Тезисы "
advertisement
![](http://s1.studylib.ru/store/data/000732391_1-e623025c9d028b4db90f485ff0d5a91c-768x994.png "Тезисы "")
О. Г. Харенкова Научный руководитель – асс. О.А. Гугуева (г. Ростов-на-Дону, Ростовский Государственный Строительный Университет) ВЫВОД ФОРМУЛ ДЛЯ РАСЧЕТА ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ Вертикальной планировкой называют преобразование естественного рельефа на территории стройплощадки путем выполнения земляных работ в поверхность, удовлетворяющую техническим требованиям данного сооружения. Проект вертикальной планировки является составной частью генерального плана строительства; в его разработке важное место занимают геодезические расчеты. Главными задачами вертикальной планировки являются: создание условий для удобного передвижения пешеходов, а также транспорта по дорогам и садово-парковым дорожкам, аллеям, комфортного пребывания, а также игр на площадках; обеспечение отвода излишков имеющихся поверхностных вод – то есть дождевых, паводковых, талых; формирование выразительных форм существующего рельефа в соответствии с основным замыслом вертикальной планировки; создание благоприятных условий для роста ценной растительности– деревьев, кустарников, а также травянистых ассоциаций; в целях устранения неблагоприятных явлений почвенной эрозии, а также укрепления склонов и крутых берегов водоёмов с помощью устройства специальных сооружений; организация имеющегося рельефа на пересеченной местности при помощи устройства специализированных сооружений – таких как: лестницы, подпорные стены, а также откосы и террасы. В зависимости от условий эксплуатации возводимых сооружений различают случаи вертикальной планировки под горизонтальную или наклонную площадку. Основой для составления проекта вертикальной планировки результате служат топографические планы нивелирования поверхности по местности, полученные в квадратам. Для этого на экспериментальной территории разбивают сетку из 16 квадратов со стороной 5 метров, затем при помощи геометрического нивелирования определяют фактические высоты каждой вершины квадрата. Для составления картограммы земляных работ вычисляют проектные отметки площадки, рабочие отметки всех вершин квадратов, определяют точки нулевых работ на сторонах квадратов, по которым проведена линия нулевых работ. Вертикальная планировка под горизонтальную площадку обычно представляет соблюдение нулевого баланса земляных работ, т. е. равенство объемов грунта по выемке и насыпи. Проектирование площадок по заданному уклону производят привертикальной планировки внутриквартальных территорий, при устройстве наклонных площадок под технологические оборудования. Подсчет объемов земляных работ производится на основании рабочих отметок вершин квадратов раздельно по выемке и насыпи грунта. Для подсчетов используют 2 метода: метод четырехгранных (трехгранных) призм и метод расчета по формулам В. И. Стрельчевского. В основе первого метода лежит определение объема геометрической фигуры, в основании которой расположен квадрат, треугольник или трапеция. Если в основании фигуры лежал квадрат, то ее объем определяется как где d– сторона квадрата на местности; ri - рабочие отметки вершин квадрата. Объем четырехгранной призмы определяется как где b и c – основания трапеции; d – высота трапеции; ri – рабочие отметки вершин трапеции. Для треугольной призмы объем определяется как где bи h – основание и высота треугольника; ri– рабочие отметки вершин треугольника. При применении второго метода используются формулы В. И. Стрельчевского: где d– сторона квадрата на местности; – суммы рабочих отметок выемки и насыпи в пределах данного квадрата, относящиеся соответственно к выемке и насыпи. После подсчетов объемов для отдельных квадратов вычисляются общие объемы насыпи и выемки. В качестве оценки точности измерений для каждого метода определяется величина расхождения в объемах насыпи Vn и выемки Vв: При определении объемов земляных работ при проектировании горизонтальной площадки более точным является метод четырехгранных (трехгранных) призм при условии точного построения линии нулевых работ, но формулы В. И. Стрельчевского являются более быстрым способом. О.А. Боткина Научный руководитель – асс. О.А. Гугуева (г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ В АРХИТЕКТУРЕ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ Технологии подверглись высокоточных бурному измерений развитию. в прошедшем GNSS-технологии, десятилетие безотражательные тахеометры – важные изобретения в области геодезических измерений, но получаемых с них данных недостаточно для создания полноценной цифровой модели объекта. Создание такой модели стало возможно лишь с появлением новой технологии - лазерного сканирования – метода, позволяющего создать цифровую модель всего окружающего пространства, представив его набором точек с пространственными координатами. Технологии лазерного сканирования отличаются большой скоростью и высокой плотностью измерений. Лазерное сканирование подразделяется на воздушное и наземное. Воздушное лазерное сканирование проводится с высоты 500-1500 м с борта самолета или вертолета. Данный тип съемки позволяет получить данные о форме, местоположении и отражательной объектов. Воздушное сканирование единственным методом сбора труднодоступных территориях. характеристике исследуемых является наиболее быстрым, а иногда данных о реальной поверхности на Наземное сканирование является самым оперативным и высокопроизводительным средством получения точной и наиболее полной информации о пространственном объекте. Суть технологии сканирования заключается в определении пространственных координат точек объекта. По полученным данным создаются чертежи, сечения, планы и трехмерные цифровые модели объектов сложной геометрической формы. Технологии лазерного сканирования широко применяется в архитектуре и строительстве. В архитектуре с помощью данного метода получают подробные данные для составления планов реконструкции и восстановления зданий и памятников, оценки их состояния и отслеживания изменений, создания каркасной модели объекта и получения различного рода сечений. Технологии лазерного сканирования позволяют корректировать проект в процессе строительства, планировать и осуществлять контроль перемещения частей сооружений или оборудования, восстанавливать утраченные чертежи и т.