1590

R – число непосредственных связей исследуемого репера с соседними

Рис.1.8. Схема ходов нивелирования III класса

Вычисленные значения Si (табл.1.3) характеризуют устойчивость реперов. В табл. 1.3 приведены также результаты анализа устойчивости реперов путем сравнивания высот, полученных при уравнивании нивелирования III класса.

Данные табл. 1.3 и сходимость измеренных превышений свидетельствуют о достаточной для нивелирования III класса устойчивости реперов. Следует при этом отметить, что более всего изменилась высота (см. табл. 1.3) реперов № 18, 21 и 2, заложенных в пойме вблизи затопляемых участков.

Результаты выполненного анализа не учитывают ошибок нивелирования, которые при значительных длинах ходов могут превышать допустимую величину смещения реперов.

С целью уменьшения влияния ошибок нивелирования были проведены наблюдения за высотами четырех экспериментальных реперов, расположенных вблизи реперов государственного нивелирования. Три экспериментальных репера заложены ( № 1,2,3) на территории Омского водомерного поста около грунтового репера I класса (без номера) ГУГК и один репер (№ 4) на левом берегу р.Иртыша, рядом с грунтовым репером № 72 III класса ГУГК. Схема расположения реперов показана на рис.1.9.

40

реперов в зоне затопления, так как магистральные ходы при гидрологических изысканиях стараются приблизить к реке.

Данные повторного нивелирования и трехлетних наблюдений за экспериментальными реперами позволяют сделать следующие выводы:

1.Грунтовые реперы свайно-винтовой конструкции типа ГР–43, заложенные вне зоны затопления, достаточно устойчивы по высоте

имогут быть использованы для закрепления магистральных ходов, нивелируемых по программе III класса, при гидрологических изысканиях на реках Западной Сибири.

2.Грунтовые реперы этой же конструкции, заложенные в зоне затопления, менее устойчивы, и их использование следует ограничивать даже при нивелировании IV класса.

1.8.Использование данных дистанционного зондирования для ведения мониторинга, русловой деформации и овражной эрозии

Дистанционное зондирование заключается в сборе и обработке информации, полученной в результате съемки объекта в различных диапазонах электромагнитных волн на аналоговые или цифровые носители. По своей информационной нагрузке материалы дистанционного зондирования нельзя сравнить ни с каким другим видом съемок.

Современный уровень развития цифровых фотограмметрических систем позволяет обрабатывать данные дистанционного зондирования (ДДЗ) без использования дорогостоящих специализированных приборов и оборудования, применяя обычную современную компьютерную технику и высокотехнологичное программное обеспечение.

Наиболее традиционным зондированием для топографических целей являются наземная и аэрофотосъемка в оптическом диапазоне. Последнее время для тех же целей активно используются материалы космосъемки, разрабатываются и успешно применяются методы фото – и видеосъемки цифровыми камерами.

Для мониторинга за состоянием и работой технологических систем в различных отраслях производства, а также за русловой деформацией и овражной эрозией выполняется наземная и аэросъемка в спектрозональном диапазоне, в частности, инфракрасном (ИК– съемка).

43

Непосредственно аэрофотосъемка (АФС) выполняется Московским, Новосибирским и другими региональными специализированными летно – съемочными отрядами. Стоимость АФС различных объектов включает затраты на подлет к объекту и возвращение и варьируется в зависимости от объема заказа, масштаба залета и требований к съемке. Материалами для сдачи являются негативы, комплект контактной печати, метрические данные о съемочной аппаратуре.

В результате обработки материалов аэрофотосъемки можно создавать планы промышленных площадок, линейно-протяженных объектов (ЛЭП, автодорог, нефте – и газопроводов, продуктопроводов и т.п.), а также ортофотопланы по этим объектам в масштабах от 1:500 до 1:10000 и мельче. Кроме того, можно решать любые задачи по всему спектру изысканий: топографогеодезические, землеустроительные, экологические, геологические и гидрологические.

Применение этой технологии на базе современных цифровых фотограмметрических систем позволяет создавать единое цифровое координатное пространство по снимаемому объекту. Используя эту возможность на линейно – протяженных объектах длиной в сотни и тысячи километров, можно увязать в единую систему координат локальные участки съемок, созданные в условных координатах; систематизировать и обновить съемки прошлых лет; внести корректуру по материалам свежих съемок.

По материалам аэрофотосъемки можно вести контроль качества как выполненных ранее наземных съемок, так и новых, что значительно упрощает процедуру полевого контроля над исполнителями.

