19. Регулярные цмм

Цифровой моделью местности (ЦММ) называют совокупность точек местности с известными трехмерными координатами и различными кодовыми обозначениями, предназначенную для аппроксимации местности с ее природными характеристиками, условиями и объектами. Кодовые обозначения характеризуют связи между соответствующими точками ЦММ.

Вопросам разработки различных видов ЦММ было посвящено большое количество исследований. При этом все известные ЦММ можно разбить на три большие группы: регулярные, нерегулярные и статистические.

Регулярные ЦММ

Регулярные ЦММ создают путем размещения точек в узлах геометрических сеток различной формы (треугольных, прямоугольных, шестиугольных), накладываемых на аппроксимируемую поверхность с заданным шагом. Наиболее часто применяют ЦММ с размещением исходных точек в узлах сеток квадратов (рис. а) или равносторонних треугольников (рис. б). Регулярные ЦММ в узлах правильных шестиугольных сеток (рис. в) нашли применение при проектировании нефтепромысловых дорог в условиях равнинного рельефа Западной Сибири.

Регулярные модели весьма эффективно использовать при проектировании вертикальной планировки городских улиц, площадей, аэродромов и других инженерных объектов на участках местности с равнинным рельефом. Однако опыт использования ЦММ с регулярным массивом исходных данных показал, что требуемая точность аппроксимации рельефа достигается лишь при очень высокой плотности точек местности, которая в зависимости от категории рельефа должна быть в 5—20 раз выше по сравнению с нерегулярными ЦММ.

Появление высокопроизводительного оборудования с автоматической регистрацией информации по заданному интервалу длины или времени, тем не менее, делает использование регулярных моделей весьма перспективным.

20. Методы построения цифровых моделей местности и их точность

Существуют следующие методы построения ЦММ:

• Тахеометрические съемки

• Аэросъемки.

• Космические съемки

• Лазерное сканирование

Тахеометрические съемки особенно эффективны, если выполняются с использованием электронных тахеометров или компьютерных геодезических станций с регистрацией снимаемой информации в режиме реального времени и последующем ее вводе в память базового компьютера.

Аэросъемки. Определение координат точек местности при обработке стереопар целесообразно производить на приборах с автоматической регистрацией измеряемых координат либо производить системную компьютерную обработку, предварительно сканировав стереопары или используя для этой цели электронные фотографии.

Космические съемки с использованием систем спутниковой навигации «GPS» наилучшим образом подходят для создания ЦМ М , поскольку обеспечивают получение информации о местности непосредственно в электронном виде на большие территории, что позволяет максимально автоматизировать процесс подготовки моделей.

Лазерное сканирование. К достоинствам относится высокая точность и плотность точек. К недостаткам можно отнести высокую стоимость работ и сложность камеральной обработки.

Цифровые и математические модели, представляемые в геодезических прямоугольных координатах, тем не менее могут характеризоваться различной точностью и степенью детализации элементов рельефа, ситуации, что связано с категорией рельефа, ситуационными особенностями аппроксимируемого участка местности, масштабами используемых для построения Ц М М топографических планов и материалов аэросъемок, принятым типом цифровой модели, плотностью исходных точек и методикой аппроксимации поверхности.

Необходимая точность модели обязательно должна быть увязана с требуемой точностью решаемых по ней инженерных задач.

Точность представления рельефа не должна выходить за пределы — ¼ высоты сечения горизонталей в равнинной местности, - 1/2 высоты сечения — в пересеченной местности и 1 высоты сечения — в горной. Точность Ц М М при использовании материалов топографических съемок, выполненных с помощью электронных тахеометров или приемников спутниковой навигации «GPS», зависит главным образом от точности используемых приборов и методик. При построении ЦММ по существующим топографическим планам и картам характерные точки местности снимают с точностью, принимаемой равной: 0,5 мм — для отображения ситуационных особенностей местности и 0.2, 0.3 и 0.5 высоты с е ч е н и я — для отображения соответственно равнинного, пересеченного и горного рельефов.