УДК 528.01/.06

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГНСС-ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ СОЗДАНИИ ГИС РЕГИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ

№16,

Науки о Земле

Кузьменко Мария Николаевна

Ключевые слова: ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА; ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ; ГЛОБАЛЬНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ; ГНСС-ОБОРУДОВАНИЕ; ТОПОГРАФИЧЕСКАЯ СЪЁМКА; GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM; SPATIAL DATA; GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM; GNSS EQUIPMENT; SURVEYING.

Аннотация: В работе рассмотрен способ получения информации с помощью ГНСС-технологий с целью дальнейшего представления данных в геоинформационной системе регионального уровня.

В целях обеспечения органов государственной власти актуальной, точной и достоверной информацией о территории РФ, а также для высокоэффективной работы и принятия оперативных управленческих решений в современных условиях необходимо создание геоинформационной системы (ГИС). ГИС представляет собой автоматизированную систему сбора, хранения, анализа пространственной информации, её визуализации и представления [2]. В соответствии с уровнем власти выделяют федеральные, региональные, муниципальные геоинформационные системы, различающиеся по территориальному охвату.

В ГИС регионального уровня находятся геопространственные данные на территорию субъектов Российской Федерации, федеральных округов, экономических и природных зон. Региональная геоинформационная система главным образом предназначена для систематизации информации, изображения на карте пространственных данных, имеющих географическую привязку, и удобной навигации. Пространственные данные в региональной ГИС могут представлять собой границы субъектов РФ, населённых пунктов, данные дистанционного зондирования, системы инженерных коммуникаций, сведения о застройке, экологическом состоянии территории, состоянии зелёных насаждений [1, 3] и др. Региональные ГИС во многих случаях имеют ограниченный доступ, однако при необходимости могут являться открытым Интернет-ресурсом для населения. Для создания геоинформационной системы региона следует учитывать многоцелевое назначение такой системы и возможность её широкого применения для решения задач управленческого характера, в том числе в целях информационного обеспечения градостроительной деятельности. Ведение ГИС регионального уровня позволяет выполнять следующие задачи:

  1. Планировка территории и проектирование объектов капитального строительства.
  2. Учёт инженерных коммуникаций, земельных участков, территориальных зон, зелёных насаждений.
  3. Прогнозирование негативных техногенных и антропогенных явлений.
  4. Управление транспортными потоками и городскими автомобильными маршрутами.
  5. Обеспечение возможности создания систем экологического мониторинга.
  6. Выполнение инженерно-геологического и градостроительного районирования и функционального зонирования.

В процессе создания геоинформационной системы регионального уровня можно выделить несколько этапов (таблица 1).

Таблица 1

Этапы создания ГИС регионального уровня

№

Этап

Производимые работы
1 Сбор комплексной информации о местности Изучение картографических и топографических источников информации о территории, получение результатов дистанционного зондирования Земли, исследование статистики изменений, происходящих на данной территории.
2 Обработка полученных данных Применение различных программных продуктов (системы автоматизированного проектирования, автоматической векторизации, системы распознавания образов).
3 Систематизация геоданных Создание базы разнородных данных о конкретной территории. На данном этапе происходит накопление информации и её рациональная организация.
4 Анализ и моделирование Проведение необходимых расчётов, решение задач логистики, тематическое картографирование различных параметров, возможность трёхмерного моделирования территории.
5 Преобразование в цифровой вид Работы этого этапа направлены на создание специальных оболочек для свободного размещения цифровой картографической и атрибутивной информации на интернет-порталах.

Первый этап по сбору комплексной информации является одним из ключевых, поскольку быстрорастущие потребности в достоверности информации и охвате территории требуют соответствующих мобильных программно-аппаратных решений. Существуют различные геодезические приборы для сбора пространственных данных: электронные тахеометры, цифровые нивелиры, приборы спутниковой навигации и другие [2]. Данную задачу по оперативному сбору сведений о положении объектов качественно решает использование приёмников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

ГНСС-оборудование представляет собой комплекс радиоприёмных устройств (база и ровер), позволяющих определять координаты объектов на местности путём обработки принимающим аппаратом поступающего спутникового сигнала (рисунок 1).


Рисунок 1 – ГНСС-оборудование

База – это приёмник, находящийся на пункте с известными координатами в недвижимом состоянии в период измерений. Ровер – приёмник, переставляемый на точки с неизвестными координатами, с которого производят съёмку в непрерывном режиме. Радиооборудование отслеживает четыре и более спутника, фиксирует значения с одинаковым временным периодом. Процесс определения координат осуществляется на основе получения данных о временных задержках приёма радиосигналов, которые излучаются спутниками (рисунок 2). Съёмку территории с применением ГНСС-приёмников можно производить в нескольких режимах: статики, кинематики с постобработкой, кинематики реального времени (RTK).


