Топогеодезия это: Топогеодезические войска Российской Федерации | это… Что такое Топогеодезические войска Российской Федерации?

Топографы особого назначения: кто и как обеспечивает войска точнейшей картографической информацией

Военные топографы отвечают не только за текущие задачи в своей сфере, но и ведают заблаговременной подготовкой территорий континентальных районов в топогеодезическом отношении, задействуя для этого структуры, в той или иной степени занятые в геодезической и картографической деятельности.

Новый выпуск программы «Военная приемка» на телеканале «Звезда» посвящен как раз работе военных топографов. Журналисту Алексею Егорову будет открыт доступ к сведениям, ранее практически недоступным широким массам. Как проводится практическое обследование районов, кто создает макеты местности и с каким реальным риском сопряжено выполнение этой, на первый взгляд, сугубо бумажной работы – обо всем этом смотрите в новой программе из цикла «Военная приемка».

Точки на карте

То, что территорию, которой, возможно, предстоит стать полем боя, первыми изучают топографы в погонах — известно каждому, кто хоть немного знаком с военным делом. В 2012 году в структуре Минобороны России был создан 543-й Центр геопространственной информации и навигации – уникальное формирование, призванное обеспечить выполнение широкого спектра топогеодезических услуг в интересах российского военного ведомства на Юге России. Свои задачи топогеодезисты этого Центра решают преимущественно методом практического изучения местности. Для этого у них на вооружении имеются оригинальные технические и транспортные средства, позволяющие в режиме реального времени выполнять различные виды съемок — от фотографической до топогеодезической.

Именно таким оборудованием, смонтированным на базе автомобиля повышенной проходимости «КамАЗ», специалисты Центра в прошлом году проводили обследование территории Крыма. Возможности техники позволяли прямо по ходу движения составлять либо сверять карты, передавать их на базу. Однако топогеодезические работы на полуострове мало напоминали отпускную прогулку по курортному району. Специалистам пришлось устанавливать специальные вышки, выступающие в качестве реперных точек для координатной сетки. Вышки эти, между прочим, немаленькие по размеру — высотой под 12-этажный дом. Военным топографам пришлось ставить их самостоятельно, без привлечения сторонних организаций.

…Да, такие походы могут для несведущих напоминать экспедиции геологов времен середины прошлого века. Однако романтики в работе военных топогеодезистов не так много. Перед специалистами этой службы стоит сложная и ответственная задача — в точности определить планово-высотное обоснование заданных районов, определить и закрепить координаты и высоты «точек», создать основу для привязки в геодезическом отношении в интересах войск. При этом местность, куда задание командования нередко забрасывает военных топогеодезистов, мало напоминает прогулочную. Горные кручи, каньоны, непроходимые ущелья, узкие пещеры — эти и иные преграды подстерегают специалистов этой службы постоянно.

Координаты боевого применения

Начальник Военно-топографического управления Генерального штаба Вооруженных Сил России — начальник Топографической службы всей российской армии и флота полковник Александр Зализнюк не один десяток лет в этой сфере деятельности, удостоен почетного звания «Заслуженный работник геодезии и картографии РФ». По его словам, сегодня в систему работы специалистов топослужбы все активнее приходят современные технические средства. К примеру, теодолит — измерительный прибор для определения горизонтальных и вертикальных углов при топографических съемках — уступает место средствам космической геодезии.

«Космическая геодезия формирует и определяет геоцентрическую систему координат, центр которой находится в центре масс Земли, — отмечает полковник Зализнюк. — Этот центр масс статичен, но его необходимо знать с высокой точностью».

Обладание такой информацией позволяет с высокой точностью производить, скажем, ракетные пуски, задавая координаты целей с точностью до сантиметра. Кстати, это позволяет выполнять стрельбы меньшим количеством боеприпасов, экономя расходы на их закупку, экономя военный бюджет.

Именно по материалам космической съемки топографические карты создаются в электронном виде. По словам начальника 946-го Главного центра Геопространственной информации Минобороны России полковника Владимира Козлова, цифровая информация о местности обрабатывается программно-аппаратным комплексом, причем точность, с которой создаются эти карты, также не превышает сантиметра.

«Такие карты мы можем составить на территории всего Земного шара», — с гордостью сообщает офицер.

Стоит отметить, что космические технологии тоже совершенствуются, уходя от методик, принятых еще в 1980-х годах. В тот период тоже использовали спутник, однако съемка велась на обычную фотопленку, и когда она подходила к концу, спутник сбрасывал капсулу из космоса на Землю, после чего сделанные снимки переносили на бумагу вручную.

Топографы особого назначения

Правда, там, куда из космоса не заглянешь, главным спутником топографа был и остается тот самый теодолит. А еще — электронные тахеометры, лазерные рулетки, нивелиры плюс штатное снаряжение и экипировка, которое военнослужащим приходится нести на себе. Работа специалистов топослужбы, как уже было сказано, не всегда романтична… К тому же временами она и вовсе напоминает экстрим, настолько здесь непросто, а то и просто опасно. Переправы по канатным дорогам, прыжки с парашютом, походы на лошадях. А еще — выполнение задач практически на передовой. Бывший начальник 543-го Центра Александр Гончарук вспоминает, что его специалистам приходилось выполнять задачи в ходе обеих контртеррористических операций на Северном Кавказе, а также во время «пятидневной» войны в августе 2008-го. В 1996 году офицеру довелось составлять картографически точный макет Грозного: в дальнейшем все операции наших войск отрабатывалась именно на этой уникальной схеме. Кстати, тот макет площадью 4 на 6 метров, как вспоминает Александр Гончарук, делали спешно, из подручного материала. Но справились, выполнили задачу.

К счастью, рисковать жизнью и здоровьем топогеодезистам приходится не так часто. На помощь человеку приходит техника. Упомянутый выше передвижной навигационный комплекс на базе «КамАЗа», входящий в свою очередь в состав цифровой топографической системы, позволят сократить месяцы кропотливого труда до нескольких часов. Данные, собранные геодезистами, соединяются на компьютере с фотографиями со спутников и самолетов, «привязываются» к координатам местности и выводятся в аналоговом виде причем, карты распечатываются здесь же, на базе входящей в комплекс передвижной типографии.

Важный аспект: передача координат производится в закодированном виде. То есть, каждый военный топограф выступает еще и в роли криптографа — шифровальщика. Как отмечает начальник 946-го Главного центра полковник Владимир Козлов, карта ориентиров позволяет передавать информацию по средствам связи с использованием условных наименований объектов. Кстати, во время Великой Отечественной войны наши разведчики часто запутывали фашистов, давая немецким городам свои, условные имена. Так город Вормен стал Васей, Арнштайн — Колей, Тиффензейн — Петей.

А перед Бородинским сражением 1812 года наши разведчики сумели подбросить в наполеоновский штаб и вовсе поддельные карты, где изменили названия многих населенных пунктов. В итоге запутавшись на местности, французы потеряли несколько дней. К слову, в хранилище картографического центра можно найти материалы как раз 1812 года — того самого, когда императорским указом в России была создана топографическая служба.

По сирийским лекалам

Опыт нынешних боевых действий в Сирии показал, что от карт в их привычном виде отказываться еще рановато. Компьютер не всегда может оказаться у командира под рукой. Но ведь и карты в бумажном варианте тоже становятся более совершенными. Например, они уже делаются с защитой от воды, с возможностью нанесения информации специальными маркерами. Созданы карты… на шелке! Такие средства изначально абсолютно компактны, их можно скомкать, сунуть в карман без ущерба для последующего использования.

Новым словом в военной картографии можно считать трехмерные модели. Начальник Военно-топографического управления полковник Александр Зализнюк подчеркивают, что такие карты применяются как штабами, так и военнослужащими в индивидуальном порядке.

«У нас имеется оборудование, с помощью которого мы делаем эти схемы, — говорит полковник Зализнюк. — Сначала создается трехмерная виртуальная модель, затем с помощью специального станка вырезается матрица, и на специальном плоттере распечатывается карта».

Стоит отметить, что офицеры Военно-топографического управления принимали участие в создании трехмерных цифровых карт сирийских Алеппо и Пальмиры. Они выполняли математическую поддержку, проводили геодезические работы. Модель получилась такой, что по ней можно точно измерять расстояния, площади, высоты. Просчитывались на наших картах и первые пуски знаменитых «Калибров», которыми наносились удары по объектам террористов в Сирии. По информации, которая была подготовлена специалистами топослужбы российского Генштаба, по созданной ими электронной топографической карте были подготовлены полетные задания для успешного применения этого высокоточного оружия.

Военные топографы рассказали, почему у них нет женщин на офицерских должностях

07.02.2022 в 13:57

Политика

5957

Поделиться

Сложно представить армию без топографических карт. В любом военном фильме, будь он современный или о событиях вековой давности, есть кадры, где военачальники, склонившись над картами, обсуждают план наступления или обороны. Конечно, в сегодняшней реальности бумажные карты все чаще заменяются на цифровые. Но от этого профессия военного топографа не стала менее востребованной. Напротив, без точных координат в эпоху высокоточного оружия войны не выиграть.

8 февраля военная топографическая служба Российской армии отмечает свой юбилей — 210 лет. В преддверии праздника корреспондент «МК» побывала в 47-м экспедиционном топогеодезическом отряде Вооруженных сил РФ и узнала некоторые профессиональные секреты военных топографов.

Фото: Министерство обороны РФ

Профессия — Родину измерять

Город Звенигород, русская Швейцария, природный оазис всего в каких-то двух часах езды от шумной столицы. Конечно, в Подмосковье немало красивых мест, но этот город особенный. Сочетание завораживающей природы со старинными архитектурными постройками не оставят равнодушными ценителей прекрасного. Не зря «Град звенящий на холме», а именно такое название он получил за обилие колоколен, был так любим классиками. Сюда частенько наведывались Пришвин, Танеев. Здесь жил и врачевал Антон Павлович Чехов. Не утратил своей магической привлекательности Звенигород и сейчас, город буквально утопает в коттеджных поселках.

Именно здесь и обосновался 47-й экспедиционный топогеодезический отряд, в чьи задачи входит Родину измерять.

Проехав через весь город и полюбовавшись его видами из автомобиля, сворачиваем перед указателем «Красная звездочка». Это и есть главный ориентир на нашем маршруте. Дальше совсем немного, и вот перед нами железные ворота с бдительными постовыми. О том, что здесь располагаются военные топографы, можно догадаться по установленному рядом с въездными воротами теодолиту. Мимо его «зоркого ока» нельзя пройти незамеченным. Это такой измерительный прибор для определения горизонтальных и вертикальных углов при топографических съёмках, проще говоря, непременный атрибут топографической службы.

Вообще топография — наука сложная, и простому обывателю, вроде меня, не очень понятная. Поэтому знакомство с отрядом решено начать с теории. Командир 47-го экспедиционного топогеодезического отряда подполковник Сергей Бычков объяснят по порядку.

— Наш отряд подчиняется непосредственно Военно-топографическому управлению Генерального штаба. Основное наше предназначение — это выполнение топогеодезических и навигационных работ в интересах всех видов и родов Вооруженных сил.

Мы занимаемся геодезическим обеспечением военных объектов. Все знают, что любое современное вооружение, идет ли речь о танке, БМП или самолете, имеет прицельно-навигационные комплексы, работающие с координатами. Если мы говорим о самолетах, то экипажу должны еще быть известны координаты своего аэродрома. И наша служба занимается в том числе и геодезическим обеспечением аэродромной сети, каждого аэродрома. Для начала нам необходимо определить опорную геодезическую сеть, от которой производим дальнейшие работы и определяем координаты всех радионавигационных средств аэродрома, стоянки воздушных судов, координаты и высоты взлетно-посадочных полос. Эти данные впоследствии вносятся в геодезическую карточку аэродрома, и дальше по ним уже работают летчики и штурманы.

Семь раз отмерь

Командир рассказал, что раз в пять лет любая топографическая информация нуждается в обновлении. Это прописано в регламенте. Если за это время на аэродроме не производились никакие работы, ничего не строилось, не менялась длина взлетно-посадочной полосы, то в таком случае расчеты топографов выезжают на место, чтобы уточнить координаты. Если же какие-то изменения были, то все переопределяют заново.

— А зачем проверять, если никаких работ не производилось?

— Во-первых, на аэродроме могут меняться места стоянки воздушных судов. Во-вторых, сама геодезическая сеть жестко привязана к Земле. Не стоит забывать о простых геофизических изменениях Земли. Литосфера находится в движении, а значит, в координатах любой точки могут происходить изменения. Они могут быть незначительными, но со временем, с учетом огромных пространств, ошибка накапливается и, условно говоря, «дотянув до Сибири», мы рискуем получить погрешность до 60 метров.

Ну, и конечно же, города у нас развиваются, земли пашутся, дороги строятся и часть обозначенных на местности геодезических пунктов может быть просто утрачена или нарушена. Поэтому обследовать и уточнять информацию необходимо…

Рассказал офицер и про «оружие» топографов. В арсенале у них сегодня спутниковая геодезическая аппаратура. Такая, как комплекс «Медиана» — высокоточный электронный прибор, позволяющий определять координаты от исходного пункта на расстоянии до 100 километров. Есть классические геодезические приборы – теодолиты, дальномеры, приборы для измерения азимутов — гиротеодолиты. Командир уточнил, что сейчас, с развитием техники, теодолиты ушли на второй план, а их место заняли тахеометры, где угломерные измерения и измерения расстояний объединены.

— А чем, к примеру, ваш спутниковый «Орион» отличаются от того же Яндекс-навигатора?

— В автомобиле с навигатором вы нажали кнопку, сказали адрес и система проложит вам маршрут по дорогам. Навигационная аппаратура индивидуального использования «Орион» маршрут не прокладывает. В зависимости от района выполняемых задач, необходимо самостоятельно загрузить электронную карту, на которой, соответственно, будут отображаться объекты.

Маршрут по электронной карте вы выбираете сами, сами определяете поворотные точки в зависимости от того, каковы условия местности, ведутся или не ведутся боевые действия. Если доверить эту задачу устройству, он проложит путь просто по прямой, но понятно, что не всегда есть возможность ехать по дорогам и мостам. Прибор защищен от помех и работает по спутниковым системам ГЛОНАСС и GPS.

Сейчас с развитием радиоэлектронной борьбы (РЭБ) любой спутник можно как «заглушить», так и загрубить или исказить исходные данные. Потому мы проводим такой вид работ, как контроль навигационного поля. Выполняется он тем же прибором «Орион». В позиционных районах это происходит следующим образом: от геодезического пункта с исходными координатами, в процессе выполнения задач мы выходим на нужный пункт и определяем координаты спутниковыми системами. То есть прибор выдает координаты в реальном времени, и мы сверяем их с координатами, которые определили. Сразу становится понятно, насколько корректно в данный момент работает спутниковая аппаратура. Вот такая космическая топография…

Фото: Министерство обороны РФ

География работ отряда впечатляет. С 2012 года отряд выполнял задачи в самых разных районах мира, включая Новую Землю и Новосибирские острова. Практически везде, где наши вооруженные силы развивают инфраструктуру. Военные топографы обеспечивают работу исследовательских экспедиций Русского географического общества, снабжают актуальными картами военных железнодорожников на БАМе, строителей трансполярной магистрали.

47-й отряд принимал участие в решение задач и за рубежом: в Сирии, Нагорном Карабахе.

— А с нетипичными задачами приходится сталкиваться?

— Бывает, нам приходится заниматься гравиметрией — расчетом ускорения свободного падения в той или иной точке на поверхности Земли. Но такими работами мы занимаемся нечасто. Это все же больше прерогатива одного из подразделений Ракетных войск стратегического назначения, поскольку их средства поражения применяются на большие расстояния. А цена ошибки на старте высока…

На службу в отряд, как правило, попадают выпускники 7-го факультета Военной академии космических войск имени Можайского в Санкт-Петербурге. Но встречаются и «пиджаки». В армии так называют офицеров, имеющих не курсантское, а студенческое прошлое. Если говорить про столичный регион, то это, в основном, выпускники Московского института геодезии и картографии.

А вот женщин-топографов на офицерских должностях нет ни одной. Объясняется это очень просто: командировки зачастую связаны далеко не с самыми комфортными условиями проживания. Перестраивать быт под представительниц прекрасной половины человечества, понятное дело, никто не будет.

Солдаты-срочники в отряде тоже есть. Бойцы в полевых условиях набираются опыта и перенимают знания от офицеров..

«Без нас никуда»

После теории — в поля, где топографический расчет показал работу подвижного навигационного геодезического комплекса ПНГК-1. С виду это обычный военный «КамАЗ», ничего примечательного. И лишь специалисты доподлинно знают, на что, на самом деле, способна эта техника, напичканная электроникой.

Предназначен ПНГК-1 для оперативного и автономного определения координат и передачи их в позиционные районы. Основная цель – определить координаты при движении и на месте с точностью до 15 метров на всей протяженности маршрута, а это ни много ни мало 50 километров.

