В памяти компьютера цифровые модели местности представлены в виде
Обновлено: 05.07.2024
Высотные сети создают для распространения по всей территории страны в единой системе высот. За начало высот РФ принят средний уровень Балтийского моря. Несколько пересекающихся ходов создают высотную сеть. Сети образуют полигоны с узловыми точками. Каждый ход опирается на реперы ходов более высокого класса.
2 Фазовый метод GPS. Уравнение фазы. Принцип определения базовых линий из относительных определений. Фазовые разности.
Фазовый метод-определение дальности от спутника до спутникового приёмника по измерению на этом пути фазы несущей волны.
n-целое число колебаний волн
- дробная часть волны в относительной мере.
Колебания КА и АП несинхронные (начальные фазы неодинаковы, частоты отличаются) кроме этого дальность спутника не остаётся постоянной. Пока волна идёт от передатчика на спутнике до приёмника на Земле, спутник движется скорость движения спутника может увеличиваться и изменяться. Дальности, определяемые по фазе несущей для краткости, будем называть фазовыми. В сущности, это псевдодальности, Фазовая дальность P отличается от геометрического расстояния R м/у приёмником и спутником на величины d и D, определяемые отличием шкалы времени соответственно на спутнике и в приёмнике от шкалы системного времени.
Геометрическая = - исправленной на величины d и D. Поэтому .
Билет №7
6 Назначение требуемой точности контроля геометрических параметров при исследовании осадок и деформаций инженерных сооружений. В соответствии со СНиПом осадки должны определятся с ошибкой:
1) 1мм, если сооружение расположено на скальных и полускальных грунтах;
2) 2мм, если сооружение расположено на песчаных и др. крупнозернистых грунтах;
3) 5мм – на насыпных грунтах
Горизонтальное смещение сооружений расположенных на этих же грунтах должно определятся с ошибкой соотв. 1) 1мм; 2)3мм; 3)10мм
В этих допусках есть определенная логичность, заключающаяся в том что сооружение на скальных основаниях устойчиво, т.е. испытывает минимум деформации, а сооружение возведенное на насыпных грунтах гораздо менее устойчиво и деформация при этом максимальна. А точность измерения деформации наоборот. Это противоречие снимается Новоком следующим образом. Осадки сооружений.
Новое предложил, чтобы предельная ошибка осадки не превышала
перейдем от предельной ср.к.о. получим:
Выбор методов и средств измерений при контроле осадок и деформации сооружений.
Методы бывают геодезические и негеодезические. К геодезическим относятся все способы, позволяющие определить плановое и высотное положение контролируемых точек.
1) Геометрическое нивелирование- контролирует точки доступные для измерений и расположены примерно на одном уровне. Выполняется высокоточным нивелиром Н-0.5 и инварными рейками. Наблюдения выполняются при 2-х горизонтах инструмента,
или прямом и обратном направлениях. Длины визирных лучей от 5 до 30-40м, т.е. нивелирование короткими лучами.
2) Гидростатическое нивелирование – когда высота м/у точками 50-70мм, а точки расположены в закрытых помещениях.
3) Геодезическое нивелирование- точки открыты, но недоступны для измерения, нивелир на отвесной стене, для осадки бетона, при железобетонных сооружений.
4) Стереофотограмметрическое- используется когда марок контролируемых точек большое кол-во, они закрыты и расположены на разных высотах. Почти мгновенно по снимкам.
К негеодезическим относятся способы использующие специальные приборы, измеряющие наклоны, крена.
Наблюдения за деформациями включают в себя следующие процессы:
1) Составление программы измерений
2) Разработка проекта геодезической сети
3) Определение типов знаков, которые будут использованы при наблюдении и их соответствие.
4) Определение необходимой точности измерений и периодичности измерений
5) Выполнение самих измерений и обработка результатов, которым предшествует анализ устойчивости реперов
В основе геоинформационных систем как средства решения задач анализа различных пространственно распределенных данных о территории должна находиться универсальная информационно-математическая модель. В качестве такой основы вы-ступает цифровая модель местности (ЦММ). В сущности ЦММ объединяет в себе две компоненты ГИС: модель пространственно-координированных данных о местности и атрибутивные базы данных пространственных объектов данной местности.
Цифровая модель местности – это структурированная совокупность множеств метрической, атрибутивной, топологической информации и класса операций преобразования над этими множествами [18].