Рисунок 2 – Съёмка с применением ГНСС-оборудования

Одним из распространенных методов съёмки является съёмка в режиме статики, наиболее подходящая для всех размеров базисов – линий, измеренных с высокой точностью на местности, служащие основой для дальнейших геодезических работ. Суть съёмки заключается в центрировании над пунктом с известными координатами одного из приёмников (базы) и второго приёмника (ровера) над точкой, координаты которой необходимо определить. Оборудование собирает геоданные на концах базиса в течение определенного промежутка времени. Режим статики является наиболее точным методом съёмки.

Режим кинематики с постобработкой удобен при выполнении топографической съёмки, в целях обеспечения данными кадастровые и землеустроительные организации. Вследствие непродолжительных сеансов наблюдений, применение такого режима целесообразно и эффективно. Для использования метода кинематики с постобработкой необходим полевой контроллер, предназначенный главным образом для автоматизации топографо-геодезических работ.

Для выполнения геодезических работ использование режима кинематики реального времени является самым эффективным. Преимущество метода заключается в коротких сеансах наблюдения (несколько секунд) и высокой точности получаемых данных. Отличительная особенность метода RTK от других режимов съёмки состоит в отсутствии последующей обработки данных и их редактирования. Измерения записываются в полевой контроллер, а затем их импортируют в компьютер, где эти данные будут представлены координатами пунктов. Для реализации съёмки в режиме RTK необходимо использовать радиомодем, посредством которого осуществляют передачу цифровых данных по радиоканалу.

Съёмка с использованием ГНСС-оборудования обладает рядом преимуществ:

  • возможность охвата значительной по площади территории;
  • оперативность;
  • возможность отсутствия прямой видимости между пунктами;
  • представление результатов, которые возможно импортировать в ГИС.

Однако система ГНСС также обладает некоторыми недостатками. Например, препятствиями для работы с ГНСС-оборудованием могут служить объекты перекрывающие небо (кроны деревьев) или большое количество металлических сооружений и конструкций, которые отражают поступающий спутниковый сигнал. Поэтому, ГНСС системы целесообразнее применять на линейных или крупных площадных объектах с хорошей видимостью неба, таких как дорожная сеть, коммуникации на незастроенной или малозастроенной территории.

Обработка полученных результатов заключается в импорте ГНСС-данных разных форматов в специализированную программу, где происходит:

  1. Корректировка ошибок, совершенных при работах на местности.
  2. Использование данных полученных в результате статических и кинематических наблюдений при вычислении базисов.
  3. Создание каталога, содержащего информацию о координатах точек.
  4. Организация отчёта о вычислении базовых линий, представляющего возможность просмотра вариантов решений, их точность, а также результатов проверки обработанных базовых линий на соответствие допускам.
  5. Свободный выбор обработки отдельных базовых линий.
  6. Просмотр и внесение изменений в результаты наблюдений и векторов ГНСС.

После обработки измерений, данные могут быть экспортированы в ГИС. На современном этапе развития совместное использование таких технологий как ГИС, ГНСС и интернет-среда дает возможность подойти к решению проблемы получения пространственной информации с новых позиций. Использование ГНСС-оборудования является одним из точных, выгодных и быстрых методов сбора информации. Созданные на основе этих данных электронные карты могут быть опубликованы на интернет-ресурсах, позволят определять расположение объекта, путём расчётов находить варианты наилучших маршрутов, принимать эффективные управленческие решения, планировать градостроительную деятельность, получать вспомогательную информацию [3].

Список литературы

  1. Авдеев Ю.М., Мокрецов Ю.В., Тесаловский А.А., Попов Ю.П. Экологическая оценка свойств фитоценозов в различных лесорастительных условиях. // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2017. – №10. С. 108-114.
  2. Озорнина, Н. Н., Попов Ю. П. Использование электронного тахеометра для сбора данных при создании ГИС // NovaUm.Ru. – 2018. – №12.С. 256-259.
  3. Авдеев Ю.М., Мокрецов Ю.В., Тесаловский А.А., Попов Ю.П., Протопопова Е.В. Инновации в развитии лесного комплекса Вологодской области // Постулат. – 2017. – № 10-1 (24). С. 6.