Фото: Министерство обороны РФ

Автомобиль оборудован бесплатформенной инерциальной навигационной системой, а также дальномерно-угломерным устройством, выполняющим функции геодезической привязки исходных пунктов. А еще у комплекса есть система технического зрения, представляющая собой две видеокамеры, расположенные по левому и правому борту автомобиля и вычислительным устройством, которое размещается в кунге машины.

— Это позволяет производить видеосъемку на расстоянии до 100 метров по маршруту движения автомобиля с выводом информации на экран вычислительного устройства, – пояснил начальник расчета 47-го топогеодезического отряда. – Проще говоря, видеокамеры снимают каждый объект, благодаря этому можно определить координаты и использовать их потом для целеуказания или создания исправленных карт, если произошли какие-то изменения.

Но, как рассказали военные, основное предназначение ПНГК-1 — это все же работа при ведении боевых действий, когда противник применяет средства радиоэлектронной борьбы, и использовать привычную спутниковую аппаратуру не представляется возможным. Тогда расчет из четырех человек прибывает на исходную точку и от ближайшего пункта геодезической сети осуществляет «отвязку» координат. Они передаются в специальный автомобиль с оборудованием, который выезжает в оперативный район. Создается цифровая карта координат. Соответственно, расчет развивает сеть и определяет необходимое количество координат.

— Почему вы решили стать военным топографом? — полюбопытствовала у молодого офицера.

— В школе больше всего любил математику и географию, — делится военный. — Когда пришло время определяться с выбором будущей профессии, все не мог решить, что мне больше по душе. Вот тут и нашлось решение — военный топограф, здесь тебе и география, и математика вместе.

— Не ошиблись в выборе?

— Нет. Профессия у нас очень интересная. Знаете какой девиз у военных топографов?

Отрицательно качаю головой.

— Вот у ВДВ, к примеру, «Никто, кроме нас», а у топографов «Без нас никуда».

Подписаться

Авторы:

• org/Person»>

  Лина Корсак

Санкт-Петербург
Нагорный Карабах
Сирия
Чехов

Опубликован в газете «Московский комсомолец» №28720 от 8 февраля 2022

Заголовок в газете:
Глаза армии

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

• Полиция задержала 50 девушек в красном на петрозаводской площади Кирова. ФОТО

  Фото

  29027

  Карелия

  Ирина Стафеева

• Жительницы Улан-Удэ становятся проститутками ради уплаты долгов и помощи близким

  9056

  Улан-Удэ

  Роксана Родионова

• «Надо настраиваться»: стилист в Улан-Удэ предсказала возвращение моды нулевых годов

  Фото

  4695

  Улан-Удэ

  Сэсэг Жигжитова

• Костромские проблемы: в наших лесах исчезли грибы

  4639

  Кострома

• Начальник свердловского ТУ Росимущества Сергей Зубенко с молчаливого согласия федерального руководителя Вадима Яковенко тормозит развитие строительной отрасли в Екатеринбурге

  Фото

  3861

  Екатеринбург

  Максим Бойков

• В Екатеринбурге обсудили, как повысить привлекательность казачества

  Фото

  2592

  Екатеринбург

  Владимир Кусков

В регионах:Ещё материалы

Военные топографы: глаза армии

Их работа не всегда заметна для стороннего взгляда, однако без нее применение войск, высокоточного оружия было бы неэффективным.

Речь идет о работе военных топографов – заблаговременной и кропотливой. От того насколько точно она будет проведена, зависит успех выполнения любой боевой операции.

С давних времен достоверная информация об окружающем пространстве представляла собой не малую ценность практически в любой человеческой деятельности. Сегодня в мире, где пересекаются геополитические интересы, так называемая геопространственная информация приобретает особую значимость. Обладание этими исходными данными дает тактическое и стратегическое преимущество их владельцу, тем более, когда речь идет о боевых действиях. И вот тут в дело вступают топографы в погонах. Ведь именно они первыми изучают местность, которой возможно предстоит стать полем боя.

Оперативно провести топогеодезическую разведку заданного района, точно определить и закрепить координаты всех высот и объектов, создать основу для привязки огневых позиций средств поражения – все эти непростые задачи, требующие особой подготовки личного состава и применения современной топогеодезической и навигационной техники, выполняются силами воинской части 92835 уникальной в своем роде в силу специфики предназначения. Свою эффективность топографы в погонах не раз показывали на республиканских стратегических учениях, успешно выполняя задачи по топогеодезической подготовке плацдарма для отработки войсками учебно-боевых задач.

Для этого на вооружении у топогеодезистов подразделения имеются специальные мобильные комплексы, оснащенные современными техническими средствами сбора и обработки необходимых геоданных, причем в режиме реального времени.

По словам старшего офицера отдела топогеодезических работ капитана Жаната Аужанова, интегрированный на базе КамАЗа навигационно-информационный комплекс со спутниковым позиционированием, позволяет определяет место положения подвижного центра в любой точке страны. А оптико-электронная система – вести топогеодезическую и фотосъемку в движении и в дальнейшем передавать полученные данные на базу.

— Все топогеодезические работы начинаются с отвязывания от известных координат пунктов триангуляции. Но данный комплекс может определить сам свое место положение. И благодаря этому мы можем например если приезжаем на определенную местность и этих тригопунктов там нет, он может сам определить свое место положения и от этого мы уже можем начать разведку местности и какую-то работу, — отметил Жанат Аужанов

На что раньше уходили месяцы кропотливого труда, теперь с помощью современных электронных топогеодезических и навигационных приборов проводится в считанные часы.

Также на базе ПНТК имеется модуль жизнеобеспечения, то есть для личного состава там имеется спальные места там имеется душ, уборная комната, можно покушать, холодильник, микроволновка. Они могут питаться как от внешней сети, так и от внутренней.

Кроме того, на базе комплекса имеются беспилотные летательные аппараты. Каждый из них оснащен телевизионной, фотографической и инфракрасной камерой с помощью которых можно производить и фото видео и топографическую съемку, разведку местности в режиме реального времени. Полученные данные обрабатываются здесь же в подвижном центре с помощью имеющихся аппаратно-программных средств.

— Один производит разведку местности. То есть он ведет видеонаблюдение, может зависнуть над каким-нибудь районом и с помощью камеры вести разведку, передавать картинку сразу сюда. Второй предназначен для топографической съемки. Мы ему задаем определенные координаты, он туда летит и производит топографическую съемку, — говорит Ж. Аужанов.

Точные картматериалы, в том числе, получаются возможными за счет спутниковых снимков. Снабжение кадрами с космоса находится в компетенции Департамента геоинформационного обеспечения Генерального штаба, как и планирование, контроль за проведением мероприятий топогеодезического и навигационного обеспечения в интересах Минобороны Казахстана.

По словам заместителя начальника Департамента геоинформационного обеспечения полковника Шаяхмета Аширова, во взаимодействии с профильными ведомствами, используя возможности казахстанской группировка спутникового дистанционного зондирования земли КАЗИОСАТ, Департамент проводит работу по сверке и актуализации имеющихся топографических данных и обеспечению фотоснимками с космоса, которые применяются в войсках наравне с обычными картами.

— В соответствии с установленными регламентами актуализация картографических материалов нашими подразделениями происходит на постоянной основе на районы боевого предназначения наших войск. Стараемся на труднодоступные районы их совмещать с материалами дистанционного зондирования земли, — сказал Ш.Аширов. 

Обладание достоверными и актуальными данными, позволяет, к примеру, с высокой точностью применять средства поражения без лишних затрат боеприпасов. Карта как первоисточник информации о заданном районе была и остается главным помощником командира любого звена для эффективного управления войсками, планирования и принятия верных решений.

— В рамках топографического обеспечения исходными картографическими материалами, ракетных войск и артиллерии противовоздушной обороны, так как без этих исходных данных использование этих войск неэффективно.  В части касательно навигационного обеспечения выполняются задачи по навигации войск по обеспечению движения, кораблевождения.

Для подразделений разведки в основном карты изменений местности. Потому что местность иногда очень сильно меняется с применением различного рода средств воздействия и те люди которые находятся на передовой они должны владеть самой актуальной информацией о местности.

Для соединений и частей СВО изготавливаются авиационные карты аэронавигационные карты ну и различного рода карты которые используются штурманами. Ну и бывают специальные отдельные карты зависит все от специфики выполнения задач.

В случае если спутниковая навигация может дать сбой, военный топограф всегда может положиться на аналоговые приборы – теодолит, кипрегель, с помощью которых с не меньшей точностью можно выполнить топографические расчеты.

— План Б в любом случае он всегда должен быть, на тот случай если нам нужно актуальные поправки вводить на те сигналы которые получаем с космических группировок навигации либо эта система совсем перестанет существовать. На это случай как раз традиционные или как мы их называем классические технологии аналоговые нам конечно в плане Б существуют и выучка полевая на них тоже отрабатывается специалистов. Соответственно такие приборы всегда у нас имеются на вооружении. Это создает многовариантность ситуации. То есть вне зависимости от внешних факторов дает нам возможность выполнить свою работу,- отметил Ш. Аширов.

На прошлогоднем стратегическом командно-штабном учении «Отпантау-2021» руководству страны были продемонстрированы голографические технологии впервые примененные для показа замысла учения.

Внедрение в деятельность войск перспективных современных геоинформационных технологий, голографические материалы, материалы виртуальной реальности, дополненной реальности, такие технологии, которые позволяют пользователю получить информацию наиболее удобоваримом для его восприятия виде.

Учитывая, что внедрение таких технологий сопряжено с высокой степенью научно-технических решений, для реализации таких мероприятий Департаментом геоинформационного обеспечения планируется на базе Национального университета обороны организовать научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы с привлечением как военных, так и гражданских экспертов из различных отраслей.

— Совместно с научными кадрами НУО нами прорабатывается несколько научно-технических направлений. Как раз в этом году у нас запланировано создание на базе технопарка НУО лаборатории современных перспективных технологий, где будут изучаться такие технологии, которые облегчат командиру органу управлению штабам, чтобы они могли воспринимать информацию о местности, в том видео в котором они хотят видеть и могли принимать точные и верные решения, поделился Ш.Аширов.

В эпоху информационных технологий электронные карты заменили аналоговые. Военные топографы оснащены новейшими навигационными комплексами, позволяющими на ходу вести топогеодезическую разведку и создавать подробные и достоверные карты местности. С помощью последних разработок в сфере IT-технологий и 3D моделирования, создаются объемные модели локаций и замыслов боя, наращивается обеспечение автоматизированных систем управления войсками геопространственной информацией. Ничего не стоит на месте. Одно остается неизменным – профессионализм военного топографа на каком бы оборудовании он не работал и в какой местности бы не оказался. Главными достоинствами были и остаются его профессиональные качества и ответственность. Именно они определяют достоверность и точность карт, а значит и успех боевой операции. Ведь не зря говорят: военные топографы – это глаза армии.

Геодезические работы: цены в Москве

Геодезия земельного участка и цена на работы определяется путем определения координат различных объектов, которые располагаются в его пределах. Координаты позволяют определить не только местонахождение, но и выяснить, в каком именно месте можно разместить новый дом или коттедж. Помимо этого определяются координаты границы указанного участка. Они нужны для установления межевых знаков. Такие знаки ограничивают каждую конкретную площадку. Данные об этих координатах заносятся в государственный реестр – кадастр. Сведения легко получить по кадастровому номеру. Обычно они требуются в том случае, если по какой-то причине межевые знаки утеряны и владельцы сомневаются в правильности нанесения межи. Информация о геодезии и геодезия участка могут быть предоставлены сотрудниками фирмы ООО «Геотоп Инжиниринг». Специалисты компании специализируются на проведении топогеодезических изысканий, которые включают и осуществление геосъемочных работ. Также геодезия участка включает в себя проведение съемочных работ. Обычно объектами изысканий в таком случае являются инженерные объекты. Однако, если речь идет о гидрографической или подеревной съемках, то на площадке в первую очередь специалисты обращают внимание на природные объекты, в частности, на водоемы или зеленые насаждения.

Что дает геодезическая съемка? Необходима она для получения точных данных  при помощи теодолитов, тахеометров, нивелиров и т.д. Техника при этом используется самая современная. Во-первых, это ускорит съемочный процесс, а во-вторых, минимизирует возможность возникновения ошибки. Для того, чтобы избежать инструментальных погрешностей, проводятся ежегодные поверки аппаратуры. Специалисты организации имеют лицензию на осуществление топогеодезических изысканий. Это позволяет в результате оформить техническую документацию, которая нужна при проектировке, строительстве или ремонте сооружений.

Геодезическая съемка и ее разновидности

Геодезические работы цены в Москве связаны с тем комплексом, который должен быть выполнен для решения вопроса. Чаще всего все съемочные изыскания могут проводиться совместно – это позволяет сэкономить время и получить более полные результаты. Чаще всего на местности осуществляется топосъемка, вынос границ, разбивка геосети, трассирование, гидрографическая и подеревная съемки. Трассирование и топосъемка позволяют определиться с местонахождением коммуникационных сетей. Для того чтобы подключиться к системе централизованного водоснабжения или к электросети нужно знать, где именно проходят эти трассы. Однако четко определить это можно только после осуществления трассирования. Проведенная во время топосъемка позволит создать топоплан, на котором и отмечаются полученные сведения.

Геодезия стоимость работ определяется в зависимости от площади земельного надела. Также может учитываться конфигурация и дополнительные условия. Разбивка геосети нужна для создания сетки наблюдательных точек, с которых осуществляется съемка. Геосеть конкретного участка привязывается к общей сети. Это помогает получать данные в общей системе координат и передавать в кадастр объективные сведения. Также актуально осуществление выноса границ. Этот вид работ позволяет установить или возобновить межу, а также проверить площадь надела. Геодезические изыскания в этом случае осуществляются непосредственно в полевых условиях.

Также актуально проведение гидрографической съемки. Эти работы осуществляются для различных водоемов – прудов, озер, речек и т.д. По полученной информации можно выяснить характер дна и берегов. Учитывая тот факт, что сотрудники ООО «Геотоп Инжиниринг»  составляют при этом трехмерную модель объекта, информация легко считывается. Геодезия участка может включать в себя и подеревную съемку, если в пределах надела имеются деревья ценных пород. Для создания реестра таких насаждений нужно составить детальный план, в чем могут помочь наши специалисты.

Геодезические работы цены в Москве

Геодезия земельного участка и цена на изыскания определяются сразу же при общении клиента с сотрудниками. Это позволяет заказчику с легкостью сориентироваться не только в стоимости работ, но и в сроках выполнения. Помимо съемочных работ наши специалисты осуществляют изыскания, которые нужны для проектировки и постройки коттеджей и домов. Исследования эти лучше проводить в комплексе и обращаться к одним и тем же специалистам, которые помогут в решении возникающих вопросов по конкретному объекту. Так можно сэкономить не только средства и время, но получить действительно качественный результат.

Геодезические работы и цены в Москве могут отличаться в зависимости от организации, которая предоставляет топогеодезические услуги. Помимо топогеодезических, наши специалисты выполняют инженерно-геологические работы, которые позволяют получить данные о грунтах. Эти изыскания могут быть выполнены совместно со съемочными, что позволит получить более выгодную цену, чем при осуществлении работ в розницу. Специалистами проводится нивелировка, фасадная съемка, подсчет объемов земляных работ и прочие изыскания. Съемка территории обычно занимает немного времени, однако длительность изысканий напрямую зависит от площади надела.

О компании НПП Фотограмметрия » Лазерное сканирование и архитектурные обмеры в Санкт-Петербурге | НПП «Фотограмметрия»

• НПП «Фотограмметрия» » О компании НПП Фотограмметрия

СТЕРЕОФОТОГРАММЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА фасадов зданий и сооружений

Стереофотограмметрическая съёмка фасадов зданий или инженерных сооружений основана на том же принципе, что и наиболее распространенный в топографии способ съёмки земной поверхности, основанный на измерениях стереопар фотоснимков. Изначально стереофотограмметрическая съёмка была разработана для использования в топографии, но со временем её возможности стали применять и в других областях. Так и в архитектуре стереофотограмметрическая съёмка, как метод фиксации фасадов зданий с целью получения точных и подробных обмерных чертежей, нашла себе применение.

Технология обмеров зданий стереофотограмметрическим методом позволяет в короткие сроки и при малых материальных затратах произвести обмер и создать обмерные чертежи фасадов архитектурных сооружений. Причем, чем сложнее архитектура, чем больше декоративных элементов, например, на памятниках истории и архитектуры, культовых сооружениях, скульптурных группах и пр., тем наиболее целесообразно использовать этот метод.

Подробнее…

BIM моделирование

BIM моделирование — это цифровое представление физических и функциональных характеристик объекта, которое охватывает далеко не только геометрию здания.
Информационное моделирование здания — это особый подход к возведению, оснащению, эксплуатации и ремонту (а также сносу) здания, как к полному жизненному циклу объекта.

Создание bim модели объекта недвижимости предполагает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми её взаимосвязями и зависимостями, когда здание и всё, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект. Получаемая/создаваемая объемная 3D модель здания, либо другого строительного объекта, должна быть связана с базой данных, в которой каждому элементу модели присвоены (или можно присвоить) все необходимые атрибуты. Так строительный объект проектируется фактически как единое целое: изменение какого-либо из его параметров влечёт за собой автоматическое изменение связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и календарного графика.