д. Основным преимуществом 3D сканирования является оперативность получаемых результатов. На сегодняшний момент лазерное сканирование является наиболее эффективной технологией для получения трехмерной модели здания на любом из этапов строительства. Н.Г.Цуркина Научный руководитель — асс. О.А. Гугуева (г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ Технология, позволяющая создать цифровую трехмерную модель объекта, представив его набором точек с пространственными координатами. Различают три основных вида лазерного сканирования местности: 1. Воздушное лазерное сканирование (ВЛС)-один из самых эффективных и современных методов проведения инженерно-геодезических изысканий обширных территорий. Проводится с высоты 500-1500 м. От высоты съемки зависит его точность. Средняя точность воздушного лазерного сканирования составляет 15 см в плане и по высоте, максимальная - до 5 см. 2. Наземное лазерное сканирование (НЛС)-это самый оперативный и производительный пространственной способ получения информации об точной объекте. и наиболее Позволяет полной дистанционно обследовать и, по полученным данным, создавать чертежи, сечения, планы и трехмерные цифровые модели объектов сложной геометрической формы. 3. Мобильное лазерное сканирование (МЛС)-один из самых высокотехнологичных, на сегодняшний день, методов съемки линейнопротяженных объектов. Области применения лазерного сканирования: Съемка площадных объектов насыщенных инфраструктурой (заводские территории, электроподстанции, объекты добычи и транспортировки углеводородов, крупномасштабная топосъемка); Исполнительная съемка участков промышленных предприятий подлежащих реконструкции ( цеха, установки, промышленные площадки) для дальнейшей передачи данных в средства автоматического проектирования; Городской кадастр ( планы улиц, площадей); Реконструкция и строительство зданий (архитектурный обмер, установка вентфасадов, авторский надзор по проектам); Реставрация зданий, археологических памятников; Дорожная съемка (профилирование дорог, съемка мостов, тоннелей); Съемка ж/д станций и инфраструктуры; Съемка тоннелей, мониторинг(в т.ч. оползневых и осыпных участков); Горная промышленность (съемка и определение объемов). Преимущества технологии: ВЛС 1. получение истинного рельефа даже под кронами деревьев 2. определение местоположения и формы объектов сложной структуры получение детальных топографических карт и планов местности без явных ориентиров 3. высокая точность и детальность получаемых данных 4. цифровой формат всех данных НЛС 1. дистанционный сбор данных исключает доступ персонала в опасные зоны 2. высокая точность и детальность получаемых данных 3. высокая производительность сбора данных 4. простота создания детальных трехмерных моделей 5. значительная экономия средств по сравнению с традиционными методами съемки Е.Р. Воробей Научный руководитель – к.э.н., доц. Н.В. Самсонова (г. Ростов – на – Дону, Ростовский государственный строительный университет) ЦИФРОВЫЕ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ Для проведения полной автоматизированной обработки аэрокосмических изображений, как правило, необходимы специализированные цифровые фотограмметрические станции (ЦФС). Цифровой фотограмметрическая система (или станцией) означает серию программных и технических средств, связанных общими функциями и обеспечивают реализацию сложных процессов и операций, необходимых для получения аэрофототопографической съемки в цифровом виде по цифровым изображениям. Под продуктом, полученном непосредственно от цифровой фотограмметрической системы, мы понимаем цифровые ортофотокарты (планы) и векторную модель контуров снимаемого объекта. Обработка производится в цифровых растровых стереоскопическом изображений, режиме с как помощью правило, специальных инструментов: 3D-мониторы, обычные мониторы со стереоскопического насадкой или обычные мониторы со стереоскопическими очками. Последний способ наиболее часто используется в реальной производственной системе, так как у оператора нет необходимости делать лишних движений и, таким образом, он обеспечивает хорошее стереоизображение в широком диапазоне точек пространства перед монитором. Для демонстрационных целей и на уровне полупрофессионального использования применяется анаглифический метод стерео с цветовым разделением стереоизображений. Автоматизированные процессы геометрических преобразований и дешифрирования составляют основу цифровых фотограмметрических станций. В частности, при компоновке координаты точек изображения с пространственными объектами используются проективные преобразования. Это ускоряет решение, но оно часто не соответствует реальному процессу, потому что это требует идеальную геометрическую модель изображения, которая практически не встречается в практике. Из этого следует, то в фотограмметрии проективные преобразования используются только на этапе определения начального приближения для решения задачи. Кроме того, как в компьютерной графике, часто возникают проблемы заполнения данных, когда через несколько пунктов необходимо нарисовать кривую или поверхность - классическая проблема интерполяции и частые случаи аппроксимации. Чтобы решить эти проблемы, используется интерполяция B-сплайнами, аппроксимация кривых Безье и ряд других методов. В фотограмметрии подобные методы решают такие конкретные задачи, как укладка горизонталей, построение границ однотипных областей, показанных на карте, и так далее. В связи с образованием видеомоделей объектов для построения перспективных изображений по этих моделям, в фотограмметрии возник новый процесс - триангуляция Делоне. Теперь можно построить перспективные изображения, наблюдаемые из множества точек в пространстве и под заданным ракурсом. Задачи по устранению «мертвых зон» с успехом решаются с усилиями геометров и компьютерной графики. Также решена проблема по удалению скрытых поверхностей, то есть нахождение преобразования, которое отображает множество трехмерных объектов на множестве их видимых частей в двумерном пространстве. Проблема автоматизации обнаружения и дешифрирования объектов оказалась гораздо более сложной задачей автоматизации процесса геометрических преобразований. Следовательно, в этой области существует меньший успех. Большой вклад здесь