Полевые работы сводятся к привязке опознаков, отысканию подземных коммуникаций, согласованию с владельцами подземных коммуникаций и дешифровке (возможно полевое аэровизуальное дешифрирование с применением цифровой фото– и видео– аппаратуры).

Одним из главных преимуществ аэрофотосъемки перед другими технологиями является создание ортофотопланов любого масштаба по материалам спектрозональной или цветной съемки, позволяющих эксплуатирующим службам вести мониторинг за состоянием своих систем, а также решать навигационные, транспортные и другие технологические задачи. Ортофотопланы необходимы для работы и востребованы практически во всех службах как нагляд-

44

ный, геодезически привязанный и информационно насыщенный материал.

Помимо традиционного топографического использования аэрофотосъемки есть интересная возможность ее применения для проектирования линейно-протяженных объектов. Ширина полосы захвата рабочей площади стереопары при масштабе залета 1:10000 составляет порядка 1,2 – 1,8 км. Обычно под проектирование для изысканий наземными методами ширина полосы составляет 100 м, что ограничивает проектировщиков в выборе вариантов трассы. Эту проблему можно решить, имея цифровую фотограм-метрическую модель местности. Таким образом, значительно расширяются возможности проектировщиков.

Вслучае внедрения технологии обработки ДДЗ в рабочий процесс аэрофотосъемка может стать одним из основных направлений работы для целей изыскания, различных линейных объектов, а также для целей учета русловой деформации и овражной эрозии.

К недостаткам аэрофотосъемки относятся:

–организационный момент, т.е. необходимость планирования и проведения организационных мероприятий по АФС за 3 – 4 месяца до начала полевых работ. Это напрямую связано со сложностями режимного характера, влияющими на сроки предоставления материалов АФС. Данная проблема решается как летно-съемочными отрядами, так и самим Заказчиком, при наличии соответствующих лицензий на право проведения топографо–геодезических работ;

–технологический момент, т.е. ограничение на применение в густо заросших таежных лесах.

Впоследние годы для получения ДДЗ широко применяются космосъемка и цифровые видео– и фотокамеры.

Развитие космической съемки позволяет на сегодняшний момент получать изображение с разрешением от 0,6 м до десятков метров. Данный материал можно широко использовать от создания планов масштаба 1:5000 до создания обзорных схем мелкого масштаба. Данные космосъемки могут быть как архивные (1 – 3-летней давности и больше), так и оперативные (снятые специально по заказу). Минимальная площадь съемки от 64 кв.км. Однако по материалам космосъемки можно работать только в плане. Высоты на данный момент не доступны, поскольку работы сейчас ведутся по одиночным снимкам.

45

Использование современных цифровых видео – и фотокамер стало сейчас одним из перспективных направлений в развитии цифровой фотограмметрии. Широкое бытовое применение этих камер, легкость в получении цифрового изображения и его передачи в компьютерную технику позволяют решать вопрос об использовании их для топографических целей. Однако для получения необходимых точностных характеристик нужно калибровать камеры для определения параметров внутреннего ориентирования и отработать технологию наземной цифровой фотосъемки.

Применение калиброванных цифровых камер с размерами ПЗСматрицы более 2 миллионов пикселей возможно для составления крупномасштабных планов промышленных площадок небольшой площади до 5 – 10 га и линейно - протяженных объектов длиной до 2 км. Наиболее интересен данный вид съемки для корректуры существующего планового материала. Пожалуй, самое целесообразное применение этих камер для специализированной пространственной съемки сложных технологических участков (РВС, ступени очистки, сепараторы и т. п.) на промплощадках, там, где идет переплетение десятков труб и кабелей или нет возможности безопасного подхода к объекту.

Это направление является ближайшей перспективой в технологии обработки ДДЗ.

Для целей мониторинга, русловой деформации и овражной эрозии используются съемки в различных спектрозональных диапазонах. По материалам таких съемок выявляют места заболачивания участков земли, величину эрозии и деформации участков земли, разлива нефти, выброса газов и т.д. и т.п. Причем наглядность таких материалов намного выше визуального наземного наблюдения, так как с высоты видна сразу вся картина происходящего. Наиболее эффективна ИК–съемка, выполняемая таким прибором, как тепловизор. Она позволяет определять дефекты и износ наземных и подземных действующих коммуникаций с высокой метрической точностью за счет определения участков поверхности с повышенным или пониженным тепловыделением. Такие данные позволят четко выявлять для эксплуатационных служб слабые места коммуникаций и их устранить до появления аварийных ситуаций, при этом значительно сократив временные и финансовые затраты на данные работы.