Подробнее…

НАУКА И ПРОИЗВОДСТВО от компании НПП Фотограмметрия

За последние 20 – 25 лет произошли революционные изменения в развитии фотограмметрических технологий. Вместо громоздких оптико-механических приборов, с ручными методами измерений аналоговых снимков, сегодня используются автоматизированные программные средства обработки цифровых фотоизображений. Однако технологии сами по себе не появляются, — их делают люди. И нам, как специалистам, повезло жить и работать в это время, развивать данные технологии применительно к архитектуре и использовать их на практике для задач фиксации и реставрации объектов красивейшего города, в котором живем.

Архитектурная фотограмметрия – старейшее и важнейшее направление деятельности нашего предприятия. Мы занимаемся данным направлением уже более 20-ти лет и много сделали как в плане производства, так и в плане развития технологий.

Многие наши решения и разработки были новаторскими и задавали стандарты на рынке архитектурных обмерных работ..

Подробнее…

МОНИТОРИНГ ТРЕЩИН И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ в зданиях и сооружениях

Специалисты, в отличии от обычного обывателя, не могут и не должны отмахиваться от такой проблемы, как трещина в стене здания или, тем более, на колонне или фундаменте строения. Это обычный человек — пройдет и не заметит, а, если и заметит, то может не придать особого значения её наличию — мол нас это не касается, на это есть специально обученные люди. И он будет прав, для таких специалистов, как инженер в управляющей компании, специалист по обследованию зданий, прораб на стройке, главный инженер, представитель технадзора, очевидна вся важность наблюдения за изменением обнаруженной трещины. Причем, настоящий профессионал почти всегда знает какие трещины не опасны и не вызывают беспокойства, а какие требуют внимания и глубокого разбирательства в причинах их возникновения. Нельзя оставлять трещину на здании или сооружении без внимания. Мониторинг (долгосрочные наблюдения за) трещиной позволит квалифицированному специалисту не только соблюсти правила эксплуатации строения и обеспечить безопасность, но и понять причину произошедшей деформации, а также вовремя принять меры и подобрать оптимальный вариант её устранения.

Подробнее…

ТОПОГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Топография не является основным направлением деятельности нашего предприятия, но, безусловно, НПП «Фотограмметрия» выполняет данные виды работ в случае, когда речь идет о памятниках садово-паркового искусства.

При выполнение топографической съемки также вполне оправдано применение методов фотограмметрии и лазерного сканирования.

Мы предлагаем выполнение полного комплекса топогеодезических работ…

Подробнее…

ТОЧНЫЙ И НЕЗАВИСИМЫЙ ОБМЕР ЖИЛЫХ И НЕЖИЛЫХ ОБЪЕКТОВ НЕДВИЖИМОСТИ

Специалисты компании ООО «Архитектурная Фотограмметрия» произведут точный и независимый обмер жилых и нежилых объектов недвижимости, таких как квартиры, офисы, коттеджи.

Наши услуги особенно актуальны для объектов (помещений) сложной конфигурации, когда невозможно или сложно произвести точные обмеры рулеткой. Но и в случае простых помещений обмеры методом лазерного сканирования актуальны, поскольку, вследствие полной автоматизации процесса съемки, часто оказываются более выгодны чем ручные обмеры.
В процессе обработки данных 3D сканирования наши специалисты создадут обмерные чертежи объекта недвижимости (квартиры, офиса, дома или коттеджа), выполненные в единой системе координат и высот. Оформление чертежей возможно в бумажном и электронном виде (в согласованном с заказчиком формате).

Подробнее…

• Портфолио
• Справочник
• Статьи

Программный комплекс ScanIMAGER

Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.
Подробнее…

Новочеркасский войсковой собор, полет по облаку точек

3D модель горельефа Е.В. Вучетича, ВДНХ, г.Москва

Аппаратно-программный комплекс PHOTOMICROMETER 3D

Фотограмметрический щелемер (сокращенно — фотощелемер, иначе — фотомикрометр) — это аппаратно-программный комплекс для высокоточного трехмерного мониторинга трещин, технологических зазоров или деформационных швов.

Перейти на сайт

Геодезия – основные принципы проведения работ

Топогеодезические исследования довольно часто нужны для решения вопросов, с которыми сталкиваются многие люди. Это может касаться приобретения земельного надела, постройки коттеджа, подключения к системе водоснабжения и т.д. Такие ситуации случаются довольно часто и большинство людей, которые сталкиваются с ними первый раз, не знают точно, куда можно обратиться за помощью. Если Вам необходимы какие либо геодезические работы – выполнить геодезию могут специалисты фирмы ООО «Гильдия Инжиниринг». Наши мастера специализируются на проведении разнообразных исследований, и в качестве объектов для изысканий могут быть рассмотрены объекты и территории различных размеров.

Также стоит сделать акцент на том, что наша организация сотрудничает с крупными организациями и различными заводами. Это связано с тем, что геодезические работы необходимы для монтажа крупногабаритного оборудования, а также различных металлоконструкций. Если же на производстве используются подъемные механизмы – наши сотрудники могут обеспечить проведение нивелировки подкрановых путей. Это необходимо для обеспечения безопасности рабочего процесса. Наши мастера проводят изыскания в соответствии с государственными стандартами и принятыми нормативами. Это наш основной принцип, так как именно такой подход к решению вопроса позволяет не только качественно выполнить геодезические работы, но и оформить официальную документацию. Все бумаги, которые заказчик получает в нашей организации, могут быть впоследствии предоставлены в государственных инстанциях.

Также, изыскания нашими специалистами могут выполняться с согласованием. Это позволит Вам существенно сэкономить свое время и не посещать различные государственные учреждения. Все геодезические наблюдения осуществляются высококвалифицированными профессионалами.

Геодезические работы при проектировке и постройке объекта

Геодезия при постройке объекта включает в себя несколько видов изысканий. Эти исследования дополняют друг друга и начинаются еще на этапе проектировки. Для того чтобы проектировщики могли создать корректный проект, им нужно иметь все сведения о территории изысканий. Причем речь идет не только о самой площадке изысканий, но и о прилегающей территории. Это необходимо для того, чтобы выяснить, как новое сооружение впишется в имеющуюся застройку, как его лучше расположить, как лучше подключиться к коммуникационным сетям и т.д. Сведения эти можно получить с топоплана и ситуационного плана. Документы эти оформляются после проведения топосъемки.

Для успешного перенесения полученного проекта на местность также понадобиться помощь геодезистов. Геодезия позволяет вынести сведения с бумаги на выделенную площадку. Однако до этого необходимо провести вынос границ. Этот вид изысканий позволит четко выяснить и зафиксировать расположение межи. Если не произвести эти геодезические работы, сооружение может попасть на часть чужой территории, а это может повлечь возникновение проблем юридического характера. Для переноса информации на местность проводится разбивка осей сооружений. Сначала на участок выносятся главные оси – они позволят определиться с общим расположением сооружения, а также с его размерами. Вспомогательные оси необходимы для уточнения деталей.

Последующие геодезические работы – подсчет объемов земляных работ, позволит выяснить данные, которые понадобятся для составления сметной документации. Они проводятся для котлована и траншей, которые необходимы для прокладки коммуникаций. В обязательном порядке геодезия предполагает осуществление исполнительной геодезической съемки. Она осуществляется как для самого сооружения и различных его частей, так и для коммуникационных сетей. По результатам этих съемочных работ составляется заключение. Его необходимо учитывать для ликвидации несоответствий, которые могут возникнуть в процессе строительства или монтажа. Если ошибки исправить невозможно по техническим причинам, правки вносят в проект. Исполнительная съемка коммуникационных сетей позволяет корректно их смонтировать и не допустить возникновения аварийных ситуаций. Они выполняются для:

1. Водопроводов.
2. Газопроводов.
3. Канализационной сети.
4. Электросети.
5. Теплосети и т.д.

Топогеодезические изыскания

Геодезические работы могут быть и довольно специфическими. Так, например, наши мастера могут выполнить гидрографическую съемку, для осуществления которой требуется применение специализированной техники, в частности эхолота. Этот прибор позволяет определить рельеф дна и берегов водоемов различных типов. Эти сведения необходимы для успешной расчистки дна от ила, определения запасов руслового песка, выяснения рельефа и т.д. Вся информация может быть предоставлена заказчику в электронном и бумажном виде.

Помимо этого геодезия может проводиться и для зеленых насаждений – выполняется подеревная съемка. Эти изыскания позволяют составить карту расположения этих объектов, также специалисты оформляют специальный каталог. В нем содержится информация про породы дерева, их размер и возраст. Если Вам необходимы геодезические работы, вы можете обратиться в фирму ООО «Гильдия Инжиниринг» и заказать выполнение необходимых вам услуг.

Что такое геодезия

Геодезия — это наука о точном измерении размера, формы, ориентации, распределения массы Земли и их изменения во времени.

Показать подпись

Скрыть

Гравитация определяется массой. Масса Земли распределена неравномерно, и она также меняется со временем. Эта визуализация гравитационной модели (геоида) была создана с использованием данных эксперимента НАСА по восстановлению гравитации и климату (GRACE) и показывает изменения гравитационного поля Земли. Красным показаны области, где гравитация относительно сильна, а синим — области, где гравитация слабее.

Пример раннего геодезического метода — немецкие геодезисты во время Первой мировой войны.

За последнее столетие геодезия развилась от довольно простых геодезических технологий, которые помогали точно определять положение на Земле, до сложного набора методов, которые теперь доступны научным исследователям и студентам. В последние десятилетия геодезические приложения быстро расширились от измерения движения плит и мониторинга опасностей землетрясений до исследований вулканических, оползневых и погодных опасностей; изменение климата; и водные ресурсы. Узнайте больше из этого видео на 9Воздействие геодезии или учебник по глобальному позиционированию NOAA.

Перейти вниз к: GPS/GNSS | Лидар | ИнСАР | ГРЕЙС | Альтиметрия | СфМ | Метры

GPS/GNSS (Глобальная система позиционирования/Глобальная навигационная спутниковая система)

Высокоточная станция GPS в районе Сьерра-Невада в обсерватории границы плиты (станция P149)

Три спутника GPS используются для позиционирования, а четвертый обеспечивает временную коррекцию. Вместе они позволяют вычислять точные позиции.

GPS — это базирующаяся в США флотилия из более чем 30 спутников, которые вращаются вокруг нашей планеты на высоте примерно 11 000 миль над поверхностью Земли. GNSS включает GPS США и аналогичные спутники других стран. Положение можно рассчитать, используя три спутника плюс четвертый для коррекции неточности часов. Возможно, вы уже знакомы с портативными GPS-навигаторами, которые есть в телефонах, планшетах, камерах, автомобилях и т. д. В то время как портативные GPS могут иметь точность до нескольких метров или десятков метров, высокоточные «дифференциальные» устройства GPS, которые ученые Земли используют в своих исследованиях, могут измерять движения со скоростью один миллиметр в год. Первыми крупными приложениями высокоточных GPS были мониторинг тектонических движений плит и оценка землетрясений и вулканических опасностей. Совсем недавно ученые смогли применить этот метод к опасным оползням, мониторингу грунтовых вод, замерам приливов, мониторингу льда / снега, а также влажности почвы и атмосферы. Узнайте больше о GPS/GNSS от Преподавание геодезии Визуализации GPS/GNSS или Википедия.

Модули GETSI с данными GPS:

• Изменения массы льда и уровня моря (Блок 4)
• GPS, деформации и землетрясения
• Измерение водных ресурсов с помощью GPS, гравитационных и традиционных методов (блоки 3 и 4)
• Мониторинг вулканов и информирование о рисках
• Измерение Земли с помощью GPS: движение плит и изменение ледяной воды
• Взгляд на гидросферу: отслеживание водных ресурсов
• Понимание нашего меняющегося климата: данные о таянии льда и изменении уровня моря (Блок 4)
• Высокоточное позиционирование со статической и кинематической GPS/GNSS

Лидар (световое обнаружение и определение дальности)

С бортовым лидаром сканер устанавливается на самолете и объединяется с данными GPS и IMU (инерциального измерительного блока) для получения топографических данных с высоким разрешением.

Лидар — это технология дистанционного зондирования, которая измеряет расстояние, посылая лазерные импульсы и вычисляя время возврата отражения. Лидарные сканеры могут быть установлены на самолетах, наземных штативах или мобильных устройствах (бортовой лидар, наземный лазерный сканер [TLS] и мобильный лидар соответственно). В зависимости от того, как организована съемка, результирующая топографическая модель может иметь разрешение от метров до сантиметров. Лазерные лучи также могут проникать и возвращаться через отверстия в растительном покрове, таким образом получая топографию «голой земли» из последних возвращающихся сигналов, что невозможно при использовании других методов. Различия между первым и последним возвращением на участках с растительностью могут повлиять на объем и плотность полога. Повторные сканирования одной и той же области позволяют детально измерить топографические изменения. Лидар можно использовать для широкого спектра задач по оценке опасностей, стратиграфического анализа, понимания геоморфологических и тектонических процессов и изучения растительности. Узнайте больше о лидаре из мультфильма «Как лидар работает в науках о Земле и окружающей среде», OpenTopography, Wikipedia, Департамента природных ресурсов Вашингтона или Национальной сети экологических обсерваторий.

Модули GETSI с лидарными данными:

• Визуализация активной тектоники с помощью InSAR и Lidar
• Анализ топографии высокого разрешения с помощью TLS и SfM
• Опасности поверхностных процессов
• Мониторинг вулканов и информирование о рисках (Блок 1)
• Планирование на случай неудачи: анализ оползней для более безопасного общества
• Моделирование опасностей наводнения

InSAR (интерферометрический радар с синтезированной апертурой)

InSAR использует изменение фазы между последовательными изображениями для измерения изменений уровня земли. В этом примере показан метод, применяемый для измерения изменений, вызванных землетрясением.

Интерферограмма, показывающая вулканическое поднятие примерно в 3 милях к западу от Саут-Систер, штат Орегон. Геологическая служба США (К. Уикс).

InSAR измеряет деформацию грунта, используя два или более изображений радара с синтезированной апертурой (SAR). Чаще всего изображения получают с радиолокационных спутников, находящихся на околоземной орбите, но этот метод можно использовать и с самолетов или с наземных датчиков. Изменения фазы сигнала радара между повторяющимися изображениями позволяют измерять деформацию в сантиметровом масштабе в течение нескольких дней или лет и на больших участках. Хотя из-за влажности поверхности земли и изменения атмосферных условий могут возникать сложности, радар способен проникать сквозь облака и предоставлять данные на больших площадях, что делает его хорошим дополнением к другим методам, таким как GPS, лидар и SFM, которые имеют более ограниченные пространственные масштабы. InSAR имеет приложения для мониторинга стихийных бедствий (например, землетрясений, извержений вулканов и оползней), измерения оседания земли и даже оценки уровня поверхностных вод и скорости ледникового льда. Узнайте больше об InSAR из статьи Physics Today М. Причарда, 9 лет.0025 Преподавание геодезии Визуализации GPS/GNSS, информационный бюллетень USGS InSAR или Википедия.

Модули GETSI с данными InSAR:

• Визуализация активной тектоники с помощью InSAR и Lidar
• Изменения массы льда и уровня моря (Блок 3)
• Наземные технологические опасности (блок 4)
• Мониторинг вулканов и информирование о рисках
• Понимание нашего меняющегося климата: данные о таянии льда и изменении уровня моря (Блок 3)

GRACE (эксперимент по восстановлению гравитации и климату) и последующая миссия

Художественное исполнение спутников GRACE-FO. Как и оригинальный GRACE, спутники-близнецы GRACE-FO следуют друг за другом по орбите вокруг Земли на расстоянии около 137 миль (220 км). На точное расстояние влияет изменяющееся гравитационное поле внизу, и оно постоянно измеряется лазерным дальномером между спутниками.

Одна из первых составленных GRACE гравитационных карт Земли на основе данных за 111 дней в 2003 году. GRACE.

Измерение гравитационного поля Земли также является элементом геодезии. Появление спутниковых гравитационных измерений сильно повлияло на нашу способность определять изменяющееся распределение массы на Земле. GRACE (эксперимент по восстановлению гравитации и климату) привел к беспрецедентным наблюдениям. Гравитационное поле Земли неравномерно, что отражает распределение массы на нашей планете. Орбита спутников-близнецов GRACE нарушается неравномерным гравитационным полем, изменяющим расстояние между спутниками. Это изменение расстояния измеряется с помощью системы микроволновой локации. Этот метод используется в тандеме с GPS, так как каждый из спутников оснащен высокоточным GPS-приемником. Эта мера гравитации Земли может быть использована для многих приложений, но изменения в массе грунтовых вод и льда были двумя из самых глубоких. Они помогли исследователям понять последствия изменения климата и изменения грунтовых вод с течением времени. Данные GRACE можно использовать для отслеживания распределения воды по поверхности Земли на континентах, объема ледяного покрова, изменения уровня моря, океанских течений и динамики внутренней структуры Земли. Узнайте больше о GRACE на официальном веб-сайте GRACE, на веб-сайте GRACE Follow-on, в брошюре о GRACE простыми словами или на страницах миссии НАСА.

