WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Рак Ирина Евгеньевна

Разработка и исследование методики создания

ГИС-технологий в населенных пунктах

Республики Беларусь

Специальность - 25.00.32

«Геодезия»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в Московском государственном университете геодезии и картографии

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Юрий Евгеньевич Федосеев

Официальные оппоненты доктор технических наук Святослав Владимирович Лебедев,

кандидат технических наук Дмитрий Евгеньевич Осипов.

Ведущая организация ФГУП «ЦНИИГАиК»

Защита диссертации состоится «_____»___________________2008г. в ______час. на заседании диссертационного совета Д 212.143.03 в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) по адресу: г. Москва, Гороховский пер., 4. Зал заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии.

Автореферат разослан «___»____________2008г

Ученый секретарь

диссертационного совета Ю.М.Климков

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования определяется всё возрастающей ролью ГИС – технологий в обеспечении жизнедеятельности городов.

В настоящее время в Республике Беларусь многие организации, подчиненные различным министерствам и ведомствам, независимо друг от друга занимаются приобретением, созданием и внедрением своих банков геоинформации, сбором и обработкой информации о территории республики, созданием своих частных тематических банков пространственно–распределенных данных на интересующие их участки территорий. Это приводит к отсутствию системного подхода к вопросу по использованию картографического обеспечения. И как следствие - накопленная информация и та, которая накапливается в настоящее время, недоступна для множества ее потенциальных потребителей. Поэтому вся информация, созданная и создаваемая в различных стандартах различными организациями, должна быть унифицирована в единую. Один из путей решения возникшей проблемы - создание комплексной топографо-геодезической модели города, которую можно рассматривать как многоцелевую базу данных.

Для создания и ведения такой базы данных необходима современная, точная цифровая топографическая и картографическая информация. Но из-за того, что в городах имеется несколько систем координат, из-за того, что сети неравноточные, не согласованны друг с другом, совместно не уравнены формировать единое равноточное пространство территории города невозможно. Поэтому и встает вопрос о создании единой системы координат города, которая бы учитывала особенности уже существующих систем и обеспечивала бы свободный доступ исполнителям, не противореча в то же время действующему законодательству о сведениях, составляющих государственную тайну.

Особенно остро вопрос создания и ведения банков пространственно–распределенных данных на сегодняшний день стоит в малых городах и районных центрах, которые, с одной стороны, являются сложными инженерными комплексами, а с другой - не имеют средств на единовременное финансирование перехода на новые технологии. Один из путей решения данной проблемы – использование архивной информации о топографическом обеспечении территории. До недавнего времени источником топографо-геодезической информации служили планшеты, созданные в 50-70 годы ГУГК СССР и переданные для хранения в управления архитектуры города. Сегодня использование так называемых «бумажных» технологий для получения и хранения информации перестало всех устраивать. Поэтому должен быть осуществлен переход от бумажных карт и планов к цифровым. Наиболее эффективным методом получения цифровой информации о местности является сканирование и трансформирование архивного материала (планшетов). Проблема заключается в том, что нет четких рекомендаций по учету возможных ошибок исходных материалов, возникающих под влиянием нелинейных деформаций основы, на которой отпечатан исходный материал.

К тому же, для того чтобы создаваемая ГИС несла с собой достоверную и полную топографо-геодезическую информацию возникает необходимость в исследовании соответствия содержания топографических карт современному состоянию территорий. Даже если видимых изменений на местности не произошло, следует учесть, что средства и методы, когда создавался планшет, были другими. Поэтому нужны методики, которые позволили бы оценить точность соответствия содержания топографических карт современному состоянию.

Целью диссертационной работы является разработка вопросов, связанных с созданием комплексной модели города и ее одной из основных частей – топографической основы.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Разработать структурную схему комплексной модели города.

2. Исследовать методику анализа результатов геодезических наблюдений за деформациями городской геодезической сети.

3. Исследовать линейные искажения в пределах изображаемой области, с целью определения вида проекции для новой местной системы координат.

4. Выполнить подбор местной системы координат с учетом индивидуальных особенностей системы координат, используемой в настоящее время.

5. Экспериментальным путём исследовать точность трансформирования растрового изображения.

6. Экспериментальным путём разработать методику для оценки точности соответствия растрового изображения современному состоянию.

Объектом исследований являются технологии и методики преобразования существующих картографо-геодезических данных и их актуализации для создания ГИС-технологий на территории населенных пунктов Республики Беларусь.

Методы исследований. Анализ существующего состояния вопроса, численное моделирование, математическая обработка экспериментальных и производственных данных, математическая статистика, тензорный анализ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

-разработана структурная схема комплексной модели города;

-разработана схема создания и пополнения базовой модели обновлённой информацией;

-разработана технология получения деформационных характеристик существующей городской сети на основе использования тензорного анализа;

- разработана технология подбора местной системы координат с учетом индивидуальных особенностей используемых в настоящее время местных систем координат;

-исследованы методы преобразования (аффинный, полиномиальный 2 и 3 степеней) для установления точности трансформирования растрового изображения издательского оригинала на пластике;

-выполнены исследования зависимости точности преобразования растрового изображения издательского оригинала на пластике от числа опорных точек;

-отработана технология создания ранее не существовавшего топографического продукта - «План твердых контуров» (ПТК);

-выполнен анализ соответствия контуров исходной основы одноименным контурам плана твёрдых контуров на основе использования математического аппарата среднеквадратического прогноза Колмогорова-Винера.

