Понятие цифрового моделирования и геодезии

1. Тема 1 Понятие цифрового моделирования и геодезии

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Тема 1
Понятие цифрового моделирования и геодезии

2. Общие понятия

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Цифровое
моделирование
–
синоним
термина
компьютерное моделирование;
Цифрование (digitizing, digitising, digitalization) –
информационная технология преобразования аналоговых
данных в дискретную (цифровую) форму, пригодную для
использования в компьютерных технологиях;
Термин «цифровые» заимствован из названия «цифровые
вычислительные машины» (ЦВМ).
2

3. Типы вычислительных машин

Аналоговые
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Цифровые
на
преобразовании
Обработка
непрерывных Основаны
аналоговых сигналов в дискретные
аналоговых сигналов.
последовательности с сохранением
Алгоритм обработки был жестко
информативности.
зашит в электронную схему
обработки
и
был
не Чтобы информацию можно было
обработать с помощью ЦВМ, она
перестраиваемым
(ЭВМ
должна быть дигитализована (digtal
узкоспециализированы)
– цифра), т. е. преобразована в
В настоящее время аналоговые
цифровой код.
вычислительные
машины ЦВМ были более универсальны в
практически не используются
обработке, так как позволяли
обрабатывать данные с помощью
наборов программ.
3

4. Термин «Цифровой»

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Сохранился как характеристика для некоторых данных и
систем (цифровые методы, цифровые снимки, цифровые
фотокамеры, цифровые данные, цифровая информация). В
настоящее время он означает, что информация в этих данных
и системах содержится в дискретной форме и предназначена
для обработки с помощью современных компьютерных
технологий.
В информатике и геоинформатике цифровое моделирование
заключается в реализации возможностей математических
методов и программных средств для моделирования
объектов
4

5. Цифровое картографирование местности

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Цифровое картографирование местности – новое направление, возникшее
в результате автоматизации топографо-геодезического производства;
Цифровое картографирование местности – технологический процесс,
объединяющий сбор и обработку цифровой топографической
информации, формирование на ЭВМ цифровой модели местности,
хранение, дополнение и обновление, получение по этой модели
различных аналитических и графических материалов в соответствии с
предъявленными требованиями;
новый метод, принципиально отличающийся от традиционных аналоговых
и предназначенный для создания цифровой модели местности (ЦММ);
Топографические планы и карты – производные ЦММ.
5

6. Цифровая модель местности

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Метод моделирования определяется сущностью и содержанием
топографо-геодезических работ;
Модель – некоторый объект, который ставится в соответствие реальному
физическому объекту местности (подобен реальному объекту).
С позиции топографо-геодезического производства модели представляют
собой некоторую информационную систему свойств местности и могут
быть как моделями отдельных объектов (здания, дороги), так и
моделями различных совокупностей объектов, начиная от аспектного
набора объектов (гидрография, растительность), их совокупностей
(ситуация, рельеф) и кончая моделью всей системы объектов
(местности).
Цифровая модель местности (ЦММ) – цифровая картографическая модель,
содержащая данные об объектах местности и ее характеристиках;
совокупность информации о положении, характеристиках объектов
местности, связях между ними и топографической поверхности,
представленные в форме, доступной для обработки на ЭВМ
6

7. Модели по форме представления

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
абстрактные (например, дорога отображается линией, дерево – в виде
точки, совокупность отдельных деревьев – в виде площадного объекта –
леса);
картографические (карта, план);
цифровые топографические, цифровые картографические (цифровая
карта).
ЦММ – совокупность информации о всех элементах местности – рельефе,
ситуации, топографических объектах.
7

8. Состав ЦММ

цифровые модели рельефа (ЦМР);
цифровые модели ситуации (ЦМС);
цифровые модели поверхности (ЦМП);
цифровые модели застройки или цифровые
контуров;
цифровые модели топографических объектов.
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
модели
8

9. Цифровая модель рельефа

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Средство
цифрового
представления
трехмерных
пространственных объектов (поверхностей, или рельефов) в
виде трехмерных данных, образующих множество высотных
отметок (отметок глубин) и иных значений аппликат
(координаты Z) в узлах регулярной или нерегулярной сети
или совокупность записей горизонталей или иных изолиний
9

