WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Решение задач на каждом уровне предполагает построение своих специфических топографо-геодезических моделей города, которые можно объединить в класс пользовательских моделей. Создание их общих частей придется проводить путем создания базовых моделей, которые можно рассматривать как фундамент для формирования пользовательских моделей. Структурная схема создания модели приведена на рис.1.

Рис.1. Процесс топографо-геодезического обеспечения городского хозяйства

Так как первым шагом в организации работ по созданию банка топографических данных должен стать выбор программного продукта, который являлся бы платформой базы данных, то в этой главе рассмотрены возможности различных программных продуктов, которые могли бы участвовать в создании банка топографических данных базовой модели ГИС. Использование для этой цели системы CREDO-ТОПОПЛАН позволяет:

-обеспечить адекватное соответствие цифровой модели рельефа ее топографической реальности;

-выполнить пространственное представление подземных и наземных коммуникаций;

-использовать многослойность модели рельефа и ситуации, модели проекта;

-сопроводить информацией тематические объекты модели;

-управлять большими объемами данных цифровой модели местности (ЦММ), выполнять фрагментацию ЦММ, объединение фрагментов в единое целое;

-выполнить генерализацию топографической информации.

Третья глава «Системы координат для топографо-геодезической модели города». В ней рассматривается иерархическая схема топографо-геодезического обеспечения страны и исследуются причины, которые способствовали развитию и реконструкции местных систем координат.

С одной стороны, созданные топографо-геодезические модели городов в местной системе координат являются неоспоримым благом; с другой стороны, вызывает порождение конфликтов различного рода. Устранить это противоречие возможно только при создании новых местных систем координат и реконструкции эксплуатируемых систем с опорой на СК-95, но при условии минимума расхождений со старыми системами координат. Это особенно важно в городах и на урбанизированных территориях, где инженерные инфраструктуры юридически зафиксированы в старых координатных системах.

Сегодня создание новых местных систем координат – достаточно редкое явление. В тоже время, проблема реконструкции местных систем координат является актуальной современной задачей, и ее роль будет только возрастать. Реконструкция местной системы координат, почти безусловно, подразумевает качественные изменения координат пунктов геодезических сетей разного уровня, вслед за этим, влияние этих изменений может сказаться на топографических материалах, что должно привести к созданию на данной территории системы пользовательских топографо-геодезических моделей и соответствующих баз данных и ГИС, сориентированных на запросы конкретных пользователей.

В этой же главе выполнен расчет деформационных характеристик городской геодезической сети и анализ полученных результатов на основе использования тензорного анализа. Рассматриваемый объект – модель городской сети, которая состоит из сети пунктов триангуляции 3 и 4 класса и сети пунктов полигонометрии 4 класса. Используя систему GPS, были определены новые координаты тех же пунктов сети. По имеющимся данным была составлена схема векторов смещений. Далее весь объект был разбит на сеть треугольников и вычислены деформационные характеристики для каждого треугольника:

-максимальный сдвиг ;

-дилатация, то есть относительное изменение площади участка;

-угол разворота всего участка.

Для каждого треугольника были получены значения максимального E1 и минимального E2 векторов растяжения-сжатия. После нанесения векторов сжатия и растяжения на схему, стало видно, что некоторые смежные треугольники имеют подобные вектора Е1 и Е2. Далее эти треугольники были объединены и деформационные характеристики были вычислены для более обширного участка. На основании полученных результатов были сделаны следующие выводы:

-так как изменение расстояния по направлению векторов растяжения минимально, то направление, которое будет являться «хранителем» масштаба системы координат, должно располагаться вдоль направления векторов растяжения;

-так как смещения в направлении, перпендикулярном вектору сжатия, минимально, то направление, которое будет являться «хранителем» дирекционного угла, должно располагаться вдоль направления вектора сжатия.

Четвертая глава «Выбор проекции для местной системы координат». В этой главе рассматривается алгоритм выбора геодезической проекции для топографо-геодезической модели города. Так как на выбор проекции влияют особенности картографируемой территории, содержание и назначение создаваемой ГИС и желаемые свойства определяемой проекции, то выбор следует осуществлять в два этапа: на первом устанавливается совокупность проекций (или их свойства), из которых целесообразно производить выбор; на втором – определяют искомую проекцию.

В геодезических проекциях наиболее значимыми являются искажения, и, следовательно, поправки линейных величин, обусловленные частным масштабом длин; поправки же в угловые и линейные величины, обусловленные кривизной отображения геодезической линии эллипсоида на плоскости, всегда менее значимы. Это характерно для конформных отображений регулярных поверхностей. Достичь минимизации линейных искажений в пределах изображаемой области, при изыскании наилучшей проекции, можно, если выбор проекции осуществлять с учетом формы изображаемой области.

Для территории Минского района были выполнены исследования линейных искажений, возникающих в цилиндрической, конической и азимутальной проекциях. Результаты исследований показали, что наилучшие показатели присутствуют в поперечно-цилиндрической проекции, причем учет предвычисленного значения т0 позволил вдвое уменьшить максимальные линейные искажения внутри изображаемой области.