46

ИК – съемка требует использования сложного специализированного оборудования, программного обеспечения и подготовки кадров.

Таким образом, можно выделить следующие основные достоинства дистанционного зондирования для ведения мониторинга, русловой деформации и овражной эрозии:

1.Создание единого цифрового координатного пространства.

2.Сокращение объема полевых работ.

3.Информационная насыщенность фотографического материала.

4.Съемка труднодоступных и недоступных участков местности.

5.Широкая полоса съемки (1,2 – 1,8 км).

6.Независимость сбора и обработки результатов от погодных явлений.

7.Адаптация полученных результатов обработки ДДЗ в любую технологическую цепочку.

8.Возможность оперативного получения метрической и семантической информации об объекте, не выезжая на местность, при условии выполнения полного комплекса полевых работ по данной технологии.

1.9.Геодезическое обеспечение инженерных изысканий для проектирования и строительства линейных сооружений на реках

Линейные сооружения играют важную роль в развитии промышленности и в повышении жизненного уровня страны. Они проектируются и строятся во многих регионах России. Особое внимание заслуживают работы по проектированию и строительству линейных сооружений на реках. Геодезическим обеспечением работ по проектированию и строительству линейных сооружений в России занимаются различные организации. Для всех организаций порядок работы определяется технологическим заданием на выполнение инженерных изысканий для проектирования и строительства. Чаще всего он подразделяется на три главных этапа:

1.Инженерные работы по составлению плана заданного мас-

штаба от 1:200 до 1:2000.

2.Проектирование на данном топографическом плане и составление данных для выноса положения сооружения в натуру.

47

3.Геодезические работы по выносу и закреплению положения сооружения на местности.

Первый этап подразделяется на инженерно-геодезические и инженерно-геологические изыскания. Эти виды изысканий должны содержать в себе:

– сведения и данные о проектируемых объектах;

– сведения об изученности, основные характеристики природных и техногенных условий территорий строительства;

– данные о наблюдавшихся в районе строительства объекта деформациях и аварийных ситуациях;

– характеристику ожидаемых воздействий объекта на природную среду и среды на объект;

– требования к оценке опасности и риска от природных и техногенных процессов, к составлению и содержанию прогноза изменений природных и техногенных условий;

– особые требования к изысканиям и необходимость составления программы изысканий с заказчиком;

– требования к составу, срокам, порядку и форме представления продукции и др.;

– копии графических и текстовых приложений.

Перед началом инженерно-геодезических изысканий составляется программа работ, которая включает в себя:

1.Расчет необходимого масштаба съемки и высоты сечения.

2.Проведение топографо-геодезической изученности заданной территории.

3.Корректуру существующих топографических планов.

4.Сгущение или создание планово-высотного обоснования.

5.Выполнение топографической съемки заданной территории и съемки подземных коммуникаций.

Приступая к топографической съемке, важно правильно выбрать масштаб и высоту сечения рельефа, они неразрывно связаны между собой и являются решающим фактором при проведении любых топографо-геодезических работ.

Выбор масштаба съемки в значительной степени зависит от необходимой точности получения плановых графических данных и изображения рельефа, возможности и удобства изображения на плане контуров отдельных объектов, рентабельности съемки и размеров плана.

48

Выбор точности и изображения рельефа на топографическом плане зависит от необходимости точности вычисления земляных работ, заданной точности определения высот существующего рельефа в связи с проектированием отдельных сооружений, масштаба плана.

Основным условием правильного выбора масштаба съемки и высоты сечения рельефа является соответствие между точностью топографических планов и допустимой точностью проектирования и перенесения проекта в натуру.

Среднюю квадратическую погрешность вычисленного планового положения точки, выносимой в натуру, определяют по формуле

где md – соответственно погрешности определения длины линии по плану графически;

mβ – погрешность измерения угла на плане транспортиром; mt – погрешность нанесения точки геодезической опоры на

планшет; ρ – число минут в радиане, равное 3438;

d – расстояние между проектной и опорной точками.

Если принять md = 0,1 мм; mβ = 5'; d = 200 м; mt = 0,18 мм;

ρ = 3438', то средняя квадратическая погрешность вычисленного положения точки, выносимой в натуру в зависимости от масштаба плана, на котором составлен проект, будет следующей (табл. 1.5).

Считая погрешность полевых измерений при перенесении проекта ничтожной, легко выбрать масштаб плана для составления проекта, если расчетная точность проектируемых сооружений известна. Например, при инженерно-геодезических изысканиях при газификации для выбора масштаба и высоты сечения руководствуются данными табл. 1.6.

49