WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

5. При использовании полиномов второй и тем более третьей степени и размещении опорных точек по периметру изображения величины остаточных расхождений координат точек существенно уменьшаются.

На втором этапе для выявления случайности погрешностей измерений, оценки достоверности найденных критериев, обоснованности используемых или предлагаемых технологических допусков и правомерности применения метода наименьших квадратов для определения вероятнейших значений параметров трансформирования исходной картографической основы были выполнены статистические исследования остаточных расхождений координат контрольных точек.

Были вычислены математическое ожидание (M), начальные моменты пер­вого – четвертого порядков (1 – 4), центральные моменты второго – четвер­того порядков (2 – 4), асимметрия (S), эксцесс (E), дисперсия (),отношение (z) средней погрешности к средней квадратической

, (1)

, (2)

(3)

где i – погрешность измерений (элемент исследуемого ряда);

, m– средняя и средняя квадратическая погрешности.

Так как исследуемое (эмпирическое) распределение может отличаться от нормального с заданной степенью приближения к нему, то были вычислены их допустимые значения.

Выводы, сделанные после выполнения второго этапа:

  • во всех случаях уклонения асимметрии и эксцесса от их теоретических значений не превышают утроенных значений стандартов соответ­ствую­щих ошибок и должны быть признаны несущественными;
  • значения математических ожиданий во всех случаях соответствуют систематическим погрешностям, составляющим несколько сантиметров, что никак не может признаваться существенным;
  • во всех случаях значение дисперсии, и значение соответствующей средней квадратической погрешности mS, отличаются на величину, не превышающую стандарта среднего квадратического отклонения.

Выводы, полученные на первом и втором этапах, позволили сделать заключение о том, что вычисленные значения асимметрии и эксцесса не противоречат нормальному распределению исследуемых погрешностей.

Для проверки нормальности распределения были построены графики «спрямлённых диаграмм», которые так же подтвердили, что ни в одном из исследованных рядов измерений гипотеза о нормальности исследуемых выборок не опровергается.

Проведенные исследования координатных преобразований растрового изображения позволили сделать следующие заключения и рекомендации:

1. При сканировании исходных материалов размер пикселя растрового оригинала должен 30-40 мкм, или 500 – 600 dpi.

2. В качестве исходных и контрольных опорных точек желательно принимать углы рамки трапеции, точки пересечения линий координатной сетки и ее выходы на рамку.

3. При большом числе исходных опорных точек, равномерно размещенных по рамке трапеции, все исследованные способы координатных преобразований обеспечивают получение результатов одинаковой точности, не зависящей от положения контролируемой точки.

4. При использовании в качестве исходной основы составительских оригиналов на пластике допустимо использование аффинных преобразований по четырем точкам, совмещенным с углами трапеции. Контроль результатов такого преобразования можно выполнить по четырем – пяти точкам, расположенным по серединам северной, восточной, южной и западной рамок трапеции.

5. Полиномы второй и третьей степеней целесообразно использовать в случаях, когда есть основание предполагать возможность наличия неравномерной или случайной деформации исходного оригинала. Исправить ее влияние можно не менее чем по восьми точкам, размещенным по углам рамки и ее на серединах. В этом случае контрольные точки можно располагать в центре трапеции и вблизи ее рамки.

6. Применение полиномиальных преобразований при размещении исходных точек с нарушением их симметрии относительно центра листа, может привести к искажениям.

7. Точность координатных преобразований может быть установлена по четырем – пяти контрольным точкам, размещенным в местах, наиболее удаленных от исходных точек.

8. Для определения параметров растровых оригиналов, полученных с рекомендованным в п. 1 геометрическим разрешением, величина остаточной невязки на исходных точках не должна превышать 0,1 мм, а предельная – 0,2 мм в масштабе плана. Средняя невязка, найденная по контрольным точкам, не должна превышать 0,12 – 0,17 мм в масштабе плана.

9. Трансформирование растрового изображения должно выполняться возможно меньшими фрагментами, хотя это и требует дополнительных затрат времени.

В этой же главе изложены экспериментальные исследования по определению соответствия содержания топографических карт современному состоянию. Один из способов оценки точности содержания архивного материала - создание плана твёрдых контуров (ПТК).

Экспериментальные работы по созданию ПТК проводились на локальном участке г. Москвы и были искусственно разделены на четыре технологических процесса: полевые работы, камеральные работы, выполнение контрольных съемок, анализ результатов.

В результате выполнения первых трех этапов был получен план твёрдых контуров (ПТК). Полученный ПТК был совмещен с растровым изображением плана масштаба 1:2000 на этот же участок, который был создан в 1985-87 годах с использованием аэрофотосъемки и который в настоящее время используется в различных производственных и проектных организациях г. Москвы.

На первом этапе анализа по имеющемуся растру были определены координаты точек однозначно идентифицированных на ПТК. Полученные результаты показали, что расхождения во многих случаях существенны и превосходят технические допуски.

На втором этапе анализа рассматривались не отдельные точки, а контуры.

Для решения задачи соответствия контуров в работе был использован математический аппарат среднеквадратического прогноза Колмогорова-Винера.

Совместив изображение контура на растровой основе с контуром на плане твердых контуров, были получены два массива точек:

множество l точек контура, полученных с плана твердых контуров

и множество s тех же точек, которые были считаны с растрового изображения

. (5)

Линейная оценка вектора s имеет вид:

=Н l, (6)

где Н – некоторая матрица линейного преобразования вектора s в вектор l. Вектор ошибок будет иметь вид:

=-s. (7)

Ковариационная матрица вектора

С= (-s) (-s)Т (8)

является характеристикой степени согласования вектора s и его оценки.

Матрица С есть сумма двух матриц А и В.

С= А+В, (9) где А- мера несоответствия анализируемых массивов друг другу

А=. (10)

По главной диагонали этой матрицы располагаются суммы квадратов рассогласований соответственно по оси Х и по оси У.

Составляющая В описана следующем соотношением:

В=. (11)

Для того чтобы матрица С= А+В=min, необходимо чтобы В=0.

Тогда

Н=. (12)

Подставив в формулу (6) формулу (12), будем иметь:

=. (13)

Выражение (13) есть формула среднего квадратического прогноза, поскольку она - точный аналог формулы прогноза Колмогорова-Винера.

Сравнив s и, можно вычислить смещения пунктов s и найти оценки f, которые следует сравнить с допустимым значением fдоп.

Таким образом было обследовано 70 контуров.

На основе полученных результатов объекты были объединены в три группы по критерию точности.

Данные анализа приведены в таблице 4.

Таблица 4

Погрешности объектов

Группы объектов, по критерию точности

(средние погрешности по замкнутому контуру (м))

< 1

1 – 2

> 2*

Количество объектов

24

32

14

%

34,3

45,7

20

Среднее из средних погрешностей в положении контуров на карте (м)

0,47

1,25

3,1

Максимальные погрешности характерных контурных точек

2,10

5,70

Средние из максимальных

1,34

3,54

* К данной группе отнесены объекты, точность которых, трудно оценить, так как они не соответствуют растру, а также такие, которых вообще нет на растре.

По результатам проделанной работы был сделан следующий вывод:

65% элементов карты находятся за порогом точности, оговоренной в нормативных документах. Кроме того, на местности за двадцать лет, прошедших с момента проведения аэросъемочных работ, произошли существенные изменения, и поэтому исходный картографический материал устарел и нуждается в пересоставлении.

Заключение

Основные результаты диссертационной работы, полученные по ходу ее выполнения, заключаются в следующем:

1. Разработана структурная схема комплексной топографо-геодезической модели населенного пункта и схема пополнения базовой модели обновленной информацией [4, 6].

2. Разработана методика вычисления деформационных характеристик городской геодезической сети на основе использования метода тензорного анализа [7].

3. Экспериментальным путем исследованы линейные искажения в пределах изображаемой области и установлен вид проекции для новой местной системы координат Минского района [1].

4. Разработана технология подбора местной системы коорди-нат на территорию Минского района с учетом индивидуальных особенностей системы координат, используемой в настоящее время [1].

5. Разработаны рекомендации по исследованию точности трансформирования растрового изображения.

6. Разработаны технические приёмы, которые позволяют оценить точность соответствия растрового изображения современному состоянию [2, 3, 4, 5, 6].

Список публикаций соискателя

  1. Рак И.Е. Использование архивных данных при создании цифровых карт для информационного обеспечения городского хозяйства// Автоматизированные технологии изысканий и проектирования. – 2005. -№2. – с.37-38.
  2. Рак И.Е. Использование устаревших архивных данных для создания базовых карт в геоинформационных системах// Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Прикладные науки. – 2005. - №9. – с.82-83.
  3. Рак И.Е. Выбор картографических проекций для создания базовых карт ГИС: Материалы третьей международной конференции - Минск: БНТУ. - 2006. – с.407-409.
  4. Рак И.Е. Использование плана твёрдых контуров для анализа точности растровой подложки: Материалы четвертой международной конференции. - Минск: БНТУ. - 2006. – с. 401-403.
  5. Рак И.Е. Применение фильтра Колмогорова-Винера для оценки точности архивных материалов: Материалы пятой международной конференции.- Минск: БНТУ. - 2007. – с.440-442.
  6. Федосеев Ю.Е. Рак И.Е. Некоторые проблемы и технологии создания топоосновы для комплексной модели населенного пункта //Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2007. - №3. – с. 41-56.
  7. Рак И.Е. Разработка и исследование методики топографо-геодезических работ для использование ГИС-технологий в средних и малых городах Беларуси//Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка.- 2008. - №3. – с.68-73.
Pages:     | 1 | 2 ||






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