внесло компьютерное зрение. В современной цифровой фотограмметрии существуют различные методы для выделения однородных областей, сегментов и их атрибутов (например, дешифрирование отдельных зданий прямоугольной формы, дорогу и др.), сглаживание кривых, выделение окружностей, построение карт линеаментов, маркированных объектов, выделение краев и углов, границы теней и т. д. Цветные и многоспектральные изображения позволяют выделить растительность, пруды, искусственные объекты и другие. Встречающиеся здесь геометрические процессы - интерполяция и аппроксимация кривых и поверхностей. Основной научной задачей в этой области сегодня является улучшение алгоритмов и программного обеспечения цифровых фотограмметрических станций и введение технологий производства на основе современных цифровых методов обработки аэрокосмических изображений. Использование цифровых методов съемки и обработки аэрокосмических изображений, в том числе видеомодели для формирования местности, требует новых подходов к качественному и количественному анализу разрабатываемых съемочных датчиков, теории и методов решения фотограмметрических Практическим работам с новыми технологиями задач. должны предшествовать исследования, которые позволяют проверить правильность предложенных решений, оценки эффективности, установление программных продуктов, надежных результатов для оценки точности и давать рекомендации по использованию установленных программных продуктов и технологий. Большое внимание также должно быть уделено синтезу видеоинформации, полученного из различных сенсорных систем в различных диапазонах спектра, а также разработки общих параметров этих систем с точки зрения стандартизации в исполнении фотометрической и геометрической калибровки. А.В. Антонова Научный руководитель – асс. О.В. Гермак (г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) СОВРЕМЕННАЯ АЭРОФОТОСЪЁМКА С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Аэрофотосъмка представляет собой метод сбора пространственной информации, необходимой для создания топографических планов, моделей рельефа и местности. Она выполняется как с пилотируемых летательных аппаратов – самолётов и аэростатов, так и с беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный летательный аппарат представляет собой летательный аппарат без экипажа на борту. В настоящее время беспилотные летательные аппараты (БПЛА) широко используются в различных странах мира для задач аэросъёмки в гражданских и военных целях. Являются хорошей и доступной альтернативой использованию спутниковой системы или традиционных средств аэрофотосъёмки с самолётов, воздушных шаров и вертолётов. Беспилотники наряду в сравнении с спутниковой или традиционной аэрофотосъёмкой имеют ряд преимуществ: - создание снимков при высоте 10-500 метров; - при съёмке удается зафиксировать мельчайшие элементы рельефа, даже объекты размерами в считанные сантиметры; - съёмки под углом к горизонту- космическая съёмка не поддерживает данную возможность, при традиционной такой подход вызовет массу сложностей; - панорамные снимки – недоступна при традиционной и спутниковой съёмке; - по стоимости значительна дешевле стандартных методов при аэрофотосъёмке; необходимо всего лишь несколько часов от выезда на съёмку до получения результатов работы; - не требует согласование проводимых полётов; - можно выполнять работу в городских условиях. Выделяют основные типы БПЛА: Безмоторные :аэростаты, воздушные змеи, парапланы, планеры. Моторные: дирижабли, дельтапланы, парапланы, БПЛА самолётного типа, БПЛА вертолётного типа, космические реактивные аппараты. Существует следующие способы управления БПЛА: 1) Ручное управление оператором (или дистанционное пилотирование) – с дистанционного пульта управления в пределах оптической наблюдаемости или по видовой информации, поступающей с видеокамер переднего обзора. 2) Автоматическое управление – полностью автономный полёт БЛА по заданной траектории на установленной высоте с заданной скоростью и со стабилизацией углов ориентации. 3) Полуавтоматическое управление – полёт осуществляется без вмешательства человека при помощи автопилота по заданным параметрам, но при этом оператор может вносить изменения в интерактивном режиме. Наиболее востребованным способом являются два последних, так как не требуется подготовка персонала и обеспечивает безопасную и эффективную эксплуатацию. На сегодняшний день развитие гражданских БПЛА тормозится отсутствием нормативно-правовой базы для интеграции БПЛА в единое воздушное пространство. Также повышенная аварийность и не урегулированность вопросов сертификации, страхования и регистрации являются причинами данной проблемы. Наиболее известными отечественными БПЛА являются: ZALA 421-Ф, Птеро-Е4, Дозор-50. Зарубежными БПЛА являются: SmartOne-Personal Aerial Mapping System, Gatewing X100, CropCam и другие. Таким образом, применение беспилотников в картографии и аэросъёмке при создании топографических карт значительно снизит затраты. Выполнение полёта по заданной местности в автоматическом или полуавтоматическом режиме позволяет получать высокоточные изображения с привязкой к географическим координатам, что позволяет создавать топографические карты высокой точности. О. О. Свиридова Научный руководитель – асс. О. В. Гермак (г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФОТОГРАММЕТРИИ Фотограмметрия прошла большой путь — от съемки малых участков местности с наземных станций и воздушных шаров до изучения планет и их спутников с космических кораблей. Существует теория этапов развития фотограмметрии, как науки, предложенная профессором Ганноверского университета (Германия) и президентом Международного общества фотограмметрии и дистанционного зондирования в 1984-1988гг Г. Конечного, согласно которой определяются следующие периоды: Мензульная фотограмметрия (1850-1900) – связана с именем Эмэ Лосседа, инженер-майора Корпуса инженеров французской армии. В 18501851гг. он использовал наземные фотоснимки в целях составления карт. Затем он, применив в фотографировании усовершенствованный объектив, на международной выставке в Париже в 1867г. представил карту района Парижа, созданную им по фотоснимкам наземной съемки. С этого нововведения стали производить топографические съемки по наземным фотоснимкам и в других странах; Аналоговая