтальными плоскостями с отметками. Замкнутые кривые с отметкой, расположенные по одну сторону проектной горизонтали, являются линиями сечения горизонтальной плоскостью ям, а расположенные по другую сторону - бугров. Площади сечений ям и бугров замеряют планиметром, заносят в таблицу и строят график. По оси ординат откладывают отметки поверхности поля. По оси абсцисс в определенном масштабе вправо откладывают площади (в гектарах) сечений ям горизонтальными плоскостями (насыпей), влево - площади сечений бугров (срезок) и полученные точки соединяют плавными кривыми. Замерив эти площади планиметром и переходя от делений планиметра к кубометрам, получаем объемы выемок и насыпей. В итоге на плане проектируется поверхность, изображенная пунктирными горизонталями. При небольших срезках их объем проектируют на 20-30 % больше, чем объем насыпей.
Если баланс земляных работ не получается, изменяют плановое положение проектных горизонталей и повторно планиметрируют исправленные площади сечений блюдец и бугров. Исправления вносят в таблицу и график.
По мнению автора методики проектирования планировки орошаемых земель под наклонную плоскость [65] выполнение планировочных работ может быть контролируемо расчетами и практически на местности при производстве работ. Получаемая при этом поверхность поля создает наилучшие условия для мелиорации земель и механизации полевых процессов. Это дает основание считать, что наклонная плоскость должна быть положена в основу любого проекта планировки поверхности.
Методика проведения теоретических и полевых исследований
До настоящего времени высотная съемка мелиоративных объектов для целей орошения выполняется нивелированием по квадратам 20 х 20 м инструментами с визирным лучом. С появлением лазерных систем, обеспечивающих опорную горизонтальную и наклонную плоскость излучения, открылись новые возможности в съемке поверхности орошаемых участков, производстве работ по планировке поверхности и контроле выполненных работ. Лазерные системы позволяют выполнять съемку поверхности с высокой точностью, автоматизировать процесс съемки,_уменыпить число ошибок, исключить сложные инженерные расчеты и значительно увеличить объемы геодезических работ. Поэтому при съемке поверхности орошаемых участков для автоматизации работ необходимо использовать приборы с оптическим лучом (лазерные системы). Подтверждением тому является разработка ИЦ «Луч» [33, 37, 89], использующая при съемке поверхности лазерное оборудование. Технология заключается в следующем. Лазерный передатчик создает опорную плоскость. Расположенный на тракторном шасси ВТЗ-30М фотоприемник автоматически удерживается в зоне действия луча. При движении с изменением высотных отметок поверхности изменяется величина выдвижения штока механизма перемещения фотоприемника, которая фиксируется в блоке контроллера. Блок контроллера представляет собой электронное устройство с жидкокристаллическим индикатором, одной или несколькими программируемыми микросхемами, порядка 30 различными микросхемами и другими электронными деталями. После окончания съемки информация из блока контроллера передается в персональный компьютер для дальнейшей обработки. В описанной технологии и используемых технических средствах имеется ряд недостатков, устранение которых позволило бы упростить технологию, повысить производительность процесса съемки, надежность и удобство в работе.
Разбивка на квадраты со стороной 400 м оправдана для горизонтальных участков или участков с уклоном менее 0,0025. При съемке поверхностей с уклоном более 0,0025 в квадрате со стороной 400 м требуется несколько установок станций лазерного передатчика. Поэтому изначально вне зависимости от уклонов поверхности съемочный участок необходимо разбивать на полосы шириной 400 м.
Привязка съемочного оборудования к тракторному шасси ВТЗ-ЗОМ нецелесообразна, т. к. не в каждом хозяйстве имеется в наличии трактор такой марки. Рационально разработать передвижную тележку, перемещение которой по полю осуществлялось бы любым транспортным средством, и оснастить ее техническим средством определения пройденного расстояния.
Блок контроллера, представляющий собой мини-компьютер, является излишним в цепочке получения, обработки, управления и передачи сигналов от источников сигналов до компьютера. Электронный блок нуждается в упрощении, ему необходимо оставить лишь функции согласования уровней сигналов и их передачи, а основные функции передать компьютеру.
За последние 15 лет сменилось несколько поколений персональных ЭВМ. Потенциал компьютеров и их быстродействие возросли в десятки, сотни раз. Информация о съемке поверхности поля может быть оперативно обработана в полевых условиях и выдана в виде готового документа. Возможности персональных ЭВМ последних поколений позволяют использовать их в съемочном процессе в режиме реального времени, формировать базу данных съемки с практически неограниченным объемом по площади и использовать ее при обработке, а также при проектировании.