• Как модель вообще ЦММ должна быть определена на известном классе моделей. Это означает, что она должна иметь вполне определенную структуру и содержать в своей основе одну из базовых моделей данных (имеются в виду модели баз данных и модели пространственно-координированных данных). Это означает, что ЦММ должна обладать общими свойствами безотносительно к предметной области. Следовательно, логическая структура ЦММ, с одной стороны, должна содержать индивидуальные свойства объектов, с другой стороны, не вступать в противоречие с существующими методами описания и использования моделей данных.
• Как цифровая модель она должна быть оптимально организована и удобна при работе на ЭВМ. Это означает, что для полной ее реализации должна быть определена ее физическая структура.
• Как модель местности (совокупность моделей объектов конкретной предметной области) – она должна содержать специальную информацию данной предметной области. Это означает, что ЦММ, должна содержать элементы координатного и атрибутивного описания, характеризующие как саму предметную область, так индивидуальные свойства моделей объектов.
• Как элемент базы данных – ЦММ должна быть пригодна для моделирования, многократного использования, анализа и решения различных задач. Для возможности многократного применения ЦММ должна быть более информативна по сравнению с информационной моделью ручной технологии, обеспечивающей получение разового продукта. Это означает, что ЦММ должна, по возможности, содержать свойства (атрибуты) подкласса (группы объектов), а не одного объекта. Это требует выполнения обобщенного описания цифровых моделей местности на уровне типов, т. е. для этого необходимы предварительный анализ и последующая максимальная типизация пространственных объектов. Индивидуальные свойства конкретного объекта должны выражаться на уровне знаков. Такое сочетание индивидуального и обобщенного описания в теории моделей данных известно под названием классификация. Следовательно, для полного создания ЦММ должна быть предварительно разработана система классификации (или некий классификатор), являющаяся неотъемлемой частью ЦММ.
Эти свойства обеспечивают целостность и непротиворечивость, гибкость и функциональность ЦММ.
Целостность ЦММ. При обработке данных в БД недостаточно, чтобы ЦММ просто отражала объекты реального мира. Важно, чтобы такое отражение было однозначным и непротиворечивым. В этом случае говорят, что ЦММ удовлетворяет усло-вию целостности.
Дискретность ЦММ. ЦММ всегда относится к классу дискретных моделей, представляет собой совокупность моделей пространственных объектов.
Многофункциональность ЦММ. ЦММ должна быть легко адаптируема для решения различных задач. Для многократного использования ЦММ необходимо определять дополнительные данные: классификаторы, описания данных, правила применения и т. д., иными словами, метаданные.
Цифровая модель местности описывается с помощью задания ее логической и физической структуры.
Логическая структура ЦММ определяется как совокупность схем и логических записей, описывающих данную ЦММ. Логическая структура обуславливается концепцией и методологией моделирования. Она может включать схемы взаимосвязи частей ЦММ в реальности, в базе данных, схемы взаимосвязи свойств ЦММ и схемы построения ЦММ. Она содержит логические записи, составляющие информационную основу и вносящие содержательный аспект, к которому относятся смысл, интерпретация, значимость данных.
Физическая структура ЦММ определяется способом реализации логической ЦММ на конкретной технической основе. В частности, она задается форматом записи данных, хранимых на носителях информации. Элементом физической структуры ЦММ является физическая запись.
В ГИС с векторно-топологическим представлением данных ЦММ храниться в памяти в виде взаимосвязанных структур данных – топологических структур, представленных адресными ссылками и специальными физическими записями. Анализируя структуру данных такой ЦММ можно сделать выводы о взаимосвязях и взаимодействиях между объектами местности.
Назначение ЦММ: прежде всего цифровая модель местности служит основой для моделирования процессов на территории, по результатам которого принимается решение на уровне
управления территорией. Второе назначение ЦММ – получение цифровых карт (фактически, цифровая карта является побочным продуктом ГИС, поскольку автоматизированное производство цифровых карт не является прямой задачей ГИС).
Цифровая карта – отображение ЦММ в определенном масштабе представления с использованием некоторого символьного языка [18].
Одной ЦММ могут соответствовать множество цифровых карт некоторого масштабного ряда, сформированных в различных системах координат, проекциях, разграфке, системах условных знаков, с учетом правил картографической генерализации и требований к точности. Цифровые карты, созданные на основе одной и той же ЦММ, могут так же отличаться друг от друга тематикой и территориальным охватом. Цифровая карта содержит часть атрибутивной информации ЦММ, соответствующую тематике карты.
Электронная карта – изображение цифровой карты, полученное с помощью компьютера на экране или иных устройствах графического вывода, а так же картографическое произведение в электронной (безбумажной форме), как правило, представляющее собой CD-ROM с цифровыми данными вместе с программными средствами визуализации.