10. Цифровая модель ситуации

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Цифровая модель ситуации (ЦМС) представляет собой
систему элементов ситуации как множество условных знаков
на плане, которыми отображается разнообразная
топографическая информация.
10

11. Цифровая модель поверхности

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Цифровые модели поверхности – представление пространственных объектов,
соответствующих объектовому составу топографических карт и планов.
ЦМП передают точные данные о высоте земной поверхности, включая
здания, растительность и любые другие высотные (вертикальные) объекты,
которые присутствовали на момент съёмки. Цифровая модель поверхности
состоит из цифровой модели рельефа и цифровой модели ситуации.
11

12. Геодезия, её задачи

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
От греч. гео – земля; дайдзо – делить на части.
Геодезия – научная дисциплина, занимающаяся подробным
изучением земной поверхности в геометрическом
отношении и разработкой способов изображения этой
поверхности на плоскости в виде топографических карт и
планов
Задачи геодезии
Научные;
Производственные.
12

13. Научные задачи

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Главная научная задача — изучение формы и размеров
Земли и ее внешнего гравитационного поля.
Задачи, связанные с изучением Земли
и происходящих в ней изменений:
исследование структуры и внутреннего строения Земли;
горизонтальных и вертикальных деформаций земной
коры;
перемещение береговых линий морей и океанов;
определение разностей высот уровней морей;
движение земных полюсов.
13

14. Новые научные задачи

изучение фигур планет Солнечной системы;
изучение гравитационных полей планет
системы.
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Солнечной
Гравитационное поле Земли – поле силы тяжести,
обусловленное притяжением Земли и её центробежной силой,
вызванной её суточным вращением. Земля вращается вокруг
солнца по эллиптической, близкой к круговой орбите со средней
скоростью примерно 30 км/сек с периодом 365,24 средних
солнечных суток (тропический год). Земля вращается вокруг
своей оси за 23ч 56мин (звёздные сутки)
14

15. Производственные задачи

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
определение положения отдельных точек земной
поверхности в выбранной системе координат;
составление карт и планов местности разнообразного
назначения и с различной подробностью и точностью;
выполнение
измерений,
необходимых
для
проектирования,
строительства
и
эксплуатации
инженерных сооружений и т.д.
обеспечение геодезическими данными нужд обороны
страны.
15

16. Геодезия, её дисциплины

СГУГиТ
Геодезия, её дисциплины
ВЫСШАЯ ГЕОДЕЗИЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ
ГЕОДЕЗИЯ
ГИДРОГРАФИЯ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
КАРТОГРАФИЯ
КОСМИЧЕСКАЯ ГЕОДЕЗИЯ
МОРСКАЯ ГЕОДЕЗИЯ
ТОПОГРАФИЯ
ФОТОГРАММЕРТРИЯ
16

17. Основные задач дисциплин геодезии

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Высшая геодезия – изучение фигуры Земли и планет солнечной системы, их
гравитационных полей; определение точных координат отдельных точек
земной поверхности в единой системе (в совокупности они образуют ГГС);
Геодезия – изучение в деталях земной поверхности и отображение ее на
картах и планах;
Топография – изучение твердой оболочки Земли – суши (входят работы по
сгущению государственной геодезической сети и топографические съемки);
Гидрография – изучение жидкой оболочки Земли – океанов, морей, их
берегов и дна;
Инженерная геодезия – рассматривает методы геодезических работ,
выполняемые:
при изыскании, проектировании, строительстве и эксплуатации
разнообразных
инженерных
сооружений
(промышленных,
сельскохозяйственных, транспортных, гидротехнических, городских и
подземных);
при монтаже и установке монтажного оборудования;
с целью разведки, использования и эксплуатации природных богатств.
17
Картография – рассматривает методы составления, издания карт.