фотограмметрия (1900–1960) характеризуется началом использования стереоскопии при аэрофотосъемке; 1960 году Аналитическая фотограмметрия, которая зародилась примерно в с появлением ЭВМ и началом широкого использования вычислительной техники для анализа фотоснимков; Цифровая фотограмметрия (с 1980 г. по настоящее время) Появлению этого периода способствовал запуск искусственного спутника Земли, а последующем- спутников дистанционного зондирования Земли из космоса. Принципиальным отличием от привычной фотограмметрии стало использование цифровых изображений вместо фотоснимков. Современные темпы развития передовых компьютерных технологий, а так же создание математических методов обработки изображения сделало возможным использование современная цифровых фотограмметрия- методов. цифровая. В Так сформировалась ее основе лежат автоматизированные процессы обработки цифровых изображений, полученных путем сканирования снимков или с помощью цифровых метрических камер. Цифровые системы позволяют выполнять все этапы создания карт после проведения предварительных работ. При этом, в полученные с помощью цифровых приборов изображения можно вносить корректуры относительно данных спутниковых измерений, выполненных как в воздухе, так и на земле. При использовании цифровых методов фотограмметрии необходимо наличие специального технического оборудования и программного обеспечения, а так же соответствующей технологии. Так, на современном этапе развития фотограмметрии используются следующие технические средства: 4. цифровая метрическая камера 5. фотограмметрический сканер 6. цифровая фотограмметрическая рабочая станция. Для Обработки цифровых снимков в стереоскопическом режиме применяют такие специальные средства, как 3D-мониторы, обычные мониторы со стереоскопической насадкой или обычные мониторы со стереоскопическими очками. Последний способ наиболее часто применяется в производственных системах, так как менее ограничивает движения оператора и, при этом, дает хороший стереоэффект в большом диапазоне точек пространства перед монитором. С началом этапа формирования видеомоделей объектов для построения перспективных снимков по этим моделям был создан новый процесстриангуляция Делоне. Благодаря этому стало возможным построение перспективных снимков из заданных точек пространства и под заданным ракурсом, решена проблема «мертвых пространств». ззадачзадач. В.А. Ушанлы Научный руководитель – к.э.н., доц. Н.В. Самсонова (г. Ростов- на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) СПОСОБЫ СОСТАВЛЕНИЯ КАРТ И ГЕНЕРАЛИЗАЦИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Переломный момент в развитии картографии наступил в эпоху географических открытий. В этот период четко обозначаются принципы создания карт, возникают школы, появляются достаточно полно проработанные концепции картографических проекций. Разумеется, выход в космос, осуществление космических съемок Земли и создание карт других небесных тел привели к корректировке существовавших принципов подхода к картографическим произведениям. Новое содержание карт потребовало новых методов графического отображения, однако при этом постоянно сохранялась преемственность. В истории картографирования планет земной группы и их спутников можно выделить несколько этапов, качественно отличных друг от друга по техническим возможностям: 1) наблюдения невооруженным глазом и зарисовка внешнего вида небесных тел; 2) визуальные телескопические наблюдения и рисовка карт; 3) телескопическое фотографирование; составление карт и атласов на основе фотографических материалов; 4) исследования с помощью средств космической техники. Современная наука очень заинтересована в освоении космоса. Особенно в последнее время, когда так развиты технологии и есть возможность проводить исследования. Широкое внедрение в различные отрасли науки и техники картографических методов, расширение круга решаемых по картам задач и повышение требований к точности получаемых при этом результатов требуют увеличения объема выпускаемой картографической продукции, создания разнообразных по назначению карт и атласов высокого качества с минимальными трудовыми и материальными затратами. Решение этих задач возможно на основе постоянного совершенствования картографического производства, дальнейшего развития теории картографии, всех ее научно-технических дисциплин, в том числе ее ведущей дисциплины — проектирования и составления карт. В настоящее время существуют два основных метода создания карт. Первый — традиционный, основанный на использовании ручного труда. Второй — предполагает использование автоматизированных картографических систем. До недавних времен основным методом создания карт на картографическом производстве является метод, основанный (в части составления и оформления карт) на ручном труде. Вместе с тем в производство внедрялись методы, техника и технология создания карт, базирующиеся на автоматизации производства. Таким образом, проектирование и составление карт находятся на переходном этапе, характеризующимся все более полным внедрением в производство математических и других методов решения теоретических и практических задач, новых источников информации, методов моделирования, теории, способов и технологии автоматизации. Содержание любой карты, в отличие от фотоснимков, представляет собой целенаправленное изображение всех объектов действительности, всех подробностей их пространственной структуры. При составлении карты неизбежны и необходимы отбор объектов, упрощение их изображения. Отбор объектов действительности, обобщение изображения их количественных и качественных параметров соответственно теме, назначению и масштабу карты и особенностям картографируемой области называется картографической генерализацией. В процессе генерализации в соответствии с назначением карты отбирают и показывают главные, существенные, типичные свойства и характерные особенности отображаемых объектов и явлений. Картографическая генерализация — одна из теоретических и практических основ проектирования и составления карт — представляет собой метод преобразования диалектическую картографического природу, которая изображения. позволяет Она преодолеть имеет различные противоречивые требования, возникающие в процессе проектирования и составления карты. Применяя необходимую