В этой же главе выполнен расчет местной системы координат на территорию Минского района, при этом была поставлена задача – подобрать такую систему координат, в которой погрешности перехода от измеренных величин к величинам на плоскости составляли порядка 1:1000000.

Поскольку территория Минского района имеет прямоугольную форму и вытянута вдоль линии с азимутом 348, то в качестве проекции для местной системы координат района была применена косая проекция Меркатора, относящаяся к классу конформных цилиндрических проекций. Так как косая проекция подразумевает переход на плоскость со сферы, то в качестве поверхности относимости была выбрана сфера такого радиуса, чтобы геодезические высоты были близки к нулю.

За координаты района были взяты широта и долгота в крайних точках севера, юга, запада и востока (см. табл.1).

Таблица 1

Координаты точек Минского района

Точка

Широта

Долгота

С

54° 15

27° 26

Ю

53° 30

27° 32

З

53° 33

27° 03

В

53° 48

27° 58

За центр проекции для территории Минского района была взята точка с координатами В0=53°4815 и L0=27°2945, которая была получена как среднее арифметическое из координат крайних точек данной территории. Радиус сферы равен. Чтобы минимизировать поправки за высоту при редуцировании измеренных величин на сферу, радиус сферы был увеличен на 200 м (величину, равной средней геодезической высоте на территории): R=6370963,644 м. Тогда постоянные геодезической проекции будут равны: = 1,000409698; k= 0,99573413864.

Вычисленные сферические координаты точек представлены в таблице 2.

Таблица 2

Сферические координаты точек

Точка

U

W

m

О

53°46'19,61"

27°30'25,55"

1,0000000000000

С

54°13'02,70"

27°26'40,46"

0,99999999910

Ю

53°35'05,39"

27°32'40,60"

1,00000000007

З

53°31'05,67"

27°03'39,89"

1,00000000017

В

53°46'04,62"

27°58'41,24"

1,00000000000

Далее был выполнен переход от эллипсоидальных координат (B, L) к плоским (X, У).

В результате вычислений для крайних точек района были получены постоянные проекции и координаты точек в косой проекции Меркатора, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

Координаты точек, полученные в косой проекции Меркатора

X (м)

Y (м)

m

С

86535,550

26812,729

1.00000060

Ю

3053,373

33375,549

1.00000019

З

8710,261

1335,306

1.00001426

В

36546,712

61911,389

1.00001175

Результаты вычислений показали, что редукции в косой проекции Меркатора с использованием в качестве промежуточной поверхности сферы и при конформном отображения эллипсоида на эту сферу будут составлять порядка 14 мм на 1 км в худшей точке.

Пятая глава «Оценка точности существующего картографического материала». В ней изложены экспериментальные исследования по определению точности трансформирования растра и определению соответствия содержания топографических карт современному состоянию.

В процессе исследования точности трансформирования растровых копий решались следующие задачи:

-какой метод использовать для трансформирования растровой топографической основы;

-сколько исходных (опорных) точек должно быть и где

они должны быть расположены;

-каковы допустимые значения остаточных расхождений координат исходных и кон­трольных точек.

Экспериментальные работы по исследованию точности трансформирования производились для растровых копий издательского оригинала на пластике и выполнялись с помощью программных средств ГИС ArcGis и реализованных в ней методов аффинного преобразования и полиномиальных преобразований второй и третьей степеней.

При выполнении экспериментальных работ в качестве основы использовались растровые копии издательских оригиналов В-1 и Б-4 на пластике в системе координат 1963 года, полученные путем сканирования с геометрическим разрешением 85,3 мкм (300 dpi). На первом этапе для оценки точности преобразования дискретных точек исходных оригиналов были вычислены средние () и средние квадратические ошибки (m).

Так как сканирование издательских оригиналов выполнено с геометрическим разрешением 0,085 мм, то ошибка измерения растровой копии, соответственно, увеличивается. Поэтому суммарную ошибку положения точки на исходном оригинале и ошибку измерения ее координат по растру можно полагать равной мм. С учетом этого средняя ошибка преобразования составит 1,3 м, а предельная – 2,6 м. В этот допуск уложились все выполненные измерения, что свидетельствует об их достаточно высоком качестве.

Результаты, полученные на первом этапе, позволили сделать следующие выводы:

1. Установленные по контрольным точкам погрешности преобразования во всех вариантах близки между собой, а различия между ними не превышают 15-30% от их величины.

2. Исключение из обработки контрольных точек с остаточными расхождениями, превышающими 0,3 мм в масштабе плана, улучшило средние и средние квадратические погрешности на 15-20%.

3. Во всех случаях средние квадратические ошибки планового положения на 15-20% больше средних, что подчеркивает незначительность влияния ошибок систематического характера и свидетельствует в пользу нормального распределения.

4. Все измерения выполнены с надлежащей точностью, так как заметного влияния систематических ошибок не обнаружено, следовательно, результаты обработки данных могут быть использованы для выработки обоснованных рекомендаций.

Pages:     | 1 || 3 |






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