Практическая ценность работы может быть определена перечнем практических задач, решенных в интересах производства с использованием разработанных в диссертации новых методик. К таким задачам можно отнести следующее:

  1. Для ГУП «МОСГОРГЕОТРЕСТ», при участии автора, была отработана технология создания плана твердых контуров на локальном участке г. Москвы.
  2. Для УП «Проектный институт Белгипрозем», при непосредственном участии автора диссертации, была разработанная методика трансформирования растрового изображения издательского оригинала на пластике.
  3. Результаты выполненных экспериментальных исследований были использованы в Федеральном Агентстве Геодезии и Картографии РФ при разработке «Проекта положения о порядке установления и принятия местных систем координат».

Кроме того, разработанные новые методики и технологии позволят создать единую топографо-геодезическую модель города, на основе которой можно будет принимать инженерные и управленческие решения. В том числе:

  • Оценивать топографо-геодезическую информацию с точки зрения её использования при создании ГИС.
  • Оценивать сохранность взаимного положения пунктов геодезической основы.
  • Научно обосновано подбирать проекцию, обеспечивающую минимум искажений на оговоренной территории.
  • Надежно определять связь местной системы координат с государственной системой координат.

Личный вклад соискателя. Исследования, представленные в диссертационной работе, выполнены лично автором. Структурная схема комплексной топографо-геодезической модели населенного пункта разработана совместно с руководителем.

Апробация результатов научных исследований. Изложенные в диссертации материалы научных исследований докладывались и обсуждались:

-на международной конференции «Автоматизированные технологии изысканий и проектирования» (г. Москва, ноябрь 2004 г.),

- на научно-технической конференции (г. Новополоцк, декабрь 2004г.),

-на третьей международной конференции «Наука и образование – производству» (г. Минск, май 2005 г.),

- на научно-технической конференции (г. Новополоцк, ноябрь 2006г.),

- на научно-технической конференции (г. Новополоцк, декабрь 2006г.),

- на четвертой международной конференции «Наука и образование – производству» (г. Минск, май 2006 г.),

-на 62-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК (г. Москва, апрель 2007 г.),

-на пятой международной конференции «Наука и образование – производству» (г. Минск, май 2007 г.),

-на конференции «Автоматизированные технологии изысканий и проектирвоания» (г. Волгоград, сентябрь 2007 г.),

-на 63-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК (г. Москва, апрель 2008 г.).

Публикация результатов исследований. Основные положения и результаты исследований опубликованы в 2005-2008 годах в 7 научных статьях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем работы составил 127 страниц, в том числе 105 страниц основного текста, 16 таблиц, 19 рисунков, 8 приложений. Список использованной литературы включает 71 наименование.

Основное содержание работы.

Введение содержит обоснование выбора темы, показана ее актуальность.

Первая глава «Обзор и анализ существующих методов решения поставленных задач» посвящена результатам исследования вопроса состояния ГИС в Республике Беларусь, а также обоснованию выбор направления дальнейшего развития в этой области. На основании проведенного исследования были сделаны следующие выводы:

  1. До настоящего времени разработка комплексных моделей геопространственных данных не проводилась ни на теоретическом, ни на практическом уровне. Рассматривались только отдельные фрагменты.
  2. Узким местом в современных ГИС является качество городской геодезической сети.
  3. В связи с необходимостью включения современных высоко-производительных измерений, отличающихся высокой точностью, в существующую геодезическую основу с целью ее модернизации и для надлежащего топографо–геодезического обеспечения геоинформационных систем управления требуется определить наилучшую геодезическую проекцию, которая давала бы минимально возможные искажения для интересуемой территории.
  4. Не разработаны рекомендации по выполнению трансформирования и учету возможных ошибок исходных материалов, возникающих под влиянием нелинейной деформации основы.
  5. Нет четких технических приемов, которые позволили бы оценить точность соответствия архивного картографического материала современному состоянию.

Вторая глава «Комплексные топографо-геодезические модели» посвящена анализу задач, которые возникают перед органами, планирующими и обеспечивающими жизнедеятельность городов. Все решаемые задачи можно разделить на три уровня:

- решение текущих проблем в условиях сохранения неизменности городских инфраструктур;

- расширение, строительство, реконструкция и капитальный ремонт инженерных сооружений;

- эксплуатация городских инфраструктур, обеспечение безопасности жизнедеятельности.

Для решения перечисленных задач необходимы базы данных многократного использования. Создание комплексной топографо-геодезической модели города можно рассматривать, как создание и поддержание многоцелевых баз данных. Для этого необходим исходный материал, который обеспечивал бы координатное единство информационных полей. Совокупность таких материалов есть базовая топографо-геодезическая модель города. Информационной базой для принятия решения в интересах той или иной отрасли городского хозяйства является пользовательская модель. Основой пользовательской модели является ограниченный фрагмент базовой модели, достаточный для координатной привязки пространственно распределенных данных. В диссертации предложена структурная схема комплексной топографо-геодезической модели населенного пункта.

Работы, направленные на создание и поддержание топографической основы комплексной модели для такого обширного объекта как город, в данной работе были разделены на три уровня:

Региональный уровень - весь город и прилегающая часть пригородов.

Локальный уровень - отдельные микрорайоны и прилегающие поселки, образующие городскую агломерацию.

Уровень специальных площадок отдельных сооружений – отдельные здания и их комплексы, промышленные площадки, территории и т.п.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»