Способ обследования пунктов государственной геодезической сети и устройство для его осуществления

Способ обследования пунктов государственной геодезической сети и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к области геодезии и фотограмметрии. Изобретение может быть использовано при проектировании, создании и восстановлении геодезических сетей. Геодезические сети являются базовой основой для решения фундаментальных и прикладных задач геодезического обеспечения и картографирования территорий, земельного кадастра и геодинамических исследований.

Требования к геодезическим сетям регулируются государственным законодательством, в соответствии с которым пункты Государственной геодезической сети подлежат периодическому обследованию [Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации (ГКИНП (ГНТА)-01-006-03), М., 2003].

Технические регламенты, документы, научная литература и патенты детально описывают полевые наземные способы обследования пунктов с использованием геодезических инструментов [US 7225548, 05.06.2007. US 6202535 B1. 2005/0005463 A1, 2005/0188555 A1, RU 116224, 14.10.2011. RU 1827136 A3, 10.03.1996. RU 2123165 C1, 10.12.1998. RU 2155323 C1, 27.08.2000. RU 2274876 C1, 20.04.2006. RU 2242019 C2, 10.12.2004. 2381447 C1, 01.10.2008. «Временная инструкция по обследованию и восстановлению пунктов и знаков государственной геодезической и нивелирной сетей СССР. РИО ВТС, 1970»].

Полевые работы требуют значительных финансовых затрат на экспедиционное, командировочное и транспортное обеспечение.

В связи с этим при создании геодезических и топографических документов и их обновлении предпочтение отдается камеральным методам выполнения работ с использованием фотограмметрических способов и приборов.

Однако известные способы обследования пунктов ГГС не решают задачу сокращения объемов полевых работ.

Сущность предложенных технических решений заключается в том, что для решения этой задачи в дополнение к известным производственным операциям по сбору информационных материалов о местонахождении пункта ГГС и об его характерных внешних признаках, определению местоположения пункта ГГС, его идентификации, как пункта ГГС, фиксации изображения района местонахождения пункта ГГС путем дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), документальному оформлению результатов обследования введены новые операции, заключающиеся в использовании информационных материалов ДДЗ на эпоху предыдущего обследования пункта ГГС.

С этой целью на район местоположения пункта ГГС подбирают архивные материалы ДДЗ, визуализируют архивное изображение района местонахождения пункта ГГС и современное изображение района местонахождения пункта ГГС, непосредственно полученное перед обследованием пункта ГГС, осуществляют взаимную привязку изображений, сравнивают изображения соответствующих районов ДЗЗ. Посредством такого сравнения выявляют сохранившиеся и утраченные элементы пункта ГГС такие, как наружный знак, центр и внешнее оформление пункта. После этих операций сохраняют результаты обследования пункта ГГС на физических носителях информации, преимущественно электронных.

Кроме того, после визуализации архивного изображения района местонахождения пункта ГГС и современного изображения района местонахождения пункта ГГС выполняют взаимное ориентирование и масштабирование этих изображений. В случае необходимости, взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют по отображениям в материалах ДЗЗ сохранившихся объектов местности, опознавательных знаков, пунктов ГГС, но с использованием фотограмметрических способов выполнения пространственных засечек при определении местоположения топографических объектов. Для облегчения реализации способа взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют с использованием архивных материалов наземных геодезических съемок местности.

Преимуществом предложенного способа, по сравнению с известными техническими решениями, является исключение полевых геодезических работ при обследовании пунктов ГГС, предусматривающих финансовоемкие затраты на экспедиционное, командировочное и транспортное обеспечение.

С архивными фотоснимками позволяет работать устройство по патенту RU 2226262 С2, 23.05.2001. Недостатком этого устройства является то, что мелкомасштабные фотоснимки можно наблюдать только в масштабе 1:1, а особые затруднения возникают при работе с негативами фотоснимков.

Заявленный способ обследования пунктов ГГС лучше всего позволяет реализовать устройство, содержащее, по крайней мере, одно электронно-вычислительное средство с дисплеем, снимкодержатель и блок управления электронно-вычислительным средством.