18. Основные задач дисциплин геодезии

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Космическая (спутниковая) геодезия – рассмотрение теории и методов
использования спутников Земли для решения различных практических задач
геодезии;
Морская геодезия – решение научных и прикладных геодезических задач на
море. Главной научной задачей остается определение формы земной
поверхности и гравитационного поля в океанах и морях. Прикладные задачи
связаны с практическими работами на море, требующими геодезического
обеспечения;
Фотограмметрия – решение задачи измерений по аэрофото- и космическим
снимкам для различных целей, в том числе: для получения карт и планов,
обмеров зданий и сооружений и т.п.
18

19. Краткая история геодезии

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
600-2000 лет до н. э. – землемерные работы в Египте по размежеванию
земель, расположенных по берегам реки Нил; строительство пирамид,
храмов, дворцов при помощи ряда геодезических измерений;
III в. до н. э. – Древняя Греция: греческие астрономы-геодезисты Фалес,
Эратосфен (определение длины земного меридиана) и др. далеко продвинули
вперед геодезическую науку; определен радиус Земли (как шара);
ΙΙ в. до н.э. – создание геодезического прибора – астролябии Гиппарха (прибор
для определения широты);
Ι в. до н.э. – создание геодезических приборов – нивелира (принцип
сообщающихся сосудов), диоптра (приспособление для наведения на цель)
(труд Герна Александрийского );
X- XI в. н.э. – персидский ученый Бируни в трактате «Ключ к астрономии»
описал метод определения длины окружности Земли, создал труд о
топографии Средней Азии, сконструировал первую делительную машину для
деления лимбов через 5‘;
19

20. Краткая история геодезии

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
XI в. н.э. – первые геодезические работы в России (измерение ширины
Керченского пролива между Керчью и Таманью, составление карты всего
Московского государства);
ХΙV – XV вв. – универсальные приборы, заменяющие астролябию и квадрант
(плоский сектор с центр. углом 90˚) (в обсерватории всемирно известного
астронома Улугбека);
1550 г. – немец. профессор Преториус изобрел мензулу;
1606 г – голландский мастер Липперсгей получил привилегию от
правительства на открытие зрительной трубы (наиболее вероятный
изобретатель телескопа, подзорная труба);
1609г. – Галилей (итальянский астроном) узнал о трубе и открыл зрительную
трубу с увеличением в 2-3 раза;
1611г. – Кеплер – немец. астроном предложил 2 варианта зрительной трубы с
прямым и обратным изображением и установил сетку нитей;
1745 г.
– издан "Первый атлас России", созданный по материалам
планомерной инструментальной топографической съемки всего государства,
начатой по указу Петра I в 1720 г.
20

21. Краткая история геодезии

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
1816 г. – под руководством русского военного геодезиста К. И. Теннера и
астронома В. Я. Струве в западных пограничных губерниях России были
начаты большие астрономо-геодезические работы, которые в 1855 г.
завершились градусным измерением огромной (более 25° по широте) дуги
меридиана, простирающейся по меридиану 30° от устья Дуная до берегов
Северного Ледовитого океана;
1837-1845 гг. – геодезист подполковник Генерального штаба А. Болотов
написал и издал учебник по геодезии под названием "Геодезия, или
руководство к исследованию общего вида земли, построению карт и
производству тригонометрических и топографических съемок и нивелировок".
март 1919 г. – издан декрет Лениным об организации Высшего геодезического
управления. На территории России развита ГГС высокой точности.
1928 г. – советский геодезист Ф. Н. Красовский разработал хему и программу
построения опорной геодезической сети, предусматривающую создание
астрономо-геодезической сети на всей территории СССР.
1940 г. – Ф.Н. Красовский и А. А. Изотов определили новые размеры земного
эллипсоида.
21
Вторая половина XX в. – запуск иск. спутников.

22. Индивидуальная форма Земли

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

23. Форма и размер Земли

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Горизонтальная плоскость
Шар
Эллипсоид вращения
Геоид
23

24. Геоид

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Отвесная линия – направление вектора силы тяжести в данной точке
земной поверхности;
Уровенная поверхность – всюду выпуклая поверхность, касательная к
которой в любой точке перпендикулярна направлению отвесной
линии.
Геоид – фигура, ограниченная уровенной поверхностью, проходящей
через начало счета высот.
24