Таким образом, с передачей излишних функций блока контроллера компьютеру можно обеспечить компьютерное управление технологическим процессом. Это дает возможность визуализировать процесс съемки, перело 48 жить функции, выполняемые материальными объектами (микросхемами, транзисторами и другими радиодеталями), на виртуальные объекты (программы), что повышает надежность всей системы. Для обеспечения компьютерного управления необходимо согласовать уровни первичных источников сигналов (фотоприемника, датчика пути, датчика вращения двигателя, двигателя мачты приемника) с уровнем, который воспринимает компьютер, и разработать программное обеспечение. Согласование уровней должен выполнять электронный блок.
Одним из усовершенствований технологии съемки является определение места установки лазерного передатчика с заданием уклона по одной оси. Лазерные передатчики с уклоном поверхности по одной оси можно использовать для задания уклонов по обеим осям, установив направление уклона задающей плоскости под некоторым углом к координатной сетке снимаемого участка. Уклон задающей плоскости и направление-установки лазерного передатчика определяются исходя из следующего. Рассмотрим участок съемки с геометрической точки зрения (рисунок 3.1).
Расчет геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемого участка под наклонную плоскость и ряд наклонных плоскостей
В результате лазерной съемки поверхности орошаемого участка мы имеем высотные отметки центров квадратов со стороной 20 м. Для поверхностного полива по бороздам, полосам и дождевания необходимо преобразовать эту поверхность таким образом, чтобы выполнялись гидравлические требования, были минимальными объемы земляных работ и сумма единовременных и текущих ежегодных технологических издержек. Наиболее приемлемой в этом отношении является наклонная плоскость или ряд плоскостей по сравнению с поверхностью приближенной к естественному рельефу.
Математическое решение данной задачи должно быть связано с преобразованием множества экспериментальных точек (высотных отметок) в наклонную плоскость (проектную плоскость). Наклонная плоскость должна рассекать множество точек так, чтобы сумма отклонений отметок точек, находящихся над плоскостью равнялась сумме отклонений отметок точек, находящихся под плоскостью и была минимальной. Уравнение плоскости представим в виде [15] Ax + By + Cz + D = 0. (3.3) Расположим центр осей координат в одном из углов орошаемого уча стка (желательно в точке водозабора). Примем, что по оси ОХ располагают ся створы, по OY - пикеты, OZ - высотное положение отметок участка. Уравнение (3.3) может быть представлено в следующем виде z = Ax + By + D. (3.4)
Пусть функция z = f (х, у) определена и непрерывна в области, полученной в результате съемки, и имеет в этой области частные производные f (x, у). Известно, что если функция f(x, у) имеет в некоторой точке области экстремум (например, минимум), то частные производные по всем аргументам в точке обращаются в нуль: / (хо, уо) = 0 (необходимое условие существования экстремума) [15, 95].
Выразим зависимость z от х, у посредством функции (3.4), используя результаты лазерной съемки поверхности участка. При составлении эмпири ческой формулы функцию f(x, у) заменяем приближенно функцией (р(х, у, А, В, D). Здесь х, у - независимые переменные, А, В, D- параметры. Отсюда, f(x,y) p(x,y,A,B,D). (3.5)
Обозначим: ц - ср (хиуь А, В, D), z2 - р (х}, у2, А, В, D), ..., zm = - ср (ХІ, yjt А, В, D). Приближающая функция р (х, у, А, В, D) содержит три параметра. Значения этих параметров нужно подобрать таким образом, чтобы уклонение функции р (х, у, А, В, D) от функции f(x, у) было наименьшим. В качестве меры уклонения берем величину: F(A, В, D) = (z,- zif + (z2 - z2f + ... + (zm- zj. Заменяя значения zm = (p (хі} yjt A, B, D), получим: F (A, B,D) = [zi - p (xb у]r A, B, D)f + [z2-(p (xh y2, A, B, D)f + + ... + [zm-(p(Xi, yjt A, B, D)f или F(A,B,D)=% [Zn-(P (xb yj, A, B, D)f (3.6)
Решив систему (3.11) линейных алгебраических уравнений с помощью опре 52 делителей, найдем значения неизвестных параметров А, В и D. Эмпирическая формула будет иметь вид: z = Ax + By + D. (3.12)
Таким образом, для данного множества высотных отметок - математической поверхности, полученная наклонная плоскость (3.12) будет оптимальной плоскостью. Т. е. плоскость (3.12) единственная, проходящая через поверхность, у которой минимальная сумма отклонений отметок точек над плоскостью равняется сумме отклонений отметок точек под плоскостью. Точки с отметками над плоскостью образуют область срезки грунта, а точки с отметками под плоскостью - область насыпи. Отсюда, объем земляных работ по срезке грунта будет минимальным и будет равен объему насыпи.
Зная уравнение оптимальной плоскости, можем определить поперечный и продольный уклоны, которые представляют собой отношение величины z, отсекаемой плоскостью (3.12) на оси OZ, к величине х, отсекаемой плоскостью на оси ОХ, и z к у на оси OY соответственно, в уравнении плоскости в отрезках на осях [15]: - + +- =1. (3.13) а Ъ с
В реальных условиях положение оптимальной плоскости необходимо будет изменять. Например, по высотному положению точки подачи воды из участкового распределителя. В этом варианте изменятся продольный и поперечный уклоны плоскости, но для новой плоскости положение будет оптимальным и единственным. Изменятся объемы земляных работ в сторону увеличения по сравнению с оптимальной плоскостью, но равенство объемов срезки и насыпи сохранится. При необходимости можно изменить поперечный и продольный уклон. В новой плоскости произойдут изменения аналогичные предыдущему варианту. Приведенный математический расчет является основой для составления компьютерной программы.
Разработка технологии компьютерного проектирования временной оросительной сети
Программное обеспечение «Laser» высотной съемки поверхности поля с использованием мобильного комплекса
На этапе разработки мобильного комплекса для высотной съемки поверхности поля была поставлена цель - создание компьютерного управления технологическим процессом. Компьютерное управление дает возможность автоматизировать процесс съемки, исключить субъективизм оператора, пере 84 ложить функции, выполняемые материальными объектами (микросхемами, транзисторами и другими радиодеталями), на виртуальные объекты.
Для обеспечения компьютерного управления необходимо согласовать уровни первичных источников сигналов (фотоприемника, датчика пути, датчика вращения двигателя, двигателя мачты приемника) с уровнем, который воспринимает компьютер, и разработать программное обеспечение. Источники сигналов выдают информацию в виде импульсов порядка единиц вольт. Компьютер через линейный параллельный порт LPT (Linear Parallel Terminal) воспринимает информацию на уровне транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ-уровень). Для согласования этих уровней нами был разработан электронный блок - интерфейс. Далее были определены требования к программному продукту, границы его функционирования и выявлены характеристики технических средств источников сигналов.
Границы функционирования программного обеспечения определяются технологией высотной съемки. Выполняемые программным обеспечением функции приведены на рисунке 4.14. управлениеисточникомсигнала регистрация и обработка МШ г 1 накопление и создание массива данных хранение информации визуализац.мации, ия инфор-печать передача в другие программы
Схема функционирования программного обеспечения технологии высотной съемки В то же время с технической стороны к программному продукту предъявляются следующие требования: - визуализация информации по объекту съемки; - определение положения и управление работой фотоприемника; - регистрация показаний датчика пути и корректировка их в зависимости от микрорельефа снимаемой поверхности; - обеспечение двух режимов обработки высотных отметок; - регистрация высотных отметок поверхности снимаемого объекта в зависимости от шага съемки и режима обработки высотных отметок; - обеспечение съемки поверхности участка и обработки результатов при заданной лазером наклонной плоскости; - осуществление увязки высотных отметок смежных участков; - визуализация на мониторе компьютера текущей картины съемки; - накопление результатов съемки и передача их в программу «Surfer» для дальнейшей обработки с возможностью печати исходных данных.
Для создания программного обеспечения были выявлены следующие необходимые характеристики технических средств источников сигналов: - частота вращения тора датчика пути составляет 0,4198-2,799 об/с. При скорости транспортного средства 7,146 км/ч колесо делает 1 об/с; - передаточное число редуктора двигателя мачты приемника - 1 оборот двигателя МП обеспечивают изменение положения ФП на величину 5 мм; - средняя скорость перемещения фотоприемника в двух направлениях: вверх - составляет 42,65 мм/с, вниз - 51,85 мм/с.
Таким образом, технологический процесс обусловливает разработку программного обеспечения в режиме реального времени. Поэтому для программирования был выбран язык Turbo Pascal в операционной системе реального времени MS-DOS [111].
Условия выполнения работ, объем программного обеспечения, задей-ствуемые им ресурсы компьютера и объем получаемой, обрабатываемой и хранимой информации определили характеристики компьютера. Для проведения технологии съемки в полевых условиях необходим компьютер Notebook в пыле-, виброзащищенном исполнении с наличием дисковода, жестко 86 го диска объемом более 1 Гб, процессора с тактовой частотой более 66 МГц, портов Game/MTDI, LPT, оперативной памяти более 8 Мб. Разработанный комплекс программ «Laser» предназначен для обеспечения функционирования технических средств в требуемом объеме при высотной съемке поверхности поля мобильным комплексом с лазерным оборудованием. Комплекс программ «Laser» включает в себя: - программу высотной съемки поверхности поля «Laser.exe»; - программу обработки результатов съемки и адаптации с системой «Surfer» - «Convert.exe»; - программу измерения пройденного пути «Length.exe».