Новым в предложенном устройстве является наличие цифровой камеры с устройством для ее крепления, причем в предметной плоскости цифровой камеры размещен снимкодержатель, а цифровая камера имеет канал связи с электронно-вычислительным средством и снабжена модулем управления.

Освещение предметной плоскости цифровой камеры осуществляет или первый осветитель при работе с непрозрачными оригиналами архивных фотоснимков местности или второй осветитель, используемый при работе с прозрачными оригиналами.

Зафиксированное камерой изображение через канал связи передается в электронно-вычислительное средство с первым и вторым дисплеем.

На одном дисплее проецируют современное изображение района местонахождения пункта ГГС, а на втором дисплее выводят изображение района местонахождения пункта ГГС или дополнительную текстовую и графическую информацию о характеристиках пункта ГГС.

Этот дисплей может быть подсоединен к независимому электронно-вычислительному средству, имеющему канал связи с цифровой камерой.

Преимуществом предложенного устройства, по сравнению с известным, является то, что обеспечена возможность ориентирования цифровых изображений, а не аналоговых фотоснимков местности, выполненных на пластике или бумаге, без их предварительного сканирования.

Устройства для выполнения сканирования фотоснимков местности менее производительны, чем устройства для одномоментного получения изображений. Зачастую сканирование фотоснимка местности занимает несколько минут, а одномоментное получение цифровой копии фотоснимка местности не превышает нескольких секунд.

Устройство для реализации способа обследования пунктов ГГС содержит ЭВМ 1, блок 2 управления ЭВМ 1, канал 3 связи блока 2 управления с ЭВМ 1, снабженную каналом 4 связи с цифровой базой 5 хранения данных ДДЗ эпохи обследования пунктов ГГС, дисплей 6, канал связи 7 ЭВМ 1 с дисплеем 6, снимкодержатель 8 для размещения архивного фотоснимка 9 местности, прикладное стекло 10 снимкодержателя 8 для выравнивания фотоснимков, осветитель 11 подсветки в проходящем свете фотоснимка 9 на прозрачной основе, осветитель 12 верхней подсветки фотоснимка 9, выполненного на непрозрачной основе, цифровую камеру 13 с видоискателем 14, штатив 15 с регулируемой высотой посадочного места крепления цифровой камеры 13, модуль 16 управления цифровой камерой 13, канал 17 связи цифровой камеры 13 с модулем 16, канал 18 связи цифровой камеры 13 с ЭВМ, дисплей 19 и канал 20 связи ЭВМ с дисплеем 17.

Каналы связи (поз. 4, 7, 17 18 и 19) на фиг. 1 показаны штриховыми линиями, поскольку они могут быть выполнены как в кабельном исполнении, так и в беспроводном исполнении.

Оптимальным является использование видоискателя цифровой камеры в экранном исполнении, кроме того, осветитель может быть выполнен на базе электролюминесцентной пленки холодного свечения.

Камеральный способ обследования пункта государственной геодезической сети реализуется в следующей последовательности.

Из каталогов и списков данных о местоположении пункта ГГС осуществляют выборку его координат. Эти координаты вводят в ЭВМ 1 с блока 2 управления ее работой, используя канал связи 3. Посредством ЭВМ 1 через канал связи 4 из локальной или удаленной базы 5 хранения данных ДДЗ эпохи обследования пунктов ГГС получают цифровое изображение местности района с известными координатами пункта ГГС. Это изображение передается на дисплей 6 через канал 7 связи этого дисплея с ЭВМ 1. Далее на снимкодержатель 8 помещают архивный фотоснимок 9 местности с однозначно опознанным изображением пункта ГГС. Фотоснимок 9 прижимают прикладным стеклом 10 к предметной плоскости снимкодержателя 8. Если фотоснимок 9 выполнен на прозрачной основе, то включают осветитель 11 с подсветкой в проходящем свете. Осветитель 12 используют для верхней отражающей подсветки фотоснимка 9, выполненного на непрозрачной основе. Цифровая камера 13 проектирует фрагмент фотоснимка 9 или весь фотоснимок на экран видоискателя 14 этой цифровой камеры.

