Проектирование топографо-геодезических работ

Выполнению топографической съемки должно предшествовать составление технического проекта (программы) работ.

Технический проект содержит текстовую, графическую и сметную части.

В текстовой части проекта отражаются следующие вопросы:

целевое назначение проектируемых работ;

краткая физико-географическая характеристика района работ;

сведения о топографо-геодезической обеспеченности района работ;

обоснование необходимости и способов построения планово-высотной основы и выбор масштаба съемки;

организация и сроки выполнения работ, мероприятия по технике безопасности и охране труда;

перечень топографо-геодезических, картографических и других материалов, подлежащих сдаче по окончании работ.

В графической части проекта содержатся:

схема обеспечения района работ исходными геодезическими данными, топографическими и картографическими материалами с указанием границ проектируемой съемки;

проект планово-высотной геодезической сети;

картограмма расположения участков топографических съемок с разграфкой листов планов.

В сметной части проекта приводится расчет необходимых затрат на выполнение проектируемых работ.

Согласно "Инструкции о государственном геодезическом надзоре" топографо-геодезические работы производятся только после утверждения технического проекта в установленном порядке и согласования его с организациями, выдающими разрешения на производство этих работ.

По завершении работ составляется технический отчет.

 

Содержание модели местности

Модель местности состоит из модели объектов местности (ситуации)  и модели рельефа.

Модель ситуации формируется из моделей топографических объектов и отноше­ний ме­жду ними. За топографический объект принимается элемент местности природного или искусственного происхождения, имеющий кроме геометрических характеристик, т. е. пространственного расположения на местности, еще и смы­словые характеристики, представляющие собой информацию о функциональных, технических или природных качествах объекта.

Топографический объект (ТО) может быть простым или комплексным. Каждый ТО обладает присущим ему набором свойств. Для создания мо­дели ситуации используется метрическая, синтаксическая, семантическая и структурная информация.

Метрическая информация – каталог координат съемочных точек, пикетов.

Синтаксическая информация – идентификаторы объектов, типы соединений то­чек в контуре, списки номеров съемочных пикетов, формирующих контур объекта.

Семантическая информация – смысловая информация (характеристики объек­тов). Например, высота деревьев, название улиц, скорость течения реки и т.п.

Структурная информация описывает отношения между объектами. Например, про­странственные отношения (ПЛС): примыкание (крыльцо – здание), пересечение (труба под доро­гой), вложение (поляна в лесу).

На основе имеющейся информации о локализации формируются  модели  точечных, линейных и пло­щадных объектов.

Моделирование рельефа выполняется, в основном, для обеспечения решения задач инженерного характера (построение профилей, вычисление объемов зем­ляных работ, создание проектов вертикальной планировки и т.д.)

Цифровая модель рельефа состоит из дискретной информации о высотах точек земной поверхности и математических методов, обеспечивающих вычисление высоты произвольной точки, принадлежащей области моделирования по ее пла­новым координатам. Таким образом, классифицировать модели рельефа можно как по структуре дискретной информации о рельефе, т.е. по типу распределения съемочных точек, так и по математическим методам вычисления высот.

Существует 3 типа распределения съемочных точек:

Регулярное. Съемочные точки распределяются в узлах регулярной сетки (на­пример, при нивелировании по квадратам).

Структурное. Съемочные точки распределены с учетом характера рельефа, т.е. на структурных линиях и в точках локальных экстремумов.

Хаотическое. Съемочные точки распределены произвольным образом.

Следовательно, можно говорить о регулярной, структурной и хаотической моде­лях рельефа.

Математические методы получения высот точек можно разделить на два класса:

Методы, обеспечивающие точное прохождение аппроксимирующей поверхности через съемочные точки (интерполяция на многогранниках, например, триангуля­ция Б.Н. Делоне, полиномиальные сплайны);

Методы, сглаживающие аппроксимирующую поверхность (ряды, сглаживающие сплайны, кусочно-полиномиальные методы).

В настоящее время, в большинстве программных комплексов топографо-геоде­зического назначения (например, Autodesk Land Desktop, Leica GeoOffice, Credo, Geonics, ГИС «Панорама») для ап­проксимации рельефа используется триангуляция Делоне. В этом методе ап­проксимирующей поверхностью является многогранник, вершинами которого яв­ляются съемочные пикеты, а грани имеют вид неправильных плоских тре­угольни­ков. Данный метод может использоваться для регулярных, структурных и хаоти­ческих моделей. Однако в случае нерегулярной модели приходится ре­шать не­тривиальную задачу – построение сети непересекающихся треугольни­ков. 

Принципиальная схема цифрового моделирования местности

Сбор информации

Методы сбора информации

Тахеомет-рический	Картометри- ческий	Лазерная локация	Фотограмметри- ческий	Спутниковый
Съемка с примене­нием элек­тронных та­хеометров	Цифрование и векторизация	Съемка с использо- ванием лазерного локатора	Аэрокосмическая съемка с компью­терной обработ-кой (ЦФС)	Съемка с ис­пользованием спутниковых приемников

 

Обработка информации

Для создания ЦММ используются информационно-программные комплексы (ИПК).

Основные компоненты ИПК:

Компонент	Примечание
База данных (БД)	Содержит факты и количественные данные, связанные определенной структурой
Система управления базой данных (СУБД)	Программный комплекс, обеспечивающий взаимодейст­вие с БД. В частности, содержит сведения о структуре и содержании БД, позволяющие найти и понять смысл информации хранящейся в БД.

 

Два этих компонента образуют банк данных, который служит основой ЦММ.

Другие компоненты ИПК: классификатор и конструктор топографических объектов, модуль экспортно-импортных операций.

Цифровая обработка включает в себя:

Вычисление координат съемочных точек, пикетов;

Формирование контуров;

Логическая обработка информации БД;

Моделирование ТО и отношений между ними;

Моделирование рельефа.