Модули GETSI с данными GRACE:

• Изменения массы льда и уровня моря (блок 3)
• Измерение водных ресурсов с помощью GPS, гравитации и традиционных методов (блоки 2 и 4)
• Взгляд на гидросферу: отслеживание водных ресурсов
• Понимание нашего меняющегося климата: данные о таянии льда и изменении уровня моря (блок 3)

Альтиметрия: лед и уровень моря

Спутниковая альтиметрия измеряет расстояние между спутником и целью на Земле. Обычно это делается с помощью системы радиолокационной альтиметрии, которая посылает импульс радара на поверхность Земли, а затем измеряет время, необходимое импульсу, чтобы достичь поверхности и вернуться, чтобы оценить расстояние. Конкретные характеристики сигнала, такие как амплитуда и форма волны, дают информацию о типе исследуемой поверхности. Существуют и другие системы альтиметрии, такие как ATLAS (усовершенствованная система топографического лазерного альтиметра), лазерная система альтиметрии на ICESat-2 (запланирована на весну 2017 г.).

Эти методы используются для съемки как уровня моря, так и высоты льда. Эти спутниковые миссии длятся годами, поэтому сбор данных идеально подходит для изучения изменения климата, поскольку можно измерять уровень льда и моря с течением времени. Эти данные можно сравнить с данными, собранными GRACE, чтобы дать полную картину того, как меняются объем льда и уровень моря. Для получения дополнительной информации см. страницу Aviso+, посвященную основам альтиметрии, и страницу ICESat-2, где представлена ​​информация о ледовой спутниковой альтиметрии. Некоторые примеры результатов спутниковой альтиметрии находятся в Исследовательской группе уровня моря NOAA и CU.

Модули GETSI с данными альтиметрии:

• Изменения массы льда и уровня моря (блоки 2 и 3)
• Понимание нашего меняющегося климата: данные о таянии льда и изменении уровня моря (блок 2)

Фотограмметрия структуры из движения (SfM)

Мультфильм о технике SfM, основанной на фотографировании с самых разных направлений и расстояний. Местоположение камеры для каждой фотографии рассчитывается с использованием признаков, распознаваемых на нескольких фотографиях.

Пример модели SfM из зоны сдвига Пофаддер. Синие прямоугольники обозначают вычисленные местоположения камер; модель представляет собой 3D-облако точек с наложением фотографий. Джейми Киркпатрик.

Структура из движения или SfM — это фотограмметрический метод создания трехмерных моделей объекта или топографии из перекрывающихся двухмерных фотографий, сделанных из разных мест и ориентаций, для реконструкции сфотографированной сцены. Область применения SfM широка: от многих подобластей наук о Земле (геоморфология, тектоника, структурная геология, геодезия, горное дело) до археологии, архитектуры и сельского хозяйства. В дополнение к изображениям с ортотрансформацией SfM создает плотный набор данных облака точек, который во многом похож на тот, который создается с помощью бортового или наземного лидара. Преимущества SfM заключаются в его относительной стоимости по сравнению с лидаром, а также в простоте использования. Единственное необходимое оборудование – фотоаппарат. Для обработки данных необходим компьютер и программное обеспечение. Кроме того, воздушная платформа, такая как воздушный шар или дрон, также может быть полезна для приложений топографической картографии. Поскольку SfM опирается на оптические изображения, он не может генерировать топографические продукты «голой земли», которые являются типичными производными лидарных технологий, поэтому SfM обычно лучше всего подходит для областей с ограниченной растительностью. Узнайте больше о Structure-from-Motion от GETSI Introduction to SfM.

Модули GETSI с данными SfM:

• Анализ топографии высокого разрешения с помощью TLS и SfM

Счетчики: скважинные, наклонные, ползучие

Карта сети скважинных тензометров Обсерватории на границе плит на западе США. Эта сеть используется для изучения трехмерного поля деформации, возникающего в результате активной деформации поперек Тихоокеанской и Североамериканской плит.

Полевые инженеры Гавайской вулканической обсерватории Геологической службы США опускают наклономер в глубокую скважину на западном склоне Мауна-Лоа, что поможет контролировать вулканическую активность.

Три типа измерителей могут дополнять данные, собранные с использованием геодезических методов, подробно описанных выше: скважинные тензометры, наклономеры и ползунметры.

Скважинные тензометры устанавливаются в скважинах и измеряют очень небольшие изменения размеров скважины на глубине, отражающие непрерывную деформацию земной коры. Это достигается путем измерения изменения диаметра или объема тензометра, установленного в скважине. Обычно тензометры устанавливаются на глубине 200 м в скважине диаметром 15 см. Над тензометром установлен сейсмометр. Также в скважине может быть установлен наклономер. Для получения дополнительной информации см. страницу UNAVCO Strainmeter или страницу инструментов Геологической службы США.

Наклономеры — это очень чувствительные инклинометры, измеряющие отклонение от горизонтали. Они могут быть установлены в скважинах со скважинными тензометрами. Также на поверхности земли может быть установлен наклономер. Наклономеры обычно используются для мониторинга разломов, мониторинга вулканов, мониторинга плотин, оценки потенциальных оползней, а также ориентации и объема гидроразрывов. Дополнительную информацию см. на странице наклономера UNAVCO или на странице инструментов Геологической службы США.

Измерители ползучести используются исключительно для количественной оценки проскальзывания по разлому. Два памятника установлены по обе стороны от разлома на расстоянии 30 метров друг от друга. Провод соединяет два памятника, и смещение провода представляет смещение по разлому. Подробнее см. на странице Геологической службы США.

Модули GETSI с данными о наклоне:

• Мониторинг вулканов и информирование о рисках (блок 2)

Другие ресурсы

• Краткая история геодезии НАСА
• 9 Влияние геодезии UNAVCO

Топографическая съемка – Экватор

Перейти к содержимому

Топографическая съемка

EquatorStudios     | 11 января 2022 г.

1721 слов    | 10 минут чтения

Навигация по Земле

Наша планета — очаровательное место, полное пиков, долин, естественной среды обитания и искусственных объектов. При навигации по разнообразной местности Земли топографические карты и их данные предоставляют множество информации.

Представляя нам подробный обзор ландшафта, топографические данные обрисовывают в общих чертах такие элементы, как контуры местности, и проецируют особенности местности, такие как водоемы, маршруты, вершины холмов, растительность и другую наблюдаемую информацию. Чтобы получить эти богатые данные, мы должны сначала провести различные топографические съемки.

Топографическая съемка полностью соответствует названию: полевая разведка, определяющая особенности топографии любой заданной области. Он может быть очень подробным или ограничиваться только общими исправлениями, различающимися в каждом конкретном случае. Помимо составления карт, основное применение топографических съемок — определение вашего местоположения вместе с вашим окружением, независимо от цели. Например, когда геодезист проводит съемку поперечного сечения реки для установки моста, он через свою предварительно спроектированную сетку связывает точную информацию о том, что находится в пределах границ их интересующей области. Эта информация, передаваемая проектировщикам и инженерам, участвующим в проекте, может быть использована для определения того, могут ли какие-либо потенциальные проблемы или обстоятельства возникнуть в результате проектной установки в соответствии с планом, их идентификации, а также предоставления возможности для проверки и/или модификации. Различные топографические съемки могут включать множество аналоговых и цифровых источников сбора данных, в которых оборудование, используемое для выполнения любой топографической съемки, будет относиться к определенным категориям в соответствии с конечными потребностями пользователя.

Типы топографических съемок

Геодезические съемки

Геодезические съемки относятся как к наземным, так и к водным категориям (поскольку они также наносят на карту береговую линию). Геодезические координаты можно легко получить с помощью современных методов съемки GNSS, которые обеспечивают точную координацию любой точки для целей топографической съемки и картографирования. Поскольку этот метод топографической съемки позволяет установить такие точные местоположения, геодезические съемки становятся источником плановых или планиметрических съемок, с которых можно начать накопление локализованных данных.

Съемка с самолета

Отличный метод сбора данных при правильных условиях. Спутникам требуется подключение — прямая линия сайта для правильной работы. Под густым пологом леса или в местах с большим количеством отражающих поверхностей распознавание спутникового сигнала может быть неудовлетворительным и не соответствовать эксплуатационным критериям. Теодолиты и другое оптическое оборудование прекрасно работают в лесах и других густонаселенных районах, и, хотя взаимовидимость по-прежнему требуется, спутниковые сигналы не используются для расчета местоположения. В любом случае, современные навигационные системы стали настолько мощными и упрощенными, что их можно рассматривать как одно из основных геодезических устройств при топографической съемке.

Аэрофотосъемка

Аэрофотосъемка для составления топографических карт существует уже довольно давно. Когда-то воздушные шары служили геодезисту платформой, позволяющей легко записывать данные для дальнейших наземных работ. Сегодня мы используем более продвинутые технологии, такие как беспилотники, самолеты и спутники, которые могут предоставить огромное количество деталей с определенной точностью. Воздушные съемки с вертолетов, самолетов и дронов могут проводиться с использованием LIDAR и стереографической оцифровки для визуализации трехмерной поверхности топографии. Эти системы очень эффективны при покрытии больших площадей, но могут быть дорогостоящими. Менее плотные съемки могут быть более экономичными при использовании менее специализированного оборудования.

Строительные изыскания

Одной из крупнейших и постоянно быстро развивающихся областей землеустроительных изысканий является строительная отрасль. Что касается проектирования, это может включать точную топографическую детализацию, особенно в строительных проектах, как при возведении, так и при оценке существующей инфраструктуры. Строительные изыскания собирают большие объемы топографической информации в очень локализованных условиях, что делает ее важным преимуществом в проекте строительства или развития.

Проверка правовых границ

Эти исследования также предоставляют обширную информацию о локализованных областях. Как правило, топографическая съемка проводится при определении местоположения новых зданий и других видов землеустройства, когда информация о собственности проецируется на карту. Эта информация о собственности получается с помощью маршрута и обследования юридических границ и позволяет лучше понять рассматриваемую землю.

Гидрографическая съемка

Хотя это может показаться нелогичным, землемеры также могут нести ответственность за выполнение гидрографических съемок местных водоемов. Топографическая съемка с гидрографической точки зрения состоит из ряда работ, выполняемых с целью определения состава тех частей земной поверхности, которые находятся в воде.

Что входит в топографическую съемку?

Топографическая съемка может включать в себя огромное количество деталей, если это необходимо, но в целом цель этих съемок состоит в том, чтобы собрать как можно больше подробностей, характерных для «рельефа местности».

Геодезист, проводящий полевые исследования, стремится зафиксировать максимальное количество деталей изучаемой области, например: окружающие контуры, пики, трещины, тип и количество растительности и т. д. Эти данные передаются персоналу — будь то государственные учреждения, строительным подрядчикам или другим лицам, принимающим решения, которые перенесут его в план, топографическую карту или другое наглядное изображение для дальнейшего редактирования и анализа.

Важность топографической съемки очевидна: без визуального отображения топографической информации мы не можем определить свое положение и ориентацию. Это визуальное представление — часто в виде карты — становится возможным благодаря топографической съемке. Ежедневно мы обращаемся к нашим смартфонам и другим устройствам, чтобы определить географическую привязку какой-либо точки интереса, будь то точный адрес или чисто спекулятивная информация. Вся эта информация имеет географическую привязку и связана с топографической базой данных информации, накопленной с течением времени в результате многочисленных топографических съемок.

Знание топографии местности очень полезно для оценки затрат, связанных со строительными проектами, разведкой ресурсов, лесным хозяйством, сельским хозяйством, гражданским проектированием и другими подобными разработками.

Кроме того, топографическая съемка может помочь исправить любые потенциальные ошибки в крупномасштабных съемках. Представьте себе независимые локальные топографические съемки вокруг городов A и B. Эти съемки начинаются из разных источников, и, как только они встречаются на полпути между ними, обнаруживаются ошибки в совпадающих положениях. Локализованные опросы могут дополнительно помочь в определении процедур распространения ошибок.

Базовая топографическая съемка начинается либо с установления источника, либо с определения заранее установленного геодезического скоординированного маркера съемки. Эти позиции маркеров содержат подробную информацию о координатах позиции и вертикальную информацию. Отсюда можно начать топографическую съемку и, используя множество методов, получить топографические данные с точки зрения высоты земли и того, что мы называем горизонтальным положением. То есть на поверхности земли. Эти же позиции можно перемещать как над землей, так и под землей, в зависимости от типа проводимой съемки.

Планшет-переходник

Хотя теперь он используется редко, он был полезным инструментом для точной проработки деталей. Инструмент требовал размещения на столе для картирования или планирования в поле, где велись работы, и использовал линейку и уровень для картирования местных данных. Это был громоздкий аппарат, уступивший современному теодолиту.

Нивелир автоматический

Наиболее точный метод получения и передачи информации о высоте между известными контрольными точками высоты – «реперами» – и локальными участками для использования в топографической съемке. Горизонтальная точность ограничена, но автоматическая внутренняя калибровка и компенсация позволяют современным автоматическим уровням измерять субмиллиметровые вертикальные значения.

Рычаг

Веха или табличка, имеющая приращения для измерения высоты над любой заданной точкой. Эти столбы могут быть прикреплены ко многим вспомогательным устройствам для получения дистанционных измерений. Обычно используется в сочетании с теодолитами, оборудованием для электронного измерения расстояния (EDM) и тахеометрами в качестве визирных единиц для горизонтальных и вертикальных углов.

Теодолит

Теодолиты существуют уже несколько десятилетий и варьируются от простых до высокоточных приборов. Они могут измерять вертикальные и горизонтальные углы с точностью до долей угловых секунд (круговые), которые можно использовать в геометрических и тригонометрических расчетах.

Рулетка

Обычно упоминается как цепь из-за исторической справки. Изготовлен из стали с высоким коэффициентом элемента и низким коэффициентом, чтобы избежать усадки или расширения. Он градуирован либо в метрической, либо в имперской мере. Иногда они изготавливаются из стекловолокна или даже гибкой прессованной стали, хотя и менее точные.

Программное обеспечение для съемки

Используется для подготовки к съемке, сбора и последующей обработки полученных данных. Большинство пакетов будут производить окончательные данные во многих форматах для использования с другим программным обеспечением умилостивления и программными приложениями общего пользования. Существует множество программных пакетов, которые можно использовать для управления данными в сценарии картирования или ГИС, что позволяет автоматически передавать большие объемы данных.

GPS/RTK GNSS

Спутниковые системы GPS и GNSS упростили съемку практически для любых целей. Они могут обеспечить точность позиционирования вплоть до миллиметрового уровня. Системы основаны на спутниках на орбите, которые передают информацию о местоположении на любой способный приемник, который может преобразовывать эти данные в географические или проекционные значения на любой картографической поверхности.

Дроны

Съемка с помощью дронов в последнее время стала популярной, поскольку производственные тенденции выдвигают их на передний план в некоторых приложениях. Позиции достигаются с помощью бортовых систем GNSS для точной навигации при сборе топографических данных сверху с использованием любого из наиболее распространенных методов площадной съемки. В настоящее время единственными ограничениями являются мощность и время, в течение которого юнит может оставаться в полете.

LiDAR Plane

Многие компании оснащают самолеты специальными геодезическими устройствами, которые могут снимать топографические профили сверху с определенным уровнем точности. Они также могут получать высокоточные координаты GNSS, используя методы, обеспечивающие высокую производительность. Использование этого с самолета дороже, чем с помощью дронов, однако более крупные проекты с временными ограничениями часто диктуют использование.

Электронный тахеометр

Это современные электронные цифровые теодолиты со встроенным аппаратным и программным обеспечением, позволяющим выполнять измерения и расчеты внутри устройства. Просто они считаются чуть более эффективными. Роботизированные тахеометры — это следующий шаг по сравнению с тахеометрами, поскольку их можно запрограммировать для включения роботизированного интерфейса с различным оборудованием.

Типичные топографические съемки, в зависимости от их использования, выполняются на сетке с заранее определенным разделением узлов данных. Как правило, предпочтительнее использовать уже имеющиеся подъезды к участкам с растительностью, однако начинать желательно с сетки. Ориентация не имеет большого значения, пока получается геометрическая фигура. (Источник: bing.com) edrnet.com)

Ильяс Азиз2022-03-30T09:19:12-04:00

Об авторе: Ильяс Азиз

Автор/создатель ГИС-контента в Equator Studios

Ссылка для загрузки страницы

Геодезия — ГИС Вики | Энциклопедия ГИС

Геодезия (произносится / dʒi˝ˈɒd ɪ si / ^[1] ), также называемая геодезией , отрасль наук о Земле, которая занимается измерениями и науками о Земле. представление Земли, включая ее гравитационное поле, в трехмерном изменяющемся во времени пространстве. Геодезисты также изучают геодинамические явления, такие как движение земной коры, приливы и движения полюсов. Для этого они разрабатывают глобальные и национальные сети управления, используя космические и наземные методы, полагаясь на датумы и системы координат.