степень обобщения и определенную жесткость отбора, обеспечивают как бы количественную сторону содержания карты, устанавливают, сколько объектов и каких размеров (подробность их пространственной структуры) можно и нужно показать на составляемой карте. Однако одновременно должны быть удовлетворены и смысловые (качественные) требования к содержанию карты, т. е. должно быть установлено, какие именно объекты и какая пространственная структура должны быть показаны на составляемой карте. Для этого осуществляется целенаправленная научно обоснованная классификация объектов и связей между ними. В результате такой классификации формируются понятия собирательного порядка, соответствующие научным основам данной тематики и, следовательно, требованиям заказчика и будущего потребителя карты. Таким составителю образом, карты метод картографической возможность определить, генерализации сколько дает объектов действительности и каких размеров (подробность их пространственной структуры) может быть нанесено на составляемую карту; какие именно объекты и какие именно подробности должны быть изображены. Однозначные ответы на эти вопросы обеспечивают возможность создания полноценной карты в соответствии с ее назначением, тематикой и масштабом. Е.Р. Воробей Научный руководитель – асс. О.В. Гермак (г. Ростов – на – Дону, Ростовский государственный строительный университет) ВОЗМОЖНОСТИ И СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (ГИС) Инновации в области применения информационных технологий в географии начались в конце 1950-х, 1960-х и начале 1970-х годов. Были разработаны и стали доступны первые методы математического и статистического моделирования и дистанционное зондирование. Первое коммерчески доступное программное обеспечение для ГИС было разработано в конце 1970-х и стимулировало много экспериментов, так же как и развитие первых микрокомпьютеров в начале 1980-х годов. Это было интересное время, в котором развитие мощного программного обеспечения в сочетании с наличием недорогих компьютеров разрешило множество проблем в исследованиях. В начале 1990-х годов ГИС замедлила темп развития. Сильные и слабые стороны информационной технологии были к тому времени очевидным, исследователи пришли к выводу, что ГИС достигла своего пика и дальше развиваться не сможет. Исследователи современного мира настаивают на том, что полная интеграция информационной технологии в географии так и не была достигнута. В данной статье подробно описана ГИС, приведены различные примеры ее применения. Так же приводятся всевозможные аргументы, которые дают понять, что данную систему необходимо развивать дальше. Географическая информационная система (ГИС) является компьютерной системой для сбора, хранения, проверки и отображения данных, связанных с положением объекта на поверхности Земли. ГИС может содержать множество различных видов данных на одном карте. Такая способность системы позволяет людям более легко видеть, анализировать и понять закономерности и взаимосвязи. С технологией ГИС люди могут сравнивать расположение различных вещей по отношению друг к другу. Например, с помощью ГИС, та же карта может включать в себя участки, которые являются источниками загрязнения автозаправочные станции, и участки, которые подвержены загрязнению – водоемы. Такая карта поможет людям определить, какие водоемы подвергаются наибольшему риску. ГИС может использовать любую информацию, которая включает в себя расположение объекта. Расположение может быть выражено различными способами, такими как широты и долготы, адрес или почтовый индекс. Ввод информации в ГИС называется сбором данных. Данные, которые уже находятся в цифровом виде, такие как изображения, принимаемых со спутников и большинство таблиц, может быть просто загружены в редактор ГИС. Карты должны быть в виде сканированного документа, после чего они преобразуется в цифровой информации. ГИС обрабатывает различные карты, так они были идентичны по масштабу. ГИС обеспечивают мощные инструменты для решения географических и экологических проблем. Представьте себе, что ГИС позволяет организовать информацию о том или ином регионе или городе в виде набора карт. С каждой карты отображается информация об одной характеристике региона. Каждая из этих отдельных тематических карт, называется слоем, покрытием, или уровнем. И каждый слой тщательно наложен на другие, так что каждое местоположение точно соответствуют его месту на всех других картах. Нижний слой является наиболее важным, поскольку он представляет собой сетку географической системе отсчета (например, широта и долгота). После того, как эти карты были собраны в общую географическую систему отсчета, информация, отображаемая на разных слоях, может быть сравнена и проанализированы. Не все анализы требуют использования всех слоев карты одновременно. В некоторых случаях, исследователь будет использовать информацию выборочно, рассматривая связь между конкретными слоями. Кроме того, информация из двух или более слоев может быть объединена, а затем преобразована в новый слой для использования в последующих анализах. Этот процесс объединения и преобразования информации из различных слоев иногда называют "алгебра", поскольку он включает в себя добавление и вычитание информации. Представьте себе потенциал системы, в которой десятки или сотни слоев карты, упорядоченных для отображения информации о транспортных сетей, гидрографии, характеристик населения, экономической деятельности, политических юрисдикций и других характеристик природных и социальных условиях. Такая система будет ценной в широком диапазоне - для городского планирования, регулирования экологических ресурсов, управления опасностями, чрезвычайного планирования и так далее. Способность разделять информацию в слоях, а затем объединить его с другими слоями является причиной, почему на ГИС возложены большие надежды в качестве исследований и инструментов принятия решений. В то время как другие технологии могут быть использованы только для анализа аэрофотоснимков и спутниковых изображений для создания статистических моделей, либо разработать карты, эти все возможности находятся вместе в рамках комплексной ГИС. ГИС, с его множеством функций, следует рассматривать как процесс, а не просто как программное обеспечения. ГИС предназначена для принятия решений: нахождение определенных путей решения задач, хранение и анализирование подобной информации. Те исследователи, которые увидят ГИС просто как программное обеспечение, упускают важную роль системы, которую она может сыграть в рамках комплексного процесса принятия решений в области географии. А.