Электронная карта представляет собой изображение цифро-вой карты, это означает, что в электронной карте отсутствует атрибутивная информация об объектах в виде семантических таблиц. Тем не менее, с целью сохранения атрибутивной информации, при переходе от цифровой карты к электронной (например, при подготовке к печати) стараются как можно большее количество атрибутивных данных выразить непосредственно на карте в виде условных знаков.
Независимо от способа получения ЦММ, созданные на ее основе цифровые и электронные карты должны соответствовать нормативным требованиям, предъявляемым к качеству и оформлению картографического материала.
В связи с тем, что цифровая модель местности является пространственным каркасом, который служит основой для решения ряда различных задач, ЦММ должна обладать возможностями построения и визуализации аналитической трехмерной топографической поверхности, математическим аппаратом моделирования процессов в трехмерном географическом пространстве. Исходя из этого, ЦММ должна содержать цифровую модель рельефа (ЦМР), как необходимую платформу для всего остального множества объектов.
Развитие вычислительной техники, расширение возможностей компьютерной периферии позволило автоматизировать решение различных инженерных задач, связанных с сельским хозяйством, в частности с землеустроительными работами (проектированием структуры хозяйства, севооборотов). При этом используют не только топографические планы и карты, но и аэрокосмические снимки. В связи с этим стала насущной необходимость представления и хранения информации о топографии местности в цифровом виде (создание информационного банка данных), удобном для ввода, обработки и хранения в электронно-вычислительной технике.
Информация о местности, введенная в память компьютера, представлена в виде координат и высотного положения множества точек. Таким образом, цифровой моделью местности называют множество точек с их координатами и высотным положением, представленное в виде цифр.
По своему содержанию цифровую модель местности разделяют на цифровую модель ситуации (контуров местности) и цифровую модель рельефа.
Цифровая модель рельефа - это специально сформированная информация о рельефе местности и математический аппарат преобразования информации от одного вида к другому.
Цифровая модель рельефа характеризует топографическую поверхность местности. Она определяется некоторым множеством точек с плановыми и высотными координатами X, Y, Н, выбранными на земной поверхности так, чтобы отобразить рельеф.
К особенностям рельефа как объекта моделирования относят: непрерывность на всем участке моделирования, наличие случайных и закономерных элементов рельефа, структурное членение поверхности.
Все задачи, решаемые с использованием цифровой модели рельефа, в конечном итоге сводятся к двум основным.
Первая задача - определение высоты точки, заданной в области моделирования плановыми координатами X, Y.
Вторая задача - определение плановых координат X, Y множества точек, имеющих одинаковую высоту (определение положения горизонталей).
Цифровая модель местности (ЦММ) представляет собой совокупность данных (плановых координат и высот) о множестве её точек. Указанная совокупность может представлять собой отдельно цифровую модель рельефа (ЦМР) и цифровую модель контуров (ЦМК), т.е. ситуации местности. В последнем случае элементы ситуации могут быть заданы только плановыми координатами Х и Y. Цифровая модель рельефа обязательно задаётся одновременно плановыми координатами и высотами Н.
Цифровая информация о местности очень удобна для представления и хранения в электронном виде.
Цифровая модель местности: а) представление ситуации; б) представление рельефа.
Аналитическая форма представления ситуации (рис. 8.1 а) имеет вид таблицы с номерами точек (1 – 26), их координатами Х, У и указанием взаимосвязи точек контура, например, 1-2-3-4 – сплошной контур дома, 25- 24-26 – контур леса. Такая информация записывается в кодированном виде в таблице.
При задании рельефа в аналитической форме используют два метода. В первом, в зависимости от сложности рельефа, координаты и высоты точек определяют в узловых точках сплошной равномерной сети равносторонних треугольников и квадратов. В каких-то местах эта сеть может быть гуще, в других – реже. Такой метод имеет недостаток, определяемый рассогласованностью выбора координируемой точки с характером рельефа местности. Во втором методе (рис. 7.1 б) выбор координируемых точек определяется особенностями рельефа в тех или других частях местности. Точки выбирают на характерных линиях (линиях водослива и водораздела), на вершинах возвышенностей и по дну котловин (ям), в седловинах, в местах перегибов рельефа с выделением фрагментов с однородным склоном и т.п. Таким образом, во втором методе используется подход, соответствующий методике топографической съёмки рельефа, например, при тахеометрической съёмке.
Читайте также: