Метод построения ЦМИ на основе обобщения

Структура ЦММ (рис. 6.1), построенная на основе обобщения, т.е. с использованием принципа "цифровая модель есть часть...", отражает четыре основных свойства модели, вытекающие из се определения.

1. Как модель объекта конкретной предметной области она должна содержать специальную информацию о данной предметной области: элементы координатного и атрибутивного описания, характеризующие как саму предметную область, так и индивидуальные свойства модели­руемых объектов.

2. Как модель вообще ЦММ должна быть определена на известном классе моделей, т.е. она должна иметь вполне определенную структуру и содержать в своей основе одну из базовых моделей данных (см. разд. 3). Из этого свойства вытекает, что ЦММ должна обладать общи­ми свойствами безотносительно к предметной области. Следовательно, логическая структура ЦММ, с одной стороны, должна содержать индивидуальные свойства объектов, с другой - не вступать в противоречие с существующими методами описания и использования моделей данных.

3. ЦММ как модель цифровая должна быть оптимально организова­на и удобна при работе на ЭВМ. Это означает, что для полной реали­зации модели должна быть определена ее физическая струк­тура.

4. Как элемент базы данных ЦММ должна быть пригодна для мо­делирования, многократного использования, анализа и решения раз­личных задач. Отсюда следует, что ЦММ должна содержать допол­нительную информацию для ее многократного использования. Дру­гими словами, она должна быть информативно переопределена по отношению к одиночной модели объекта, т.е. должна по возможнос­ти содержать свойства (атрибуты) подкласса (группы) объектов, а не одного объекта. Это свойство необходимо учитывать при организа­ции технологии систем, использующих цифровое моделирование. Оно может быть реализовано путем организации баз данных для хране­ния ЦММ.

Такая организация подразумевает создание БД не как хранилища или архива единичных ЦММ, а как проведение дополнительных исследова­ний для выявления класса моделей, к которому принадлежит ЦММ и формирование БД для классов и типов цифровых моделей. Кроме того, обязательным является определение и установление связей между раз­ными ЦММ одного или разных классов.

Многочисленные попытки специалистов разработать технологию автоматизированной системы на основе неавтоматизированной техно­логии, решающей задачи получения единичного продукта, всегда приводили к резкому увеличению трудозатрат и стоимости работ. К со­жалению, такие специалисты не отличают концепции ручных техноло­гий от автоматизированных.

Напомним, что неавтоматизированная технология нацелена на из­готовление одиночного продукта (например, плана определенного мас­штаба или издательских оригиналов одной тематики, одного масшта­ба). Поэтому в таких технологических процессах до минимума сведены необходимость получения дополнительной информации и возможность изменения методов обработки информации.

Напротив, автоматизированная технология должна быть нацелена на изготовление совокупности (серий) различных продуктов. Она в от­личие от ручных технологий позволяет хранить, модифицировать и ис­пользовать в различных сочетаниях как информацию, так и методы ее обработки. Эффект от такой технологии возрастает с течением времени, по мере заполнения базы данных и ее оптимального использования. Информация накапливается не только в виде суммы данных о единичных объектах, но и в виде взаимосвязанных методов преобразования информации и накапливаемой суммы свойств и связей классов объектов.

Именно для возможности многократного применения информаци­онная модель базы данных должна быть переопределена (более инфор­мативна) по сравнению с информационной моделью ручной технологии для получения разового продукта.

Поэтому четвертое свойство ЦММ должно быть учтено при органи­зации информационной основы ГИС. Обобщенное описание цифровых моделей местности должно выполняться на уровне типов, т.е. для этого необходимы предварительный анализ и последующая максимальная типизация пространственных объектов.

Индивидуальные свойства конкретного объекта должны выражаться на уровне знаков. Такое сочетание индивидуального и обобщенного описания в теории моделей данных известно под названием классифи­кация (см. разд. 3). Следовательно, для полного создания ЦММ должна быть предварительно разработана система классификации или некий классификатор.

Дайте понятие об аэрокосмической и фототеодолитной съемках.

Фототеодолитная съёмка, съёмка местности, карьеров, инженерных сооружений и др. объектов с применением фототеодолита и приборов для фотограмметрической обработки снимков. Фототеодолитом с концов базиса S ₁ и S ₂ (рис. 1) получают снимки P ₁ и P ₂ объекта, по которым с помощью стереокомпаратора или стереоавтографа определяют координаты отдельных точек и составляют цифровую модель или план объекта. Положение снимка, например P ₁, в момент фотографирования определяют элементы внутреннего ориентирования: фокусное расстояние фотокамеры – f и координаты главной точки o ₁ – x ₀, z ₀, а также элементы внешнего ориентирования: координаты центра проекции S ₁ – X _s1, Y _s1, Z _s1 в системе OXYZ и углы ₁, ₁, ₁.

Различают общий случай съёмки, когда элементы ориентирования снимков имеют произвольные значения, и частные случаи, в которых направления оптической оси фотокамеры горизонтальны,  =  =  = 0, X _s1 = Y _s1 = Z _s1 = 0, x ₀ = z ₀ = 0. К частным случаям относятся: конвергентный (₁  ₂, рис. 2), параллельный (₁ = ₂) и нормальный (₁ = ₂ = 90°).