А.Симонова Научный руководитель – асс. О.В. Гермак (г. Ростов – на – Дону, Ростовский государственный строительный университет) ВОЗДУШНОЕ ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ Современные методы лазерного сканирования, являющиеся составной частью дистанционного зондирования, используются для решения задач инженерного проектирования, землеустройства, инвентаризации, исследования рельефа, мониторинга опасных явлений, а также для составления топографических карт и планов. Лазерное сканирование представляет собой технологию, благодаря которой представляется возможным создание цифровой трехмерной модели объекта. Благодаря лазерным сканерам, которые измеряют координаты с высокой точностью, создается облако точек, образующих трехмерную модель объекта. Одним из способов лазерного сканирования является воздушное сканирование. Воздушное лазерное сканирование представляет собой комплекс мероприятий, в результате которых возможно получить цифровую модель рельефа и местности. Производительность метода составляет 500 – 600 км2 в день. Воздушное лазерное сканирование обладает рядом преимуществ, а именно: высокая точность измерений; отсутствие необходимости проведения наземных съемочных работ; возможность проведения работ в любое время суток, а также при любой погоде; сокращение трудозатрат и времени работ; возможность съемки труднодоступных мест. Для выполнения воздушного лазерного сканирования местности необходимо ознакомиться с техническим заданием и составить план полета. Следующим этапом является сканирование местности. Для проведения данного вида работ на борту устанавливают лазерный сканер. Это прибор, выполняющий измерения и вычисления с помощью лазерного излучения. Современными сканирующими системами, использующимися при выполнении работ, являются IGI Lite Mapper 7800, Lite Mapper 6800 - 240, Leice ALS70, REIGL VQ – 820 G, Optech ALTM Orion H300. Принцип работы основан на измерении наклонной дальности от лазера до наземного объекта, который является препятствием для прохождения луча. В результате, отраженный импульс регистрируется приемником, при этом фиксируется время задержки от момента подачи импульса до его отражения. Прибор способен одновременно определить угол ориентации сканирующего луча и координату точки. Точность получения координат 5 – 10см, а точность высотного положения 10 – 15 см. Высота съемки для обеспечения оптимальных условий сканирования не должна превышать 6000м. Для выполнения внешнего ориентирования сканера и поправки лазерного дальномера выполняют калибровку. Калибровка включает в себя сравнение координат объектов, определенных полевым путем, с их координатами, определенными путем лазерного сканирования. Следующим этапом является камеральная обработка материалов воздушного лазерного сканирования, которая производится в программном комплексе Тегга Scan H и TerraModeler на базе MicroStation. В результате камерального дешифрирования контуров получают совокупность точек, образующих цифровую модель снимаемого объекта или местности. Суммирую вышесказанное, можно сделать вывод о том, что воздушное лазерное сканирование является оперативным, точным способом определения координат. Данный метод является экономически выгодным по сравнению с традиционными геодезическими работами, так как требует меньше времени и осуществляется при любых погодных условиях, в связи с высокой степенью автоматизации измерений. А.В. Ульянов, Д.А. Чуйченко Научный руководитель — асс. Н.А. Калачёва (Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ СЛУЖБА СТРОИТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ В состав любой строительной организации входит геодезическая служба, являясь одной из основных структур по планированию и контролю процесса возведения зданий и сооружений. Они организованы при главных архитекторах администрации города (муниципальные строительные организации) или частных архитекторах (частная строительная организация). И в том и другом случае геодезисты несут непосредственную ответственность за качество выполнения съемок и последствия после анализа данных измерений. Структура геодезической службы: главный геодезист; исполнители геодезических работ (геодезисты-исполнители); старшие геодезисты. Все обязанности геодезического состава зависят от статуса и квалификации их строительном деле. Главный геодезист занимается сопровождением и руководством геодезических работ, подготовкой и сдачей документации, результатов измерений, каких-либо выводов о пригодности или непригодности выбранного района земли для инженерных работ, за что несет полную ответственность, непосредственно присутствует в комиссии, расследующих причины аварий на стройке. Геодезисты-исполнители и старшие геодезисты владеют технической документацией, ведут журналы геодезического контроля и измерений, оповещают линейный персонал стройки о результатах контрольных замеров, проводят инструктаж рабочих геодезической службы. Из-за особых требований точности приборов в обязанности младшего геодезического персонала входит так же своевременная юстировка инструментов. Количество геодезистов, техническая база зависят от масштаба и сложности планируемых работ, но последовательность действий этого вида строительной службы не зависит от них и выполняется в строгом порядке: съёмочные работы; трассировочные работы; разбивочные работы; исполнительные съёмки; наблюдение за деформациями и изменениями объектов. Любое нарушение в выполнении геодезических работ может привести к материальному ущербу, потерям человеческих жизней. Самую большую ответственность во время строительных работ несёт главный геодезист. В первую очередь он должен сам не нарушать должностных инструкций, во избежание правонарушений, так же он обязан контролировать все подведомственные организации. По необходимости главный геодезист может приостановить строительство, предупредив об этом руководство (главного инженера объекта). Геодезистам-исполнителям необходимо полностью знать документацию, требующуюся для проведения геодезических работ, вести журнал контроля и сообщать реальные результаты измерений. Таким образом, ответственность геодезистов при строительстве максимальна, в силу того, что именно от них зависит старт строительства объекта, завершение, и его дальнейшая эксплуатация. А.