Относительным смещением цифровой камеры 13, закрепленной на штативе 15, и фотоснимка 9, размещенного на снимкодержателе 8, подбирают оптимальные размеры и масштаб наблюдаемого фрагмента архивного фотоснимка 9, отображаемого на экране видоискателя 14. Это достигается путем использованием механизмов снимкодержателя 8, обеспечивающих продольное и поперечное смещение фотоснимка 9 относительно цифровой камеры 13 и механизма регулировки высоты посадочного места крепления цифровой камеры 13 штатива 15.

Активизируют процесс цифрового копирования изображения выбранного фрагмента фотоснимка 9 в памяти цифровой камеры 13 через модуль 16 управления цифровой камерой 13 и канал 17 связи между ними. Далее полученное цифровое изображение фрагмента архивного фотоснимка местности по каналу связи 18 цифровой камеры 13 с ЭВМ передают на дисплей 19 через канал 20 связи ЭВМ с дисплеем 19.

Под контролем оператора ЭВМ программными средствами выполняет масштабирование и ориентирование изображений, полученных на эпоху предыдущего обследования пункта ГТС и на эпоху текущего обследования пункта ГГС.

Сравнивают изображения местности, визуализированные на экранах дисплеев 7 и 8, и делают выводы о наличии или отсутствии пункта ГГС на местности и его сохранности. Признаками, характеризующими отсутствие пункта ГГС и его сохранность на местности, являются следы антропогенной деятельности человека на месте расположения пункта ГГС и влияние эрозийных, погодных и климатических факторов окружающей среды на элементы внешнего оформления пункта ГГС.

Использование способа обследования пунктов государственной геодезической сети и устройство для его осуществления позволит многократно снизить трудозатраты и повысить экономическую эффективность обследования пунктов государственной геодезической сети. Применение способа и устройства обеспечит решение задачи экстерриториального обследования пунктов геодезической сети в районах недоступной, необжитой местности. Способ также может быть использован для определения местоположения геодезических сетей на зарубежную территорию.

1. Способ обследования пунктов государственной геодезической сети (ГГС), включающий для каждого из пунктов сбор информационных материалов о местонахождении пункта ГГС и об его характерных внешних признаках, определение местоположения пункта ГГС, его идентификацию, как пункта ГГС, фиксирование изображений районов местонахождения пункта ГГС путем дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), документальное оформление результатов обследования пункта ГГС, отличающийся тем, что используют материалы ДДЗ на эпоху предыдущего обследования пункта ГГС, подбирают на этот район архивные материалы ДДЗ, визуализируют архивное изображение района местонахождения пункта ГГС и современное изображение района местонахождения пункта ГГС, непосредственно полученное перед его обследованием, осуществляют взаимную привязку изображений, сравнивают изображения соответствующих районов ДЗЗ, выявляют путем этого сравнения сохранившиеся и утраченные элементы пункта ГГС, такие как признаки, характеризующие наружный знак, центр и внешнее оформление пункта, сохраняют результаты обследования пункта ГГС путем документирования на физических носителях информации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после визуализации архивного изображения района местонахождения расположения пункта ГГС и современного изображения района местонахождения пункта ГГС выполняют взаимное ориентирование и масштабирование этих изображений.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют по отображениям в материалах ДЗЗ сохранившихся объектов местности, опознавательных знаков, пунктов ГГС с использованием фотограмметрических способов выполнения пространственных засечек при определении местоположения топографических объектов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют с использованием архивных материалов наземных геодезических съемок местности.

5. Устройство для осуществления способа обследования пункта государственной геодезической сети (ГГС), содержащее, по крайней мере, одно электронно-вычислительное средство с дисплеем, блок управления электронно-вычислительным средством, отличающееся тем, что включает устройство для крепления цифровой камеры, цифровую камеру в предметной плоскости, в которой расположен снимкодержатель, модуль управления цифровой камерой, причем цифровая камера имеет канал связи с электронно-вычислительным средством.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит дисплей для визуализации цифрового изображения архивного снимка местности района местонахождения пункта ГГС, причем дисплей имеет канал связи с электронно-вычислительным средством, которое реализует возможность выполнение цифрового масштабирования архивного изображения района местонахождения пункта ГГС.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит осветитель снимка местности на непрозрачной подложке, установленный со стороны цифровой камеры, и осветитель снимка местности на прозрачной подложке, установленный с обратной стороны снимка местности.