В общем случае между координатами точки объекта М и координатами её изображений m ₁ и m ₂ на стереопаре P ₁ – P ₂(рис. 1) существует связь:

X = X _s1 + N , Y = Y _s1 + N , Z = Z _s1 + N , (1)

где

, (2)

B_x, B_y, B_z – проекции базиса В на оси координат, , , и , , – координаты точек m ₁ и m ₂ в системах S ₁ XYZ и S ₁ XYZ, параллельных OXYZ, вычисляемые по формулам:

(3)

Здесь х, z – плоские координаты точки снимка в системе o ₁ 'x ₁ z ₁ или o ₂ 'x ₂ z ₂, a_i, b₁ c_i – направляющие косинусы, определяемые по углам , , . Для параллельного случая съёмки формулы (1) принимают вид:

;

;

а для нормального

, , .

Ф. с. применяется в геодезии, топографии и астрономии для построения и сгущения опорной геодезической основы, а также для составления планов местности. По снимкам ИСЗ и звёздного неба, полученным с помощью спутниковых фотокамер, создаётся геодезическая основа на всю территорию земного шара (см. Космическая триангуляция).

Ф. с. широко используется и в др. областях науки и техники для решения многих задач, например в географии для изучения ледников и процесса снегонакопления на лавиноопасных склонах; в лесоустройстве и сельском хозяйстве для определения лесотаксационных характеристик, изучения эрозии почв; в инженерно-строительном деле при изыскании, проектировании, строительстве и эксплуатации различных сооружений (рис. 3); в архитектуре для изучения особенностей сооружений, наблюдения за состоянием архитектурных ансамблей, отдельных зданий и памятников старины (рис. 4, 5); в промышленности для контроля установки каркаса турбин и прокатных станов и определения состояния дымовых труб; в исследованиях рек, морей и океанов для картографирования их поверхности и дна, а также для изучения подводного мира; в космических исследованиях для изучения поверхности Земли, Луны и др. небесных тел с ИСЗ и космических кораблей.

Аэрокосмические методы в геологии входят в комплекс

дистанционных (неконтактных) методов изучения Земли. К ним относятся

методы изучения земной поверхности (суши и океана), выполняемые с

авиационных (воздушных) и космических (орбитальных) носителей путем

визуальных наблюдений, специальных видов аэро– и космической съемки,

наземной съемки, а также методов геологического дешифрирования

аэрокосмических и наземных снимков.

Применение аэрокосмических методов в геологии основано на

существовании тесной связи между геологическим строением, с одной

стороны, и рельефом, гидрографической сетью, почвенно-растительным

покровом и др. особенностями земной поверхности - с другой. Изучение

этих особенностей визуально или по снимкам путем их дешифрирования,

позволяет установить многие особенности геологического строения района,

необнаружимаемые традиционными методами геологических исследований,

и имеет важное научное и практическое значение.

Физической основой аэрокосмических методов является излучение илиотражение электромагнитных волн природными объектами.

Топографическая съемка — это комплекс геодезических работ, выполняемых на местности для создания топографических карт и планов, а также первоочередная процедура при проведении любых инженерных изысканий для проектирования и строительства. Топографическая съемка местности и создание топографического плана используются для того, чтобы получить достоверные данные о положении зданий и сооружений, о подземных объектах, а также о рельефе местности.

Кадастровая съемка — это координирование границ земельного участка, а также зданий и сооружений на его территории. Это геодезическая съемка, которая также называется контурной или плановой, с ее помощью определяются границы территории или объектов недвижимости, необходимые для постановки на государственный кадастровый учет. Кадастровая съемка осуществляется для последующего межевания участка и для проверки установленных границ.

Кадастровая съемка проводится с использованием качественного геодезического оборудования, специалистами с большим опытом работ. При съемке для земельного кадастра применяется та же технология, что и при топографической. Так же собираются уже имеющиеся данные (предыдущие чертежи, кадастровые планы).

Затем приглашаются владельцы соседних земельных участков для согласования с ними полученных в ходе новой съемки измерений. Съемка для земельного кадастра мало чем отличается от топографической съемки. В основе и той и другой лежит получение данных местности посредством камеральных работ и создание топографических карт (планов) при помощи геодезических методов. Разница состоит в определении высотного положения искомых точек.

Во время топографической съемки происходит уточнение и выяснение площадей застроенных территорий, газонов, твердых покрытий. Съемка используется для определения характеристик местности предстоящего строительства или существующих объектов и построек, для оформления планов земельных участков, внесения уточнений в государственный кадастр, при установлении межевых точек и границ, при разрешении спорных вопросов между собственниками смежных участков.

При кадастровой съемке происходит точное отображение границ земельного участка на плане, что является необходимым для постановки на государственный кадастровый учет и позволяет обеспечить права землевладельца на конкретный земельный участок.

Чтобы определить высоту сооружения необходимо теодолит установить на расстоянии двойной высоты сооружения.

Приводим его в рабочее положение, поверка№1 должна быть выполнена.

Измеряем расстояние от теодолита до здания стальной рулеткой. Затем измеряем место нуля и на стене делаем метку, от нее замеряем до земли h₁. после измерения h₁ трубу наводим на вершину здания и измеряем угол φ – фи превращая его в радиальную меру. С помощью таблицы тригонометрических функций (таблица брадеса). Радиальную меру умножаем на расстояние от теодолита до стены, получаем h₂. За тем складываем h₁+h₂, получая при этом высоту сооружения.