А.Игнатов, Я.О. Сухомлинов Научный руководитель — асс. Н.А. Калачёва (Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МОНТАЖЕ СТЕН, ПОДВАЛОВ, ЦОКОЛЯ, ПЕРЕКРЫТИЙ НАД ПОДВАЛОМ Подвальная часть здания включает в себя: фундамент, по верху которого укладывается гидроизоляционный слой, предохраняющий здание от грунтовой влаги, и горизонтальные ряды блоков, образующие вертикальные стены подвала, на внутреннюю часть которых сверху опирается горизонтальное перекрытие — пол первого этажа. Стены подвала возводятся из прочного материала на некоторую высоту (0,5-1 м) над землей, чтобы образовалась нижняя выступающую часть наружных стен здания, так называемый цоколь. Для отвода атмосферной влаги вокруг здания укладывают твердое покрытие из асфальта или бетона – отмостку шириной около 1 м. Геодезические работы при возведении подвальной части здания включают: - контроль за горизонтальным уложением рядов блоков друг над другом и за вертикальностью стен; - вынос отметки нижней плоскости перекрытия над подвалом и контроль за его уложением в горизонтальное положение с необходимой точностью с помощью нивелира; - вынос с помощью нивелира, как минимум, от двух реперов и закрепление на цоколе здания (снаружи и внутри) условного горизонта, смещенного вниз от нулевого горизонта (уровня чистого пола первого этажа). Нулевой горизонт, который всегда выше цоколя и перекрытия на целое число дециметров, выносят на стены здания (снаружи и внутри) после того, как они будут выведены над цоколем на соответствующий уровень; - вынос с помощью теодолита и закрепление снаружи на цоколе (рисками или специальными знаками) основных осей здания от осевых знаков до того, как закроется стенами взаимная видимость между ними; - исполнительную съемку подвальной части здания. Вынос основных осей на цоколь здания выполняется теодолитом, который тщательно устанавливают над одним из осевых пунктов и наводят пересечением нитей зрительной трубы на центр противоположного знака, а потом опускают визирную ось до уровня цоколя и отмечают на нем пересечение нитей карандашом. Второй раз проектируют визирную ось на цоколь при другом положении вертикального круга и среднее ее положение закрепляют яркой краской или насечкой (отверстием, керном) на специальных знаках. Сооружением подвальной части до уровня цоколя завершается нулевой строительный цикл. Геодезические работы в нулевом цикле завершаются исполнительной съемкой подвальной части здания, в процессе которой определяют: - фактические отметки пола подвала, верха гидроизоляции, верха цоколя; - отклонения фактических отметок от проектных верхней плоскости перекрытия в точках пересечения осей и между ними. Отклонения фактических отметок от проектных не должны превышать: для пола подвала 2 см; гидроизоляции и перекрытия 1 см; цоколя 0,5 см. Исходя из этого, можно сказать, что работа геодезиста на начальной стадии строительства здания очень важна. Н.А. Мазирка, В.В. Таутиев Научный руководитель — асс. Н.А. Калачёва (г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) СОСТАВ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ ПОДЗЕМНОГО ЦИКЛА, ПОДЛЕЖАЩИХ ГЕОДЕЗИЧЕСКОМУ КОНТРОЛЮ При строительстве многоэтажных домов принято разбивать работы по этапам, которые называются циклами. При окончании подготовительных работ строительства организовываются работы первого этапа. Первый этап – начало строительства подземной части многоэтажного дома. В геологических и гидрогеологических условиях монтаж конструкции подземной части создаются работы по обработки искусственного основания. В первый этап работы входят: 1) подготовка основания под фундамент с зачисткой; 2) водоотведение и понижения уровня грунтовых вод; 3) подготовительные работы к процессу сборки установок конструкции в подземной части многоэтажного дома - устройство усиленного основания под самодвижущийся кран; 4) перенос на дно котлована осей фундамента; 5) установка конструкции подземной части многоэтажного дома 6) проложение подземных линий подачи воды, сброса отходов, подача газа, тепловых сетей, водостока, дренажа, телефонной линии, электрического снабжения; 7) разбивка осей фундаментов в вырытом котловане; 8) установка конструкции перекрытия над подземной частью многоэтажного дома; 9) установка защитных конструкции на фундаменты и стен подвала от проникновения воды; 10) уплотнение грунта при обратной засыпки; 11) подготовительные работы к процессу сборки установок конструкции надземной части многоэтажного дома - проложение подкрановых путей на усиленное основание и установка конструкции башенного крана. Работа первого этапа основывается на технологиях переработки грунта и разного типа и форм земляных сооружений, а также переработка расположения по отношению к надземной поверхности. Осуществление подземного цикла работ было бы сложней осуществить без геодезического контроля. Геодезическому контролю подлежат следующие работы: разбивка свайного поля, рытьё котлованов, строительство фундаментов, подвалов и перекрытий. Если положение сваи задано координатами, то разбивку осей свай (свайного поля) осуществляют из пунктов разбивочной сети. После того как сваи будут установлены их положение и координаты определяют на основе данных полученных из другого пункта сети. Согласно результатам проверки, составляют исполнительную схему, на которой указано отклонение координат свай от проектного положения. При возведении котлована осуществляют работы по разметке контура котлована, трансляции разбивочных осей и отметок на его дно, периодическим съемкам для определения объёма выполненных земляных работ, по плановой и высотной съемкам вырытого котлована. При возведении фундамента геодезические типы работы зависят от специфики проекта. Монолитный ростверк устанавливают на забитые сваи, при этом на них наносятся отметки срубки. Разбивочные оси наносят на сваи после их срубки. Ставят опалубку и арматуру согласно замерам, перенесенным на сваи осей. Наивысшая точка ростверка переносится на опалубку и отмечается на ней. Прежде чем строить стены подвальной части здания, необходимо проверить горизонтальность верхних слоёв фундамента, это достигается путём геометрического нивелирования. Если возводят монолитную подвальную часть, то на фундаментной плите помечают место установки опалубки. От осей, закреплённых на фундаменте, откладывают проектные расстояния, таким образом, производится разметка. Осуществляют плановую и высотную исполнительную съемку, возведённых стен. Геодезический контроль при нулевом цикле, как и при остальных циклах, позволяет строить с большой точностью и избежать проведения лишних работ. Так же благодаря нему возможна качественная установка строительных конструкций и их элементов. Геодезический контроль является обязательной процедурой при строительстве. Е.