Содержание

• 1 Определение
• 2 История
• 3 Геоид и опорный эллипсоид
• 4 Системы координат в пространстве
  • 4.1 Системы координат на плоскости
• 5 Высота
• 6 Геодезические данные
  • 6.1 Примечание по терминологии
• 7-точечное позиционирование
• 8 Геодезические задачи
  • 8.1 Первая геодезическая задача
  • 8.2 Вторая (обратная) геодезическая задача
• 9 Концепции геодезических наблюдений
• 10 Геодезические измерения
• 11 Единицы и меры на эллипсоиде
• 12 Временное изменение
• 13 известных геодезистов
  • 13.1 Геодезисты-математики до 1900 г.
  • 13,2 20 век
• 14 Международные организации
• 15 Государственные учреждения
• 16 См. также
• 17 Примечания
• 18 Каталожные номера
• 19Внешние ссылки

Определение

Геодезия (от греческого γεωδαισία – geodaisia ​​ , букв. «разделение Земли») в первую очередь связана с позиционированием в изменяющемся во времени гравитационном поле. Несколько устаревшая в настоящее время геодезия в немецкоязычном мире делится на «Высшую геодезию» («Erdmessung» или «höhere Geodäsie»), которая занимается измерением Земли в глобальном масштабе, и «Практическую геодезию» или «Инженерную геодезию». («Ingenieurgeodäsie»), который связан с измерением определенных частей или регионов Земли и включает в себя съемку.

Форма Земли в значительной степени является результатом ее вращения, которое вызывает ее экваториальную выпуклость, и конкуренции геологических процессов, таких как столкновение плит и вулканизм, которым противодействует гравитационное поле Земли. Это относится к твердой поверхности, жидкой поверхности (динамическая топография поверхности моря) и атмосфере Земли. По этой причине некоторые называют изучение гравитационного поля Земли физической геодезией.

История

Основная статья: История геодезии

Геоид и опорный эллипсоид

Геоид — это, по сути, фигура Земли, абстрагированная от ее топографических особенностей. Это идеализированная равновесная поверхность морской воды, уровенная поверхность при отсутствии течений, перепадов давления воздуха и т.п., продолженная под материковыми массами. Геоид, в отличие от эллипсоида, нерегулярен и слишком сложен, чтобы служить вычислительной поверхностью для решения геометрических задач, таких как позиционирование точек. Геометрическое разделение между геоидом и эталонным эллипсоидом называется геоидальной волнистостью. В глобальном масштабе она варьируется в пределах ±110 м.

Опорный эллипсоид, обычно выбираемый таким же размером (объемом), как и геоид, описывается его большой полуосью (экваториальной
радиус) a и сглаживание f . Величина f  = ( a − b )/ a , где b — малая полуось (полярный радиус), является чисто геометрической. Механическая эллиптичность Земли (динамическое сплющивание, символ J ₂ ) может быть определена с высокой точностью путем наблюдения за возмущениями орбиты спутника. Его связь с геометрическим уплощением носит косвенный характер. Отношения зависят от распределения внутренней плотности или, проще говоря, от степени центральной концентрации массы.

Геодезическая система отсчета 1980 года (GRS80) установила большую полуось 6 378 137 м и уплощение 1: 298,257. Эта система была принята на XVII Генеральной ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (IUGG). По сути, это основа для геодезического позиционирования Глобальной системы позиционирования, и поэтому она также чрезвычайно широко используется за пределами геодезического сообщества.

Многие другие системы, которые использовались различными странами для своих карт и схем, постепенно выходят из употребления, поскольку все больше и больше стран переходят на глобальные геоцентрические системы отсчета, использующие опорный эллипсоид GRS80.

Системы координат в пространстве

См. также: Геодезическая система

Расположение точек в трехмерном пространстве удобнее всего описывать тремя декартовыми или прямоугольными координатами и . С момента появления спутникового позиционирования такие системы координат обычно являются геоцентрическими: ось совмещена с осью вращения Земли (обычной или мгновенной).

До эпохи спутниковой геодезии системы координат, связанные с геодезическими данными, пытались быть геоцентрическими, но их происхождение отличалось от геоцентра на сотни метров из-за региональных отклонений в направлении отвеса (по вертикали). Эти региональные геодезические системы отсчета, такие как ED50 (Европейская система отсчета 1950) или NAD83 (North American Datum 1983) имеют связанные с ними эллипсоиды, которые являются региональными «наиболее подходящими» к геоидам в пределах их областей действия, сводя к минимуму отклонения вертикали над этими областями.

Только потому, что спутники GPS вращаются вокруг геоцентра, эта точка естественным образом становится началом системы координат, определяемой с помощью спутниковых геодезических средств, поскольку положения спутников в космосе сами вычисляются в такой системе.

Геоцентрические системы координат, используемые в геодезии, можно естественно разделить на два класса:

1. Инерциальные системы отсчета, в которых оси координат сохраняют свою ориентацию относительно неподвижных звезд или, что то же самое, относительно осей вращения идеальных гироскопов; ось указывает на весеннее равноденствие
2. Совместное вращение, также ECEF («Земля в центре, Земля фиксирована»), где оси прикреплены к твердому телу Земли. Ось лежит в плоскости меридиана Гринвичской обсерватории.

Преобразование координат между этими двумя системами в хорошем приближении описывается (кажущимся) звездным временем, которое учитывает изменения осевого вращения Земли (вариации длины дня). Более точное описание также учитывает полярное движение — явление, за которым пристально следят геодезисты.

Системы координат на плоскости

При съемке и картографировании, важных областях применения геодезии, на плоскости используются два основных типа систем координат:

1. Плоскополярные, при которых точки на плоскости определяются расстоянием от указанной точки по лучу, имеющему заданное направление относительно базовой линии или оси;
2. Прямоугольные точки определяются расстояниями от двух перпендикулярных осей, называемых и . Это геодезическая практика — вопреки математическому соглашению — пусть ось указывает на север, а ось — на восток.

Прямоугольные координаты на плоскости можно интуитивно использовать относительно текущего местоположения, и в этом случае ось будет указывать на местный север. Более формально такие координаты могут быть получены из трехмерных координат с использованием картографической проекции. Невозможно отобразить искривленную поверхность Земли на плоскую поверхность карты без деформации. Наиболее часто выбираемый компромисс, называемый конформной проекцией, сохраняет соотношение углов и длин, так что маленькие круги отображаются как маленькие круги, а маленькие квадраты — как квадраты.

Примером такой проекции является UTM (Universal Transverse Mercator). В плоскости карты у нас есть прямоугольные координаты и . В этом случае северное направление, используемое для справки, — это карта Север, а не местный Север. Разница между ними называется схождением меридианов .

Достаточно просто «перевести» между полярными и прямоугольными координатами на плоскости: пусть, как выше, направление и расстояние равны и соответственно, тогда имеем

Обратное преобразование определяется как:

Высоты

В геодезии, точке или местности высоты — это «над уровнем», неровная, физически определенная поверхность. Поэтому в идеале высота должна называться координатой 90 328, а не 90 329. Это больше похоже на физическую величину, и хотя может возникнуть соблазн рассматривать высоту как вертикальную координату в дополнение к горизонтальным координатам и , и хотя на самом деле это хорошее приближение к физической реальности в небольших областях, оно быстро становится недействительным для региональные соображения.
Высота бывает следующих вариантов:

1. Ортометрические высоты
2. Нормальная высота
3. Геопотенциальные высоты

Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. И ортометрическая, и нормальная высота — это высота в метрах над уровнем моря, тогда как геопотенциальные числа являются мерой потенциальной энергии (единица измерения: м² с ⁻² ), а не метрической. Ортометрическая и нормальная высоты различаются тем, как именно средний уровень моря концептуально продолжается под континентальными массами. Базовой поверхностью для ортометрических высот является геоид, эквипотенциальная поверхность, аппроксимирующая средний уровень моря.

Ни одна из этих высот никоим образом не связана с геодезическими или эллипсоидальными высотами, которые выражают высоту точки над опорным эллипсоидом. Приемники спутникового позиционирования обычно обеспечивают эллипсоидальные высоты, если только они не оснащены специальным программным обеспечением для преобразования, основанным на модели геоида.

Геодезические данные

Поскольку координаты геодезических точек (и высоты) всегда получаются в системе, построенной на основе реальных наблюдений, геодезисты вводят понятие0328 геодезическая система отсчета : физическая реализация системы координат, используемой для описания местоположений точек. Реализация является результатом выбора условных значений координат для одной или более опорных точек .

В случае высотных исходных точек достаточно выбрать одну исходную точку : реперную отметку, обычно мареограф на берегу. Таким образом, у нас есть вертикальные данные, такие как NAP (Normaal Amsterdams Peil), североамериканские вертикальные данные 19.88 (NAVD88), датум Кронштадта, датум Триеста и так далее.

В случае плоских или пространственных координат нам обычно требуется несколько опорных точек. Региональный эллипсоидальный датум, такой как ED50, можно зафиксировать, задав волнистость геоида и отклонение вертикали в одной точке отсчета , в данном случае — в башне Гельмерта в Потсдаме. Однако можно использовать и переопределенный ансамбль опорных точек.

Изменение координат набора точек, относящихся к одной системе отсчета, таким образом, чтобы они относились к другой системе отсчета, называется преобразование данных . В случае вертикальных баз это простое добавление постоянного смещения ко всем значениям высоты. В случае плоских или пространственных координат преобразование датума принимает форму подобия или преобразования Гельмерта , состоящего из операции вращения и масштабирования в дополнение к простому переносу. На плоскости преобразование Гельмерта имеет четыре параметра; в космосе семь.

Примечание по терминологии

В реферате система координат, используемая в математике и геодезии, например, в терминологии ISO обозначается как система координат . Международные геодезические организации, такие как IERS (Международная служба вращения Земли и систем отсчета), говорят о системе отсчета .

Когда эти координаты реализуются путем выбора исходных точек и фиксации геодезической исходной точки, ISO использует терминологию системы отсчета координат , в то время как IERS говорит о системе отсчета . Преобразование ИГ снова упоминается в ISO как преобразование координат 9. 0329 . (ISO 19111: Пространственная привязка по координатам).

Позиционирование точки

Позиционирование точки — это определение координат точки на суше, на море или в космосе относительно системы координат. Положение точки определяется путем вычислений на основе измерений, связывающих известные положения наземных или внеземных точек с неизвестным положением на земле. Это может включать преобразования между астрономическими и земными системами координат или между ними.

Известные точки, используемые для позиционирования точек, могут быть точками триангуляции сети более высокого порядка или спутниками GPS.

Традиционно строилась иерархия сетей, позволяющая позиционировать точки внутри страны. Высшими в иерархии были сети триангуляции. Они были уплотнены в сети траверсов (полигонов), к которым привязаны локальные картографические измерения, обычно с помощью рулетки, угловой призмы и знакомых красных и белых шестов.

В настоящее время все измерения, кроме специальных (например, подземных или высокоточных инженерных), выполняются с помощью GPS. Сети более высокого порядка измеряются с помощью статической GPS, используя дифференциальные измерения для определения векторов между наземными точками. Затем эти векторы корректируются традиционным сетевым способом. Глобальный многогранник постоянно работающих станций GPS под эгидой IERS используется для определения единой глобальной геоцентрической системы отсчета, которая служит глобальной ссылкой «нулевого порядка», к которой привязаны национальные измерения.

Для геодезических карт часто используется кинематическая GPS в реальном времени, связывающая неизвестные точки с известными наземными точками поблизости в реальном времени.

Одной из целей позиционирования точек является предоставление известных точек для отображения измерений, также называемых (горизонтальным и вертикальным) контролем.
В каждой стране существуют тысячи таких известных точек, которые обычно задокументированы национальными картографическими агентствами. Геодезисты, занимающиеся недвижимостью и страхованием, будут использовать их для привязки своих местных измерений.

Геодезические задачи

В геометрической геодезии существуют две стандартные задачи:

Первая геодезическая задача

Имея точку (с точки зрения ее координат), направление (азимут) и расстояние от этой точки до второй точки, определите (координаты) этой второй точки.

Вторая (обратная) геодезическая задача

По двум точкам определить азимут и длину линии (прямой, дуги или геодезической), которая их соединяет.

В случае плоской геометрии (справедливой для небольших участков земной поверхности) решения обеих задач сводятся к простой тригонометрии.
На сфере решение значительно сложнее, например, в обратной задаче азимуты будут различаться между двумя конечными точками соединяющего большого круга, дуги, то есть геодезической.

На эллипсоиде вращения геодезические могут быть записаны в терминах эллиптических интегралов, которые обычно вычисляются в терминах разложения в ряд; например, см. формулы Винсенти.

В общем случае решение называется геодезической для рассматриваемой поверхности. Дифференциальные уравнения для геодезической можно решить численно.

Геодезические концепции наблюдений

Здесь мы определяем некоторые основные концепции наблюдений, такие как углы и координаты, определенные в геодезии (а также в астрономии), в основном с точки зрения местного наблюдателя.

• Отвес или вертикаль — это направление местной силы тяжести или линия, которая получается в результате следования за ней. Он слегка изогнут.
• Зенит — точка на небесной сфере, где направление вектора гравитации в точке, вытянутой вверх, пересекает ее. Правильнее называть его <направлением>, а не точкой.
• надир — это противоположная точка (точнее, направление), где направленное вниз направление гравитации пересекает (невидимую) небесную сферу.
• Небесный горизонт представляет собой плоскость, перпендикулярную вектору гравитации точки.
• Азимут — это угол направления в плоскости горизонта, обычно отсчитываемый по часовой стрелке от севера (в геодезии и астрономии) или юга (во Франции).
• Высота — угловая высота объекта над горизонтом, или зенитное расстояние, равное 90 градусам минус высота.
• Местные топоцентрические координаты — это азимут (угол направления в плоскости горизонта) и угол места (или зенитный угол) и расстояние.
• Северный небесный полюс является продолжением мгновенной оси вращения Земли (прецессирующей и нутирующей), вытянутой на север и пересекающей небесную сферу. (Аналогично для Южного полюса мира.)
• Небесный экватор — это пересечение (мгновенной) плоскости экватора Земли с небесной сферой.
• Меридиональная плоскость — это любая плоскость, перпендикулярная небесному экватору и содержащая небесные полюса.
• Местный меридиан — это плоскость, содержащая направление на зенит и направление на небесный полюс.

Геодезические измерения

Нивелир используется для определения перепадов высот и систем отсчета высот, обычно именуемых уровнем. Традиционный спиртовой уровень непосредственно производит эти практически наиболее полезные высоты над уровнем моря; более экономичное использование инструментов GPS для определения высоты требует точного знания фигуры геоида, поскольку GPS дает высоты только выше опорного эллипсоида GRS80. По мере накопления знаний о геоиде можно ожидать, что использование определения высоты GPS будет распространяться.

Теодолит используется для измерения горизонтальных и вертикальных углов до целевых точек. Эти углы относятся к местной вертикали. Тахеометр дополнительно определяет, электронным или электрооптическим способом, расстояние до цели, и его операции в высокой степени автоматизированы, даже роботизированы. Широко используется метод свободного положения станции.

Для местных детальных съемок обычно используются тахеометры, хотя старомодный прямоугольный метод с использованием угловой призмы и стальной ленты по-прежнему является недорогой альтернативой. Также используются методы кинематики в реальном времени (RTK) GPS. Собранные данные помечаются и записываются в цифровом виде для ввода в базу данных Географической информационной системы (ГИС).

Геодезические приемники GPS выдают трехмерные координаты непосредственно в геоцентрической системе координат. Таким кадром является, например, WGS84 или кадры, которые регулярно создаются и публикуются Международной службой вращения Земли и систем отсчета (IERS).

Приемники GPS почти полностью заменили наземные инструменты для крупномасштабных съемок базовой сети. Для общепланетарных геодезических исследований, ранее невозможных, мы все еще можем упомянуть методы спутниковой лазерной локации (SLR) и лунной лазерной локации (LLR) и интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI). Все эти методы также служат для мониторинга неравномерности вращения Земли, а также движения тектонических плит.

Гравитация измеряется с помощью гравиметров. В основном, есть два типа гравиметров. Абсолютные гравиметры , которые в настоящее время также могут использоваться в полевых условиях, основаны непосредственно на измерении ускорения свободного падения (например, отражающей призмы в вакуумной трубке). Они используются для установления вертикального геопространственного контроля. Наиболее распространенные гравиметры относительно имеют пружинную основу. Их применяют при гравиразведке на больших площадях для установления над этими площадями фигуры геоида. Наиболее точные относительные гравиметры сверхпроводящих гравиметров, и они чувствительны к одной тысячной одной миллиардной силы тяжести на поверхности Земли. Двадцать с лишним сверхпроводящих гравиметров используются во всем мире для изучения земных приливов, вращения, внутренних и океанических и атмосферных нагрузок, а также для проверки ньютоновской постоянной гравитации.

Единицы и меры на эллипсоиде

Географическая широта и долгота указываются в градусах, угловых минутах и ​​угловых секундах. их уголки , не метрические
меры и описать направление локальной нормали к эталонному эллипсоиду вращения. Это примерно совпадает с направлением отвеса, т. е. с местной силой тяжести, которая также является нормалью к поверхности геоида. По этой причине определение астрономического положения — измерение направления отвеса с помощью астрономических средств — работает достаточно хорошо, если используется эллипсоидальная модель фигуры Земли.

Одна географическая миля, определяемая как одна угловая минута на экваторе, равна 1855,32571922 м. Одна морская миля равна одной минуте астрономической широты. Радиус кривизны эллипсоида меняется в зависимости от широты, будучи самым длинным на полюсе и самым коротким на экваторе, как и морская миля.

Метр изначально определялся как 40-миллионная часть длины меридиана (цель не была достигнута в фактической реализации, поэтому в текущих определениях она отличается на 0,02%). Это означает, что один километр примерно равен (1/40 000) * 360 * 60 меридиональных минут дуги, что равно 0,54 морской мили, хотя это не точно, поскольку две единицы определяются на разных основаниях (международная морская миля определяется как ровно 1852 м, что соответствует округлению 1000/0,54 м до четырех цифр).

Временные изменения

В геодезии временные изменения можно изучать различными методами. Точки на земной поверхности меняют свое положение благодаря множеству механизмов:

• Движение континентальных плит, тектоника плит
• Эпизодические движения тектонического происхождения, особ. вблизи линий разлома
• Периодические эффекты, вызванные земными приливами
• Послеледниковое поднятие суши из-за изостатической корректировки
• Различные антропогенные перемещения, вызванные, например, добычей нефти или воды или строительством водохранилищ.

Наука об изучении деформаций и движений земной коры и твердой Земли в целом называется геодинамикой. Часто в его определение включают и изучение неравномерности вращения Земли.

Методы изучения геодинамических явлений в глобальном масштабе включают:

• спутниковое позиционирование с помощью GPS и других подобных систем,
• Интерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ)
• спутниковая и лунная лазерная локация
• Региональное и локальное точное выравнивание,
• точные тахеометры,
• мониторинг изменения силы тяжести,
• Интерферометрический радар с синтезированной апертурой (InSAR) с использованием спутниковых изображений и др.

Известные геодезисты

Геодезисты-математики до 1900 г.

• Пифагор 580–490 гг.
• Эратосфен 276–194 гг. до н.э., Древняя Греция
• Посидоний ок. 135–51 до н.э., Древняя Греция
• Клавдий Птолемей 83–168 г. н.э., Римская империя (Римский Египет)
• Абу Райхан Бируни 973–1048, Хорезм (Иран/Персия) ^{[3] [4]}
• Сэр Джордж Бидделл Эйри 1801–1892, Кембридж и Лондон
• Мухаммад аль-Идриси 1100–1166, (Аравия и Сицилия)
• Аль-Мамун 786–833, Багдад (Ирак/Месопотамия)
• Педро Нуньес 1502–1578 Португалия
• Герхард Меркатор 1512–1594 (Бельгия и Германия)
• Снеллиус (Виллеброрд Снел ван Ройен) 1580–1626, Лейден (Нидерланды)
• Христиан Гюйгенс 1629–1695 (Нидерланды)
• Пьер де Мопертюи 1698–1759 (Франция)
• Пьер Бугер 1698–1758, (Франция и Перу)
• Жан Анри Ламбер 1728–1777 (Франция)
• Алексис Клеро 1713–1765 (Франция)
• Иоганн Якоб Байер 1794–1885, Берлин (Германия)
• Карл Максимилиан фон Бауэрнфайнд, Мюнхен (Германия)
• Фридрих Вильгельм Бессель, Кенигсберг (Германия)
• Роджер Джозеф Боскович, Рим/Берлин/Париж
• Генрих Брунс 1848–1919, Берлин (Германия)
• Александр Росс Кларк, Лондон (Англия)
• Лоранд Этвеш 1848–1919 (Венгрия)
• Сэр Джордж Эверест 1830–1843 (Англия и Индия)
• Эрве Файе 1814–1902 (Франция)
• Абель Фуллон (Франция)
• Карл Фридрих Гаус 1777–1855, Геттинген (Германия)
• Фридрих Роберт Гельмерт, Потсдам (Германия)
• Гиппарх, Никосия (Греция)
• Пьер-Симон Лаплас 1749–1827, Париж (Франция)
• Адриан Мари Лежандр 1752–1833, Париж (Франция)
• Иоганн Бенедикт Листинг 1808–1882 (Германия)
• Фридрих Х. К. Пашен, Шверин (Германия)
• Чарльз Сандерс Пирс 1839–1914 (США)
• Анри Пуанкаре, Париж (Франция)
• Дж. Х. Пратт 1809–1871, Лондон (Англия)
• Региомонтанус (Германия/Австрия)
• Георг фон Райхенбах 1771–1826, Бавария (Германия)
• Генрих Кристиан Шумахер 1780–1850 (Германия и Эстония)
• Иоганн Георг фон Зольднер 1776–1833, Мюнхен (Германия)
• Джордж Габриэль Стоукс (Англия)
• Фридрих Георг Вильгельм Струве 1793–1864, Дерпт и Пулкова/Санкт-Петербург (Россия)

20 век

• Арне Бьерхаммар, 19167-2011 (Швеция)
• Уильям Боуи, 1872–1940 (США)
• Джон Филлмор Хейфорд, 1868-1925 (США)
• Вейкко Алексантери Хейсканен, 1895–1971 (Финляндия и США)
• Фридрих Хопфнер, 1881–1819 гг.49 (Австрия)
• Гарольд Джеффрис, 1891-1989 (Англия)
• Карл-Рудольф Кох, 1935- (Германия)
• Михаил Сергеевич Молоденский, 1909–1991 (Россия)
• Джон А. О’Киф, 1916–2000 (США)
• Карл Рамсайер, 1911-1982 (Германия)
• Хельмут Шмид, 1914-1998 (Швейцария)
• Петр Ваничек, 1935- (Канада)
• Юрьё Вяйсяля, 1889–1971 (Финляндия)
• Феликс Андрис Венинг-Мейнес, 1887–1966 (Нидерланды)
• Таддеус Винсенти, 1920-2002 (Польша)
• Альфред Вегенер, 1880–1930 (Германия и Гренландия)

Международные организации

• Международная геодезическая ассоциация (IAG)
• Международный союз геодезии и геофизики (IUGG)
• Международная федерация геометров (FIG)
• European Petroleum Survey Group (EPSG) (которая, несмотря на то, что была официально расформирована в 2005 г., продолжает совершенствовать проверенный набор геодезических параметров)

Государственные учреждения

• Национальная геодезическая служба (NGS), Silver Spring MD, США
• Национальное агентство геопространственной разведки (NGA), Бетесда, Мэриленд, США (ранее Национальное агентство изображений и картографии NIMA, ранее Картографическое агентство Министерства обороны США)
• Геологическая служба США (USGS), Рестон, Вирджиния, США
• Национальный географический институт (IGN), Сен-Манде, Франция
• Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), Frankfurt a. М., Германия (ранее Institut für Angewandte Geodäsie, IfAG)
• Центральный научно-исследовательский институт геодезии, дистанционного зондирования и картографии (ЦНИИГАИК), Москва, Россия
• Отдел геодезической съемки, Министерство природных ресурсов Канады, Оттава, Канада
• Geoscience Australia, Федеральное агентство Австралии
• Финский геодезический институт (ФГИ), Масала, Финляндия
• Португальский географический институт (IGEO), Лиссабон, Португалия
• Бразильский институт географии и статистики — IBGE
• Испанский национальный географический институт (IGN), Мадрид, Испания
• Земельная информация Новой Зеландии.
• Подразделение геодезии Королевского технологического института, Стокгольм, Швеция

Примечание. Этот список еще неполный.

См. также

• Геоматика
• Физическая геодезия
• Геофизика
• Геодезия
• Географическое расстояние
• ИАГ
• ETRS89
• ГНСС
• Важные публикации по геодезии
• История геодезии
• Космическая техника
• Всемирная геодезическая система, WGS 84
• Геодезические (по математике)
• Геодезический (по физике)
• Геодезическая система

Примечания

1. ↑ OED
2. ↑ ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ВОЕННОГО КАРТОГРАФИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА 80-003
3. ↑ Х. Маулана (2001). «Информация в арабском мире», Журнал «Сотрудничество Юг» 1 .
4. ↑ А. С. Ахмед (1984). «Аль-Беруни: первый антрополог», ДОЖДЬ 60 , с. 9–10.

Ссылки

• Б. Хофманн-Велленхоф и Х. Мориц, Физическая геодезия , Springer-Verlag Wien, 2005. (Этот текст является обновленным изданием классического труда 1967 г. В. А. Хейсканена и Х. Морица).
• Ваничек П. и Э.Ю. Krakiwsky, Геодезия: концепции , стр. 714, Elsevier, 1986.
• Томас Х. Мейер, Дэниел Р. Роман и Дэвид Б. Зилкоски. «Что на самом деле означает высота ?» (Это серия из четырех статей, опубликованных в Геодезические и земельные информационные науки, SaLIS .)
  • «Часть I: Введение» SaLIS Vol. 64, № 4, страницы 223–233, декабрь 2004 г.
  • «Часть II: Физика и гравитация» SaLIS Vol. 65, № 1, страницы 5–15, март 2005 г.
  • «Часть III: Системы высоты» SaLIS Vol. 66, № 2, страницы 149–160, июнь 2006 г.
  • «Часть IV: определение высоты с помощью GPS» SaLIS Vol. 66, № 3, стр. 165–183, сентябрь 2006 г.

Внешние ссылки

• Международная геодезическая ассоциация (IAG).
• Страница геодезии.
• Домашняя страница геодезии и геоматики
• Добро пожаловать в геодезию
• MapRef.org: Сборник картографических проекций и справочных систем для Европы
• Программное обеспечение GeometricalGeodesy для геодезических расчетов
• Пенсильванский стандарт обмена геопространственными данными — геодезия и геодезическая монументация
• Каталожные номера по абсолютным гравиметрам
• Прямые и обратные решения Винсенти геодезических на эллипсоиде, в JavaScript
• Решение Винсенти геодезических на эллипсоиде на C#
• Решение Винсенти геодезических на эллипсоиде, на Java
• GeographicLib предоставляет утилиту Geod (с исходным кодом) для решения прямых и обратных геодезических задач. По сравнению с Vincenty’s_formulae это примерно в 1000 раз точнее (ошибка = 15 нм), и обратное решение завершено.
• Проект EarthScope
• UNAVCO — EarthScope — Обсерватория на границе плит
• Польский интернет-информатор геодезии

2 Геодезия на благо общества

Страница 27

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

Современная глобальная геодезическая инфраструктура создавалась в течение нескольких последних десятилетий в первую очередь для поддержки деятельности научных и военных сообществ. Тем не менее, физическая, вычислительная и организационная инфраструктура, разработанная для этих сообществ, теперь поддерживает широкий спектр приложений. Подобно дорогам и автомагистралям, которые облегчают торговлю между штатами, геодезическая инфраструктура приносит значительные выгоды обществу, позволяя осуществлять удивительный набор действий и инноваций, включая автономную навигацию, точное земледелие, гражданскую съемку, системы раннего предупреждения об опасностях и улучшенное картирование пойм. В этой главе описываются текущие возможности, ставшие возможными благодаря точной глобальной геодезической инфраструктуре, выделяются области, которые могут выиграть от усовершенствований в геодезической инфраструктуре, и исследуются потенциальные будущие приложения.

ТЕКУЩИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Точные топографические карты

Топография (высота земной поверхности, также называемая базовым компонентом рельефа) для многих приложений. Ученые используют топографические карты для изучения растений и животных, геологии, опасностей и эрозии. Национальный исследовательский совет (NRC) (2007b, стр. 2) обнаружил, что «топографические данные являются наиболее важным фактором в определении высоты водной поверхности, базовой отметки паводка и степени наводнения и, таким образом, точности карт наводнения в прибрежных районах. ». Точные топографические карты также важны для гражданских приложений, от навигации в самолетах до пеших прогулок и пеших прогулок. Базовый слой в Google Планета Земля ^© постоянно обновляется с использованием последних топографических данных. Топография также важна для таких коммерческих приложений, как определение оптимального размещения вышек сотовой связи, планирование трубопроводов и маршрутизация грузовиков для экономии топлива. Наиболее точная глобальная карта топографии Земли (с точностью до 5–10 метров по вертикали) была получена в ходе 11-дневной миссии Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) в 2000 г. (Farr et al., 2007). Следующее поколение топографических съемок в США выполняется с гораздо более высокой точностью по вертикали — точностью 10 сантиметров или лучше. Эти высокоточные съемки выполняются авиационным радаром 9.0005

Страница 28

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

и LiDAR (Light Detection and Ranging) и широко используют геодезическую инфраструктуру для определения траекторий полета с точностью до сантиметра после сбора данных.

Улучшенные карты поймы и затопления

Карты поймы используются для прогнозирования течения воды на поверхности Земли и имеют решающее значение для оценки риска наводнений. Создание карт поймы является важной частью Национальной программы страхования от наводнений, потому что эти карты используются для установления ставок страхования от наводнений, регулирования развития поймы и информирования об однопроцентной годовой вероятности опасности наводнения. Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) реализует амбициозную пятилетнюю программу по обновлению и переводу в цифровой формат национальных карт поймы (NRC, 2007b). Эти карты получены из комбинации топографических данных (высоты с точностью до 10 сантиметров или лучше) и карты геоида (см. рис. 1.2), поскольку вода течет вниз по холмистой поверхности геоида. Североамериканский вертикальный датум 1988 (NAVD 88) — официальная эталонная поверхность, относительно которой в США производятся измерения высоты. Однако NAVD 88 имеет среднее смещение в 1 метр и ошибочный наклон, составляющий дополнительную ошибку в 1 метр на территории Соединенных Штатов; на Аляске он также имеет уклон в 1–2 метра (Childers et al. , 2009a). Таким образом, для повышения точности карт поймы потребуется улучшить вертикальную датум, что, в свою очередь, потребует использования либо более плотных и точных геодезических нивелирующих наблюдений, либо измерений глобальной системы позиционирования (GPS) и высокоточной модели геоида (NRC, 2007б). Национальная геодезическая служба (NGS) приступила к проекту GRAV-D («Гравитация для переопределения американской системы отсчета по вертикали»), воздушной гравитационной миссии для измерения гравитации и ее изменений более точно, чем это было возможно ранее (NOAA, 2010; см. вставку). 5.2). Таким образом, целью GRAV-D является моделирование и мониторинг геоида Земли, который служит опорной поверхностью для нулевой высоты. Новая вертикальная система отсчета, основанная на силе тяжести, полученная в результате этого проекта, будет иметь точность на уровне 2 сантиметров для большей части страны. Польза от GRAV-D для общества оценивается в 4,8 миллиарда долларов за 15 лет (Leveson, 2009). ).

Использование геодезических координат в реальном времени

Точное определение местоположения в реальном времени используется в широком спектре коммерческих приложений и услуг. Точные положения спутников Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS)/GPS на их орбитах и ​​наземная система отсчета используются для точного определения местоположения объекта на поверхности Земли. Сеть NGS Continuous Operating Reference Station (CORS), которая обеспечивает точное позиционирование в режиме реального времени для приложений, включая точное земледелие, геодезию и даже снегоочистители с GPS-управлением, широко использует глобальную геодезическую инфраструктуру. Сеть CORS, в свою очередь, является фундаментальным компонентом Национальной пространственной системы отсчета (NSRS) 9.0350 1 , который обеспечивает высокоточную и согласованную географическую справочную структуру на всей территории Соединенных Штатов, позволяя пространственно регистрировать и интегрировать различные уровни данных в географические и земельные информационные системы (ГИС/ЛИС). По оценкам, NSRS обеспечивает прибыль, эквивалентную 2,4 миллиарда долларов США в год (Leveson, 2009). NSRS, в свою очередь, является основой Национальной инфраструктуры пространственных данных (NSDI), которая была признана в отчете Федерального комитета по географическим данным за 2004 г. «основным механизмом обеспечения (национального) доступа к надежным геопространственным данным» (NSDI). Группа планирования будущих направлений, 2004 г.).

Данные о местоположении в режиме реального времени часто используются коммерческими службами дополнений, которые предоставляют поправки к стандартному GPS-позиционированию для глобального набора клиентов, которым требуются субметры и

Страница 29

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

Позиционирование в режиме реального времени на уровне

метров. Эти клиенты задействованы, например, в оффшорной нефтяной промышленности, точном земледелии и некоторых морских приложениях, которые требуют высокой надежности и глобальной доступности. Операторам спутников для съемки изображений на околоземной орбите требуется быстрая и точная геолокация их изображений, чтобы быстро обслуживать своих клиентов. Глобальный характер многих из этих приложений требует, чтобы продукты были точными в четко определенной и стабильной наземной системе отсчета.

