Автоматизация работы топографо-геодезических служб предприятия с использованием геоинформационных систем

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЛУЖБ ПРЕДПРИЯТИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Трудно представить современное выполнение топографо-геодезических работ без новых высокоточных измерительных приборов. Их использование позволяет выполнять съемочные работы больших территорий за один выезд и накопить всю исходную съемочную информацию в одном информационном массиве. Понятно, что обработка этих данных вручную достаточно трудоемка. Поэтому для подобных работ, а также сложных математических расчетов, возникающих в процессе выполнения камеральной обработки данных топографо-геодезических съемок, используются современные геоинформационные системы. ГИС K-MINE содержит модуль топографо-геодезического обеспечения, который применяется для автоматизации работы топографо-геодезических служб различных предприятий.

Модуль содержит набор функций, которые позволяют автоматизировать весь комплекс камеральных работ. Все функции модуля можно разбить на несколько групп:

- формирование первичной топографической основы на основе растровых изображений (калибровка растров, привязка, совместное использование растрово-векторных подложек);

- формирование опорного обоснования, его пополнение и уравнивание;

- обработка данных топографических съемок;

- автоматизация измерений (угловые и линейные), расчет объемов и площадей;

- решение позиционных геометрических задач;

- пополнение информации на картах и планах;

- формирование и ведение специальной регламентированной и дополнительной отчетной документации.

К преимуществам использования модуля можно отнести не только поддержку большого числа измерительных приборов, в том числе и с GPS, но и возможность получения служебной информации с приборов, которая может быть использована для автоматизации построений объектов (коды пикетов, длинные съемки, работа непосредственно в поле).

Работа с модулем топографо-геодезического обеспечения возможна как в локальном, так и в многопользовательском режимах. Последний – характеризуется использованием единой базы съемок для всех исполнителей с поддержкой удаленного доступа к базе. Съемки (тахеометрия, теодолитные хода и нивелировка), точки, опорные пункты, исполнители, инструменты заносятся в единую базу данных, и могут быть использованы всеми пользователями системы. Это позволяет исключить дублирование информации, обеспечить взаимозаменяемость исполнителей при работе на разных участках объектов съемки, упростить процедуры поиска съемок, администрирования системы. Кроме того, использование единого информационного массива повышает контроль исполнительской дисциплины при производстве топографо-геодезических работ на предприятии.

Повседневная работа геодезиста-топографа связана с выполнением съемочных работ в поле. При этом объект съемки (территория) может быть значительно удалена от офисного центра, где размещаются рабочие станции с установленным ПО. Специалистами КРИВБАССАКАДЕМИНВЕСТ был разработан комплекс мероприятий, позволяющий выполнять обработку данных топографических измерений непосредственно в поле. Их использование полностью не заменяет камеральных работ в отделе, однако, позволяет значительно ускорить процесс предварительной обработки данных, и избежать в ряде случаев дополнительных выездов в поле. Методика была опробована в отделе геодезических изысканий Украинского научного исследовательского проектно-изыскательского института промышленной технологии и показала себя с лучшей стороны. Ее использование позволило упростить работу топографов и повысить качество выполняемых ими работ.

В основу методики положено использование мобильных ПК (типа ноутбук) совместно с электронными измерительными инструментами. Съемка в виде обменного файла сразу же попадает из прибора в компьютер по кабелю или беспроводному соединению (Bluetooth), где обрабатывается и может быть визуализирована в среде K-MINE. Визуальный контроль за параметрами съемки позволяет оперативно вносить коррективы в дальнейшую работу в поле, полностью исключить варианты пропуска или дублирования объектов съемки (рис.1)[1]. В конечном счете, это приводит к сокращению общего времени пребывания в поле. В случае возникновения спорных вопросов, информация о съемках может быть сразу же передана в офисный центр с использованием технологии GPRS.

В качестве объектов съемки могут выступать различные объекты: контуры полей, оси и обочины дорог, лесополосы и насаждения, отметки площадок или фундаментов строящихся зданий, места расстановки оборудования, опоры ЛЭП и прочие объекты.

Рис. 1 – Вариант пропуска объектов между двумя смежными съемками

С помощью процедуры засечки (прямой, обратной, боковой) по сети опорных пунктов определяются координаты точки стояния. Если пунктов обоснования недостаточно, то к точке стояния от известного тригопункта прокладывается теодолитный ход (замкнутый, разомкнутый или висячий). Далее с этой точки выполняется тахеометрическая съемка объектов. Одна съемка может содержать несколько тысяч подобных измерений. Все данные съемок записываются в память прибора, а в случае работы с оптико-механическими измерительными приборами в полевой журнал. Описываемый компьютерный модуль поддерживает большинство популярных форматов измерительных инструментов, список которых постоянно дополняется разработчиками.

Характерными и важными для топографо-геодезических работ являются задачи уравнивания. Модуль топографо-геодезических работ в K-MINE позволяет выполнять уравнивание нивелирных ходов и ходов полигонометрии разных видов как с одной, так и с несколькими узловыми точками. Так же в состав включены задачи проектирования сетей триангуляции разных классов и разрядов (рис. 2) [1].

Рис. 2 – Проектирования сетей триангуляции и нивелирных сетей разных классов

В настоящее время для топографо-геодезических съемок все чаще используются измерительные приборы с GPS. Для того чтобы выполнить съемку, произвести ее камеральную обработку и вынести данные в цифровую модель, геодезисту-топографу необходимо затратить 10-15 минут. Использование RТK-режима (без постобработки, с возможностью получения координат планово-высотного положения непосредственно в момент съемки) еще более ускоряет этот процесс.

Применение подобного оборудования (рис. 3) [1] позволяет отказаться от использования традиционного топографо-геодезического оборудования, выполнять все измерения без горнорабочего, свести к минимуму вероятность возникновения ошибок, вызванных погодными условиями и субъективными факторами.

Рис. 3 – Структура построения системы топографо-геодезического обеспечения на базе ГИС K-MINE с применением GPS оборудования

Для ввода данных с измерительных приборов в систему могут использоваться различные способы: дистанционные беспроводные – радиоканалы УКВ, GSM, GPRS, Bluetooth; проводные – через порт компьютера RS-232; ручной ввод.

Постобработка данных съемки традиционным способом начинается с определения координат точки стояния. Для этого в системе используются всевозможные засечки (прямая, боковая, обратная). Система автоматически отбраковывает варианты с недопустимыми погрешностями или грубыми ошибками. Координаты точки заносятся в базу опорного обоснования. По результатам расчета оформляется отчет, который можно экспортировать в форматы популярного ПО (MS Word, Excel, PDF, XML) и автоматически подключить к базе съемок (рис.4) [1].

Рис.4 – Расчет координат точки методом обратной засечки.