С. Талызина Научный руководитель — асс. Н.А. Калачёва (г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ПОЛИГОНОМЕТРИЧЕСКОЙ СЕТИ Полигонометрия – один из методов построения плановой геодезической сети, включающий в себя построение на местности системы ломаных линий, в которых измеряют все отрезки линий и горизонтальные углы между отрезками. По точности измеренных углов и расстояний полигонометрия государственной геодезической сети бывает четырех классов, и двух разрядов. Государственная геодезическая сеть полигонометрии 4 класса является переходным видом между государственной геодезической сетью и государственной сетью сгущения. Согласно «Инструкции по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500», в полигонометрии измерение углов производится оптическими теодолитами, линии измеряются радиодальномерами, светодальномерами и базисными приборами, тахеометрами можно измерить одновременно углы и расстояния. При построении сети полигонометрии необходимо определить необходимо измерить отметки пунктов превышения полигонометрии, между закрепленными для этого точками нивелированием IV класса. В настоящее время для измерения углов, линий и превышений используют тахеометры. Электронный тахеометр – это инструмент не для узкоспецифичной работы. Он объединяет в себе несколько устройств: электронный теодолит, электронный дальномер, блок управления, вычислительные программы и память для сохранения результатов. Память может быть внутренней или съемные носители (специальные карты или стандартные карты памяти). Для работы инструмента используются аккумуляторы (внешние или внутренние). Управление процессом измерений и вычислений осуществляется с помощью пульта (встроенного в инструмент или съемного). Наведение инструмента может быть механическим (как у обычных оптических инструментов) или автоматическое (инструмент использует сервомоторы для наведения, поиска отражателя и слежение за ним). Методы измерения расстояний: фазовый, основанный на пропорциональных изменении фазы электромагнитных расстоянию, пройденному этими колебаний, колебаниями, и импульсный, с помощью которого измеряют время прохождения сигнала от источника до цели и обратно. Фазовый дальномер более точный, из-за сложности вычисления точного интервала времени в импульсных дальномерах. Лазеры у тахеометров делятся на 4 класса безопасности, класс 1 – не способный причинить повреждение человеческому глазу, класс 2 – причиняет повреждение человеческому глазу в том случае, если смотреть непосредственно на лазер на протяжении длительного периода времени (> 0.25сек), класс 3 лазеры мощностью до 5 мВт, при работе ними необходимо избегать попадания в глаза, класс 4 – лазер, у которого рассеянный луч может стать причиной ожога глаза или кожи. Отражатели различных типов и отражательные системы на их основе предназначены для определения расстояния при работе с электронными тахеометрами. Существуют два основных типа отражателей: призменные, основным элементом которого является призма и пленочные, представляющие собой пленку с отражающей поверхностью, состоящей из большого количества микропризм, каждая из которых подобна классическому призменному отражателю. Наиболее распространены тахеометры марки: Topсon, Sokkia, Trimble, Pentax, leiсa, Nikon. На современном этапе при построении государственных геодезических сетей и сетей сгущения используются искусственные спутники Земли с применением систем спутникового позиционирование – GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия). М.И. Аскаpов, Д. А. Матвеев Научный руководитель — асс. Н.А. Калачёва (Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет) ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ПОДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ЗДАНИЯ Первое что делается при строительстве – это заливка фундамента. Без фундамента невозможно представить ни одно здание. И поэтому геодезические работы являются основой процесса капитального строительства, в том числе возведения подземной части здания. От их точности зависит безопасность объекта, а именно техническая и эксплуатационная надежность сооружения. Геодезия при возведении подземной части здания включает в себя несколько этапов. 1) Построение геодезической основы, вынос основных осей, отметок (подготовительные работы). Для детальной разбивки подземной части здания, закрепления осей и передачи их в котлован и на фундаменты по периметру здания или сооружения устраивают обноску. Она бывает 3 видов: сплошной, скамеечной или створной. 2) Разработка котлована, вертикальная планировка (детальные разбивочные работы). Перед разработкой котлована производят следующие работы: нивелирование поверхности участка строительства по квадратам или тахеометрическую съемку с целью последующего уточнения и корректировки объемов земляных работ; вынос в натуру основных осей, их детальная разбивка на обноске и закрепление створными, грунтовыми знаками и цветной окраской на соседних зданиях; разбивка контура котлована. Завершением работ по устройству котлована служат исполнительная съемка и составление схемы, на которой указывают фактические и проектные отметки дна котлована. 3) Возведение самого фундамента и его искусственное укрепление конструкциями Исходными данными для устройства фундаментов являются схемы осей зданий и сооружений с расстояниями между ними и привязкой к конструкциям фундаментов, планы и разрезы фундаментов и котлованов под несущие конструкции и технологическое оборудование, отметки опорных поверхностей оснований и фундаментов.