Мониторинг и совершенствование глобальной системы позиционирования

Глобальная геодезическая инфраструктура также способствует совершенствованию Глобальной системы позиционирования (GPS). Например, геодезические исследования привели непосредственно к добавлению третьей частоты GPS и к лазерным ретрорефлекторам, которые могут быть добавлены к будущим спутникам GPS. Кроме того, система NASA Global Differential GPS (GDGPS) ² использует глобальную сеть GPS для мониторинга целостности и ситуационной оценки GPS в режиме реального времени для Министерства обороны США (NRC, 19).95б). GDGPS также является основой для улучшения орбиты в реальном времени для Сегмента расширенного управления, проекта, спонсируемого ВВС, который повысит точность GPS.

Точные спутниковые орбиты

Теперь спутники предоставляют ряд важных услуг, включая прогнозы погоды, связь и мониторинг землепользования. Просто подключив приемник GNSS/GPS к любому спутнику, можно определить, где этот спутник находится на своей орбите. Когда требуется высочайшая точность, необходимо дополнять данные GNSS/GPS информацией из глобальной геодезической инфраструктуры, включая сеть международной службы GNSS и международную наземную систему отсчета (ITRF). Кроме того, для определения сил гравитации на спутнике необходимы модели гравитационного поля Земли, основанные на геодезических наблюдениях, а также геодезические наблюдения за положением оси вращения Земли и скоростью вращения (см. главу 3). Существующая геодезическая инфраструктура позволяет точно позиционировать спутники для широкого круга приложений; эта возможность имеет решающее значение для многих из предлагаемых миссий «Decadal Survey», особенно для миссий по радиолокационной и лазерной альтиметрии (например, SWOT, LIST и ICESat-II), миссий по радиолокационным изображениям (например, DESDynI) и гравиметрических миссий (для например, GRACE-II) (NRC, 2007a).

Исследование космоса

В дополнение к приложениям, ориентированным на Землю, геодезия играла и будет продолжать играть важную роль в исследовании Солнечной системы и регионов за ее пределами. Системы, доказавшие свою эффективность на Земле, могут быть применены к другим планетарным телам. Например, проект GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) использует подход к определению гравитационного поля Луны, который впервые был предложен проектом GRACE (Gravity Recovery and Climate Change), ориентированным на Землю.

До тех пор, пока мы не раскопаем Землю или другую планету, мы должны полагаться на информацию, полученную в результате наблюдений за поверхностью, таких как сейсмические и геодезические измерения, чтобы узнать о внутренней структуре. Зумберге и др. (2009) приводят пример Марса, у которого была измерена прецессия его оси вращения, а его гравитационное поле и рельеф нанесены на карту с использованием геодезических методов. Эти наблюдения привели к оценкам размера, массы и физического состояния марсианского ядра, а также к выводам о сезонной изменчивости массы марсианских полярных ледяных шапок.

Кроме того, необходима геодезическая инфраструктура для отслеживания местоположения космических кораблей с Земли. По мере того, как космические корабли удаляются все дальше и дальше, потребность в угловом разрешении слежения

Страница 30

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

становится все более строгим. Космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», запущенные в 1977 году, сейчас находятся на расстоянии 17 и 14 миллиардов миль от Земли соответственно. Эти космические аппараты находятся так далеко и настолько слабы, что для их отслеживания требуются геодезические методы, разработанные для определения положения квазаров на краю Вселенной. Эти методы требуют точной геодезической информации о местоположении пунктов слежения на Земле, а также сведений об оси вращения Земли (вариации направления оси вращения Земли и скорости вращения).

ПЕРЕХОД ОТ ИННОВАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ К БУДУЩЕМУ ПРИМЕНЕНИЮ

За последние несколько десятилетий точность геодезического позиционирования увеличилась примерно на один порядок за десятилетие, с примерно 1–10 метров в середине 1970-х до примерно 1 миллиметр в настоящее время. Этот огромный прогресс обусловлен не только технологическими улучшениями и снижением затрат, но и координацией научного сообщества через глобальные геодезические службы, включая Международную службу GNSS, Международную службу РСДБ, Международную службу лазерной локации и Международную службу DORIS; к геодезическим исследованиям, которые привели к значительному улучшению анализа и точности геодезических данных; и к координации между научными и гражданскими сообществами и правительством.

Недавние успехи были впечатляющими; неясно, можно ли сохранить прошлые темпы улучшения, но данные указывают на то, что будущее принесет значительные успехи в геодезии в областях временного разрешения, пространственного охвата и разрешения, а также задержки. ³  В настоящее время наблюдается тенденция к тому, что можно было бы назвать «геодезической визуализацией», описанием непрерывной деформации Земли с высоким временным и пространственным разрешением в режиме, близком к реальному времени (см. ниже «Научные и технологические прорывы будущего»). Многие новые приложения используют эту тенденцию. Например, системы предупреждения и реагирования в режиме реального времени на опасности, включая землетрясения, извержения вулканов, цунами и оползни, требуют как низкой задержки данных (задержка менее одной секунды), так и высокого временного разрешения (частота дискретизации один герц или выше). . Кроме того, расширенный пространственный и временной охват с помощью геодезических методов может улучшить прогнозирование погоды, мониторинг водных ресурсов, исследования деформаций, связанных с землетрясениями, и исследования того, как ледники реагируют на изменение климата. Коммерческие приложения, включая автономную навигацию и точное земледелие, требуют широкого пространственного охвата и высокой точности в режиме реального времени. Разработка приложений, работающих в режиме, близком к реальному времени, с высоким пространственным и временным разрешением также ложится новым бременем на геодезическую инфраструктуру, требуя от нее все большей надежности.

Геодезическая инфраструктура, а также исследования, анализ и международная координация, поддерживающие эту инфраструктуру, должны развиваться, чтобы справиться с этими проблемами. Инфраструктура, необходимая для реализации будущих приложений, еще не существует, и в большинстве случаев исследования в этих областях еще не завершены. Подробное обсуждение преимуществ глобальной геодезической инфраструктуры для общества можно найти в Sahagian et al. (2009). Здесь мы рассмотрим несколько развивающихся и будущих приложений.

Раннее предупреждение о стихийных бедствиях

На протяжении многих веков люди стремились предупреждать о самых жестоких и опасных явлениях природы. Некоторые из этих событий — землетрясения, извержения вулканов и цунами — вызваны деформацией земной коры. Хотя эти события невозможно предсказать заранее, их быстрое обнаружение может привести к раннему предупреждению и реагированию. Даже несколько секунд предупреждения могут позволить людям предпринять действия, которые могут спасти жизни и снизить стоимость события (см. вставку 2.1).

Страница 31

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

В настоящее время предпринимается множество попыток изучить, как геодезические данные могут улучшить наши возможности раннего предупреждения. Критический вопрос, с которым сталкиваются сейсмологи, когда они чувствуют сейсмическую активность, звучит так: «Это небольшое землетрясение или первые признаки сильного?» Из-за физики генерации и распространения сейсмических волн на этот вопрос нелегко ответить, используя только сейсмические данные. Геодезические данные в режиме реального времени могут помочь ответить на этот вопрос. Кроме того, даже разреженная геодезическая сеть, предоставляющая данные в режиме реального времени, может помочь ученым определить, вызовет ли сильное землетрясение оползни или цунами (см. , Землетрясение на Суматре (Плаг и Перлман, 2009 г.).

Для того, чтобы геодезия могла внести свой вклад в системы раннего предупреждения о таких опасностях, необходимо использовать геодезические приборы (наземные или космические, или и те, и другие) в районах, которые наиболее вероятно будут затронуты. Далее

Страница 32

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

Инфраструктура

необходима для сбора, анализа и интерпретации данных и передачи их в соответствующие государственные органы. Вся эта деятельность должна происходить всего за одну секунду для землетрясения. Из-за низкой терпимости к задержке в таких приложениях необходима высочайшая точность в реальном времени, что требует полного использования глобальной геодезической инфраструктуры. Кроме того, орбиты спутников GNSS/GPS и изменения вращения Земли необходимо будет экстраполировать на ближайшее будущее для точного анализа данных. Системы раннего предупреждения об опасностях также будут опираться на заблаговременную координацию и актуальную информацию о станциях. Демонстрация таких подходов должна осуществляться в соответствии со строгими правилами, прежде чем они будут интегрированы в реакцию общества на эти опасности.

Автономная навигация

В 2009 г. в США в дорожно-транспортных происшествиях погибло более 33 000 человек (Национальное управление безопасности дорожного движения, 2009 г.). По словам Урмсона и Уиттакера (2008 г.), «преобладающее мнение в автомобильной промышленности состоит в том, что преимущества пассивных систем безопасности, таких как ремни безопасности и подушки безопасности, достигли плато. Чтобы повысить безопасность, транспортные средства должны избегать столкновений, а не пытаться выжить в них».

Появление точного позиционирования в режиме реального времени позволило широко разработать автономные навигационные системы для транспортных средств. Возможности этих систем зависят от точности и надежности систем позиционирования; точность данных географической информационной системы, по которым транспортное средство ссылается на свое местоположение, чтобы определить свое положение относительно других объектов; вспомогательные датчики, позволяющие точно настраивать информацию о местоположении и скорости, а также обнаруживать препятствия; и программное обеспечение, которое усваивает поступающие данные датчиков и управляет транспортным средством.

GPS уже успешно применяется в автономной навигации транспортных средств. Одно из первых применений управления транспортными средствами с использованием GPS относится к началу 1990-х годов, когда системы GPS впервые использовались для автоматической посадки самолетов. Было много успешных применений этих методов, которые часто дополняют стандартные спутниковые сигналы GPS дополнительным сигналом GPS вблизи взлетно-посадочной полосы, на которую будет приземляться самолет (см. LeMaster, 2003). Коммерческие системы посадки самолетов с GPS в настоящее время проходят сертификацию Федерального управления гражданской авиации (см.0025 Military и Aerospace Electronics , 17 декабря 2008 г.). На суше программа Urban Challenge Агентства перспективных оборонных исследований (DARPA) продемонстрировала, что возможна автономная навигация в сложных городских условиях (DARPA, 2007).

Повышенная точность GPS и других систем GNNS принесет пользу приложениям для автономных транспортных средств за счет улучшения возможностей позиционирования в реальном времени и приведет к улучшению баз данных ГИС, которые позволят транспортным средствам регистрировать свое положение по географическим объектам. Несмотря на то, что требования к инфраструктуре велики, и юридические препятствия, такие как ответственность, должны быть устранены, позиционирование транспортных средств в реальном времени с точностью до сантиметра является возможностью будущего. Развертывание нескольких систем GNSS обеспечит более надежное позиционирование в районах с ограниченной видимостью неба, таких как городские центры.

Активное дистанционное зондирование

Информация о поверхности Земли, полученная с бортовых или космических платформ, очень важна для сельского хозяйства, лесного хозяйства, управления ресурсами и науки. Теперь возможно дистанционное электромагнитное зондирование земного покрова и землепользования, деформации поверхности из-за землетрясений и откачки грунтовых вод, а также толщины ледников. Одним из самых сложных и потенциально полезных направлений геодезической науки является сбор данных активного дистанционного зондирования с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), таких как дроны. Эти платформы имеют ряд преимуществ перед космическими аналогами. Транспортные средства могут оставаться в воздухе до нескольких дней над интересующей областью, выполняя

Страница 33

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

съемка больших территорий или повторный анализ следов. Интервалы повторных посещений могут быть адаптированы к интересующему явлению, а БПЛА можно использовать для быстрого реагирования на основные события. Более того, самолеты и комплекты приборов для БПЛА могут быть спроектированы и развернуты гораздо быстрее, чем их космические аналоги. Меньшая высота означает, что для активных датчиков требуется меньше энергии, а более короткий путь в атмосфере между самолетом и наземной целью повышает точность приборов. Можно также представить, например, флот автономных летательных аппаратов, летающих строем, чтобы синтезировать единый радар с большой апертурой для топографического картографирования большой площади и обнаружения изменений.

Для достижения этих целей для БПЛА требуется высокоточная навигация в режиме реального времени как для общественной безопасности, так и для точности данных, собираемых этими транспортными средствами, и предъявляются высокие требования к геодезической инфраструктуре. Современные требования к навигации в реальном времени для (пилотируемого) авиационного LiDAR составляют 1 метр, а для постобработки — 0,1 метр. Однако по мере повышения точности дальности LiDAR требования к навигации в реальном времени для высокоточных съемок, вероятно, будут лучше, чем 1 метр, а относительные ошибки пост-позиционирования, возможно, должны быть ниже 5 миллиметров. Такая высокая точность позиционирования потребует относительно плотного массива наземных приемников GPS.

Составление карты влажности почвы

Общество в значительной степени полагается на прогнозы погоды и климата для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и смягчения последствий засухи и экстремальных погодных явлений. В главе 3 обсуждается вклад геодезической инфраструктуры в инновационные методы прогнозирования погоды. Точные измерения того, сколько воды хранится в почве, могут еще больше улучшить эти прогнозы. Спутники, разработанные специально для этой задачи (европейские спутники для измерения влажности почвы и солености океана (SMOS) и спутники для измерения влажности почвы в США (SMAP)) планируется запустить в следующем десятилетии, но эти миссии имеют ограниченный срок службы, не измеряют почву. влажности в режиме реального времени и повторяют отбор проб грунта только каждые 3–5 дней.

Спутники влажности почвы используют радары, которые освещают и измеряют энергию, отражаемую поверхностью земли. Они делают это, используя тот факт, что влажная почва взаимодействует с сигналом радара иначе, чем сухая почва. Одна из проблем, связанных со спутниками влажности почвы, заключается в том, что они полагаются на калибровку и проверку на основе наземных измерений (см. главу 3). Наземные измерения влажности почвы также важны, поскольку они отражают изменения влажности почвы в локальном масштабе и обеспечивают уровень временной чувствительности, недоступный для спутников.

Наилучшая калибровка спутников влажности почвы будет получена путем развертывания тысяч датчиков по всему миру. Глобальная инфраструктура GNSS/GPS может предложить некоторые из этих точек калибровки. Ларсон и др. (2008) продемонстрировали, что сигналы GNSS/GPS, отражаемые поверхностью земли, можно использовать для измерения изменений влажности почвы вблизи постоянно работающих участков GNSS/GPS (см. главу 4). Отражения GNSS/GPS обнаруживают верхний слой почвы, окружающий антенну, на площади примерно 1000 квадратных метров. Этот большой пространственный охват более полезен, чем типичные измерения на месте, которые чувствительны только к одному литру почвы. В дополнение к показу высокой корреляции с традиционными инструментами влажности грунта, использование ранее существовавшего приемника GNSS/GPS сделало бы данные о влажности почвы, полученные с помощью GNSS/GPS, доступными без дополнительных затрат. Поскольку данные GNSS/GPS загружаются часто, это также означает, что данные о влажности почвы будут доступны для краткосрочного моделирования климата и прогнозирования погоды.

Точное земледелие

Использование геодезических технологий для управления сельскохозяйственной техникой с использованием набора методов, известных как точное земледелие, быстро растет в Соединенных Штатах. Точное земледелие имеет агрономические, экономические и экологические преимущества. Эти методы могут сэкономить на затратах сельскохозяйственных культур за счет оптимизации применения синтетических удобрений и семян сельскохозяйственных культур, а также могут помочь в защите сельскохозяйственных культур и

Страница 34

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

полив. Удобрения, семена и другие продукты можно вносить на поля без пропусков, перекрытия/чрезмерного внесения или осаждения на нежелательных участках, тем самым сокращая количество отходов и повышая урожайность. Кроме того, точное размещение семян может свести к минимуму уплотнение почвы шинами/гусеницами и исключить вытаптывание урожая. В сочетании с технологиями обнаружения листьев и дистанционными датчиками послевсходовые средства защиты растений, такие как пестициды, могут применяться с переменной нормой для удовлетворения конкретных потребностей урожая по мере его созревания. Методы точного земледелия также помогают собирать урожай, позволяя фермерам точно применять продукты «сгорания». Эти продукты ускоряют созревание зерна, способствуя равномерной зрелости зерна на всех полях и, таким образом, уменьшая вероятность того, что «зеленый» или незрелый урожай попадет в цепочку сбора урожая; снижение вероятности порчи урожая при хранении; и снижение затрат на искусственную сушку, что приведет к меньшему использованию пропана или природного газа.

В настоящее время методы точного земледелия основаны не напрямую на глобальной геодезической инфраструктуре, а на системах коррекции, таких как система глобального расширения, которая использует локальные службы коррекции. Эти местные сервисы используются в поясах посевов кукурузы, хлопка, сорго и сои в США для обеспечения требуемой точности. Развитие глобальной геодезической инфраструктуры до такой степени, что она сможет поддерживать позиционирование в реальном времени с точностью до 1 сантиметра, будет иметь несколько преимуществ для точного земледелия. Во-первых, инфраструктура будет доступна из любого места без необходимости развития и обслуживания местной инфраструктуры. Во-вторых, это увеличило бы возможности для прямой интеграции нескольких источников информации (например, изображений дистанционного зондирования и рельефа/топографии) в структуру на основе ГИС. Интеграция с системами управления сельским хозяйством также может обеспечить автоматизацию все более сложного управления фермой и растениеводством, включая севооборот и/или чередование культур, а также улучшить управление поликультурными фермами для обеспечения устойчивости (вставка 2.2).

Мониторинг прибрежных водно-болотных угодий

Прибрежные водно-болотные угодья выполняют множество важных функций. Они служат буфером для поглощения штормового нагона, когда шторм обрушивается на сушу; они также выполняют важные экологические функции. Но они все более уязвимы к изменению уровня моря; к оседанию, вызванному откачкой грунтовых вод, нефти и природного газа; и к другим экологическим последствиям увеличения плотности населения вблизи побережья. В этих районах изменения высоты на уровне сантиметра или уровня моря могут иметь серьезные последствия для прибрежных ресурсов и могут означать разницу между обширными средами обитания водно-болотных угодий и открытой водой. Точное определение высоты прибрежных водно-болотных угодий улучшает понимание процессов, влияющих на динамику водно-болотных угодий, потерю земель и последствия загрязнения, например разливов нефти.

Получение точных вертикальных измерений в прибрежных водно-болотных угодьях было проблемой для ученых, поскольку в этом важном переходном регионе трудно использовать инструменты и методы, которые работают как на твердом грунте, так и над открытой водой. В результате поверхность воды в пределах водно-болотных угодий трудно контролировать с какой-либо точностью или пространственным/временным разрешением. Тем не менее, на горизонте есть несколько разработок, которые могут способствовать удовлетворению этой важной общественной потребности.

Съемка GRAV-D, предложенная NGS (см. «Улучшенные карты поймы и затопления» выше), улучшит наши знания об относительном уровне воды (и его изменениях) в прибрежных водно-болотных угодьях путем проведения повторных аэрогравиметрических съемок в этих регионах. Съемки GRAV-D значительно улучшат неточные в настоящее время гравитационные модели в прибрежной зоне. NGS также работает с партнерами над расширением национальной сети пассивных геодезических контрольных точек («реперных точек») на прибрежную зону.

Кроме того, методы геодезического интерферометрического радара с синтезированной апертурой (InSAR) и лидара позволяют проводить наблюдения с высоким разрешением за изменениями уровня поверхностных вод в заболоченных местах и ​​поймах (Wdowninski et al., 2008; Yang, 2005). Временное разрешение этого метода, как и в других приложениях InSAR (см. главу 3), в настоящее время ограничено доступностью

Page 35

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

данных InSAR для конкретных отслеживаемых регионов. Помимо точных измерений высоты поверхности, InSAR над водно-болотными угодьями может обнаруживать закономерности в водном потоке. Это приложение значительно расширит концепцию «геодезических изображений» (см. раздел «Будущие научные и технологические прорывы») для лучшего мониторинга прибрежных водно-болотных угодий.

БУДУЩИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОРЫВЫ

Глобальная геодезическая инфраструктура, даже на ее нынешнем уровне, позволяет использовать множество приложений, которые имеют коммерческие, научные, экономические преимущества, а также выгоды для национальной безопасности и сельского хозяйства. В значительной степени эта инфраструктура была разработана для научных или военных целей, но точность и надежность инфраструктуры позволяет извлекать пользу обществу в целом. Одним из катализаторов расширения доступности инфраструктуры стало принятие стандартов для сбора данных, форматов данных, анализа данных и информационных продуктов. Эти стандарты были разработаны в значительной степени международным научным сообществом и оказались настолько успешными, что были приняты

Страница 36

Делиться

Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «2 Геодезия на благо общества». Национальный исследовательский совет. 2010. Точная геодезическая инфраструктура: национальные требования к общему ресурсу . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12954.

×

Сохранить

Отменить

агентствами правительства США и производителями оборудования GNSS/GPS. ⁴ Помимо расширения доступности инфраструктуры, эти стандарты позволяют проводить научные исследования, которые привели к повышению геодезической точности на порядок величины за десятилетие. Поскольку теперь цель смещается в сторону приложений, требующих улучшенного пространственного и временного разрешения с малой задержкой (геодезические изображения в реальном времени), требования к геодезической инфраструктуре и важность универсальных стандартов будут продолжать расти. Многие потенциальные прорывы в будущем, такие как полностью автономные транспортные системы, возможны только при наличии высоконадежной геодезической инфраструктуры, которая предоставляет точные продукты данных в режиме реального времени в общепринятой системе отсчета.

Как сказал Нильс Бор, «предсказывать очень трудно, особенно в отношении будущего» (Эллис, 1970, стр. 431). Тем не менее, правомерно задаться вопросом, будет ли скорость улучшения производительности точной геодезии на порядок величины за десятилетие устойчивой в обозримом будущем. Хотя сомнительно, что улучшение ITRF для достижения точности в миллионную долю метра является разумным вопросом, безусловно, ясно, что есть много возможностей для улучшения пространственного и временного разрешения геодезических данных. Однако проблемы с получением геодезических изображений в реальном времени очевидны. Рассмотрите возможность удвоения горизонтального разрешения любого набора геодезических данных и его обновления в два раза чаще, чем в прошлом, и вскоре станет понятно, что для этого требуется собирать, хранить, обрабатывать и анализировать в восемь раз больше данных. Если пользователи хотят улучшить пространственное разрешение широко используемых наборов цифровых данных высот SRTM с 9От 0 до 10 метров в глобальном масштабе, они должны быть готовы работать с набором данных примерно в 100 раз большим. Если важно фиксировать изменения во времени, этот фактор может легко возрасти до 1000 раз и более. Повышение вертикальной точности с 15 до 1,5 метров не повлияет напрямую на размер набора данных, но количество информации, необходимой для создания набора данных, увеличится еще в 100–1000 раз. Благодаря этим улучшениям объемы данных могут вырасти в миллион раз по сравнению с сегодняшними объемами. Дело в том, что визуализация LiDAR критических областей, таких как береговая линия или разломы, связанные с землетрясением, уже выходит далеко за эти пределы во всех четырех измерениях (см. Wdowinski and Erriksson, 2009).).

Возможно, в будущем станет возможным развертывание очень больших (100-метровых надувных) радиолокационных антенн на геостационарной орбите, позволяющих получать изображения деформации Земли с помощью InSAR в реальном времени в континентальном масштабе («InSAR везде и всегда», Зебкер, 2005). Мы также можем представить себе постоянное микроволновое освещение поверхности Земли от геостационарных или даже лунных радиолокационных передатчиков. Благодаря превосходным возможностям передачи времени становится возможным создание бистатических радиолокационных изображений: небольшие недорогие приемники на низкой околоземной орбите могут отображать поверхность Земли интерферометрически, так же, как сейчас оптические датчики отображают освещенную солнцем поверхность, за исключением того, что это будет всепогодная возможность.

РЕЗЮМЕ

Приложения, рассмотренные в этом разделе, представляют лишь некоторые из текущих и будущих преимуществ геодезической инфраструктуры. Конечно, не было бы неожиданностью, если бы какие-либо прогнозы, краткосрочные или долгосрочные, далеко опережали реальность. По мере того, как технология продолжает развиваться, она становится все более доступной для все более широкой группы ученых, инженеров и предпринимателей. Разработчики и пользователи будут иметь все больше возможностей использовать преимущества геодезических методов, методов и систем без специальных знаний в области геодезии или смежных областях.

Все усовершенствования, описанные в этой главе, стали и будут возможными благодаря надежной, надежной и точной базовой геодезической инфраструктуре. Эта инфраструктура включает в себя не только измерительные системы и сети, обсуждаемые в главах 3–5, но и глобальные службы, которые анализируют и поддерживают стандарты для этих систем, а также анализ, объединяющий эти системы.

Обеспечение инфраструктуры, способной удовлетворить сегодняшние и будущие потребности общества, является серьезной задачей в области геодезии. В следующем разделе комитет дает рекомендации по решению этой проблемы.

Топографическая карта/топографическая съемка

1. Топографическая съемка представляет собой определение горизонтальных и/или вертикальных местоположений существующих природных или искусственных особенностей части земной поверхности, недр или воздушного пространства и графическое изображение представление результатов такого разграничения. Топографические съемки, которые также обозначают границы земель, должны называться «Границы и топографическая съемка» или «Право собственности на землю и топографическая съемка ALTA/ACSM» и должны соответствовать текущим минимальным стандартам, установленным для съемок прав собственности на землю ALTA/ACSM или съемок границ настоящей Части, за исключением случаев, когда другие федеральные законы, законы штата или местные законы, постановления или правила могут быть более строгими. Когда положение и/или протяженность топографической съемки не определяются границами земли, на съемке должно быть указано достаточно информации, чтобы клиент мог определить местонахождение съемки на местности. Лицензированный профессиональный инженер, обладающий знаниями в области топографической съемки, может выполнить топографическую съемку, специфичную для его/ее проектного проекта. Однако лицензированный профессиональный инженер не может предлагать услуги топографической съемки независимо от его/ее конкретного проекта.
2. Требуется исследование информации. Достаточная информация для проведения сюрвея должна быть предоставлена ​​заказчиком или его/ее агентом или получена сюрвейером по согласованию с заказчиком. Сюрвейер должен оценить следующие соответствующие факторы.

•  Конкретное описание участка исследования, а также обозначенные области за пределами фактического участка исследования, где требуется топографическая информация.
• Расположение, описание, датум и высота всех реперных точек, которые будут использоваться для съемки. Исходные данные должны быть основаны на общепринятых на национальном уровне исходных данных, когда это целесообразно, если иное не указано заказчиком или по распоряжению правительственной организации, имеющей юрисдикцию в районе, где проводится съемка.
• Расположение и описание всех горизонтальных контрольных точек, которые будут использоваться для съемки.
• Если заказчику требуются изолинии, интервал изолиний должен быть согласован между геодезистом и заказчиком.
• Местоположение и отметки инженерных сетей часто являются важной частью топографической съемки. Геодезист и клиент должны иметь четкое представление о том, какие инженерные коммуникации должны быть расположены и какая информация о каждой инженерной сети должна быть показана.
• Инспектору должно быть предоставлено четкое и краткое описание предполагаемого использования обследования.

3.  Полевые требования.

•  Все геодезические инструменты должны иметь надлежащую настройку и калибровку.
• Сюрвейер может применять процедуры, наиболее эффективно отвечающие требованиям клиента, не жертвуя точностью полученной информации.
• Все полевые данные, включая электронные полевые заметки, должны храниться в удобочитаемом и упорядоченном виде, который будет понятен другим геодезистам.

4. Пластины. При всех топографических съемках готовая площадка должна быть нарисована на устойчивом и прочном носителе с минимальным размером 8½” на 11″ и должна содержать следующее:

•  Название фирмы, адрес и регистрационный номер.
• Печать профессионального землеустроителя, подпись, дата подписания и срок действия лицензии.
• «Эта профессиональная услуга соответствует действующим минимальным стандартам штата Иллинойс для топографической съемки». Это заявление ставится рядом с печатью и подписью профессионального землеустроителя.
• Имя клиента.
• Северная стрелка.
• Дата завершения полевых работ.
• Масштаб по согласованию между геодезистом и заказчиком.
• Должны быть показаны местоположение и высота контрольных точек на месте съемки или рядом с ним, а также отмечена исходная точка.
• Легенда для всех символов и сокращений, используемых на плате.
• Если должны быть показаны точки высот, такие отметки должны быть показаны с точностью до одной сотой фута на твердых поверхностях и с точностью до ближайшей десятой доли фута в других местах, если заказчик не потребовал иного.
• Описание горизонтальных контрольных точек, используемых при съемке, которые должны быть отмечены и по возможности показаны на площадке.
• Расположение постоянных сооружений, включая здания, подпорные стены, мосты, водопропускные трубы, уличное или дорожное покрытие и тротуары.
• Существующие контурные линии, обозначающие рельеф всего участка, если иное не требуется заказчиком. Точки высот, если они показаны, могут быть в виде сетки или в высоких точках, нижних точках и изменениях уклона, комбинации обоих методов или в местах, запрошенных клиентом.
• Местоположение и отметки водной поверхности озер, рек, ручьев и дренажных русел на обследованном участке или вблизи него, а также направление течения, если таковое имеется.
• Если на платформе отображается информация о линии границы, источник информации о линии границы.
• Если топографическая информация должна передаваться с помощью электронных средств, должен быть согласован подходящий формат. В каждом случае инспектор также должен предоставить подписанный и запечатанный печатный чертеж или изображение обследования. Этот чертеж является официальным обзором и считается правильным и превосходит электронные данные.

Цифровая топография – GeoGIS

Перейти к содержимому

Цифровая топография представляет собой геометрическое представление
соответствующие геодезические и картографические стандарты. Недавнее расширение
географические информационные системы (ГИС) и их инструменты позволили геологам
визуализировать поверхность Земли в трех измерениях с использованием цифровой топографии.
Цифровая топографическая карта формируется на конкретную территорию, определяемую условиями
ссылка. Цифровая топографическая карта может быть создана в сочетании с цифровой
кадастровая карта, которая затем дает кадастрово-топографическую карту на конкретную местность.

Топография – область наук о земле, занимающаяся описанием и изучением земной поверхности, ее рельефа и физико-географических особенностей, возвышений и наклонов. Как наука она имеет большое значение в сфере территориального планирования, в сельском хозяйстве, а также в гидрологии, так как помогает определять водоразделы, обозначая водотоки и водоемы. Международно-признанные символы для конкретных объектов и социального инвентаря являются картографическими или топографическими знаками. Карты, дающие топографическое представление ландшафтов, называются топографическими картами.

Топография ландшафта может относиться к
форму и характеристики поверхности, а также ее описание (особенно
описание карт). В узком смысле топография подразумевает запись
рельеф или местность, трехмерность поверхности и
определение конкретных форм рельефа, которое также известно как геоморфометрия. В
современное использование, это включает в себя генерацию данных о высоте в цифровой форме (ЦМР).
Часто считается, что он включает графическое изображение форм рельефа.
на карте с использованием различных методов, включая изолинии, гипсометрические
оттенки и рельефная штриховка.

Реализация проектов с высоким уровнем
Детализация требует обновленных и качественных карт геодезической съемки, отвечающих
требования современной планировки. В процессе создания городских и других пространственных
планы, а также все этапы работ в области гражданского строительства, архитектуры и
городское планирование, геодезия и картография имеют свои приложения, начиная с
разработка концепции проекта, обследование и реализация проекта на
участок, а также мониторинг геодезических работ. Традиционный метод
составление геодезических съемок и топографических карт, в основном связанных с кадастром и
кадастрово-топографические планы, недостаточно обновленные для полного выполнения
конкретные потребности пользователей. Очень
интенсивное развитие геоинформационных технологий создает условия
для производства карт геодезической съемки, которые будут соответствовать все более сложным
требования планирования.

Теперь можно использовать разные данные
источники и извлекать из них широкий спектр информации. Все это, конечно,
сопровождается значительным улучшением производительности системы. Это
причиной перехода от традиционных методов к новым технологиям для
изготовление цифровых топографических карт. Намечены цели перехода на
современным режимом работы в области пространственных информационных технологий являются:
приобретение качественных цифровых карт для производства всех видов градостроительства
и другие проекты, значительная экономия денег, времени и ресурсов, но с
необходимые первоначальные инвестиции, внедрение современных технологий в
процесс пространственного панорамирования. Точность геодезически-картографической документации
соответствует времени его создания, на котором стоит печать
развития техники того времени. С современным развитием ЭВМ
технологии, применение новых технологий и оборудования при планировании и
выполнение геодезических работ удовлетворяет потребность в точных и актуальных
геодезически-картографическая документация для производства пространственных и градостроительных
планы, проектирование, строительство и другие технические нужды.

В зависимости от требуемого уровня детализации и использования топографической карты также выбирается адекватный метод сбора данных.

BIM — это ресурс для обмена знаниями и информацией о здании, формирующий надежную базу для принятия решений на протяжении всего его жизненного цикла.

Обнаружение подземных сооружений стало критически важными функциями, выполняемыми перед любыми другими работами. По мере роста нашей инфраструктурной сети растет и плотность кабелей, трубопроводов и других установок.

Геодезия — это научная дисциплина, связанная с измерением и представлением Земли, ее гравитационного поля и геодинамических явлений, таких как сдвиг полюсов, приливы и движения тектонических плит.

В узком смысле ГИС — это компьютерная система, способная к интеграции, хранению, редактированию, анализу и отображению информации, связанной с пространственным положением.

Раздел прикладных наук, занимающийся измерением и описанием физических характеристик океанов, морей, прибрежных территорий, озер и рек, а также прогнозированием их изменений во времени.

Объединение земель представляет собой формирование более крупных сельскохозяйственных участков и перераспределение их собственности, в результате чего количество участков уменьшается и становится возможным возделывание более регулярных участков.

Лазерное сканирование местности представляет собой одну из самых современных технологий, используемых для массового получения пространственных данных в виде координатных точек в пространстве с помощью лазера.

LiDAR используется, чтобы возглавить революцию в археологии, изменяя то, как ученые понимают человеческую деятельность в прошлом.

Целью фотограмметрии является получение точной информации о рельефе, топографии земной поверхности и ее объектов для создания географических, топографических карт и планов или трехмерных моделей.