25. Форма геоида

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

26. Эллипсоид вращения

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Эллипсоид вращения – это тело, получающееся от вращения эллипса вокруг
его малой (полярной ) оси.
Общеземной эллипсоид – наилучшим образом согласуется с поверхностью
геоида в целом;
Референц-эллипсоид – наилучшим образом согласуется с геоидом на
ограниченной части его поверхности.
В России с 1946 г. в качестве референц-эллипсоида используется Эллипсоид
Красовского.
Характеристики эллипсоида:
Малая полуось b;
Большая полуось а;
Сжатие ;
Эксцентриситет .
а
Эллипсоид Крассовского
b
Малая полуось b=6356863 км
Большая полуось а=6378245 км
(a - b)/a
(a 2 b 2 ) / a
26

27. Сравнение эллипсоида и геоида

Р – Северный полюс; Р′ -Южный полюс
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

28. Тема 2 Топографические карты и планы

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Тема 2
Топографические карты и планы

29. Понятие карты

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Карта – уменьшенное и закономерно искаженное вследствие влияния
кривизны Земли отображение на горизонтальной плоскости всей земной
поверхности или ее значительной части по определенным
математическим законам

30. Понятие плана

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
План – уменьшенное и
подобное отображение на
плоскости
(бумаге
или
другом
носителе)
сравнительно
небольших
участков земной поверхности
в ортогональной проекции. В
этом случае кривизной Земли
можно пренебречь.
Все линии изображаемого участка измеряются непосредственно на местности. Длины
всех линий уменьшаются в одно и то же число раз а искажения углов и длин
практически отсутствуют. Степень уменьшения изображения (масштаб) одинакова во
всех его точках и по всем направлениям.

31. Отличия плана от карты

СГУГиТ
Отличия плана от карты
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Признак
План
Карта
Масштаб от 1:5000 и мельче
Масштаб
Масштаб очень крупный (от
1:5000 и крупнее)
Размер изображаемой
территории
Изображается небольшая
территория
Подробно наносятся все
Изображение отдельных
географические объекты и детали
объектов и деталей местности
местности
Градусная сетка отсутствует
Наличие градусной сетки
Определение сторон
горизонта
Учет кривизны Земли
Направление на север
обозначается стрелкой, либо по
краям плана (север – верх, юг –
низ, восток – право, запад - лево)
Составляется без учета кривизны
Земли
Изображаются как
небольшие участки
поверхности, так и земной
шар в целом
Отбираются наиболее
существенные для данной
карты объекты
Есть меридианы и
параллели
Стороны горизонта
определяются по
параллелям и меридианам
Составляется с учетом
кривизны Земли

32. Понятие профиля

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Профиль местности представляет собой уменьшенное изображение на бумаге
вертикального разреза местности по заданному направлению.

33. Масштабы топографических карт и планов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Масштаб карты – это отношение длины отрезка на карте к его
действительной длине на местности.
Численный масштаб – масштаб, выраженный в виде дроби, где
числитель единица, а знаменатель - число, показывающее во сколько раз
уменьшено изображение.
Линейный масштаб – вспомогательная мерная линейка, наносимая на
карты для облегчения измерения расстояний; графическое изображение
численного масштаба в виде прямой линии, на которой нанесены деления
для отсчитывания расстояний.
Поперечный масштаб – графический способ измерения основанный на
пропорциональности отрезков параллельных прямых, применяемый для
измерений и построений повышенной точности

34. Численный масштаб для топографических карт

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
В России для топографических карт приняты стандартные численные
масштабы:
1:1 000 000
1:500 000
1:300 000
1:200 000
1:100 000
1:50 000
1:25 000
1:10 000
Для специальных целей создают также топографические карты в
масштабах 1:5 000 и 1:2 000.

35. Численный масштаб для топографических планов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Основными масштабами топографических планов в России
являются:
1:5000
1:2000
1:1000
1:500

36. Точность масштаба

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Точность масштаба — это отрезок горизонтального проложения линии,
соответствующий 0,1 мм на плане.
Значение 0,1 мм для определения точности масштаба принято из-за того, что это
минимальный отрезок, который человек может различить невооруженным глазом.
Например, для масштаба 1:10 000 точность масштаба будет равна 1 м. В этом
масштабе 1 см на плане соответствует 10 000 см (100 м) на местности, 1 мм – 1 000
см (10 м), 0,1 мм – 100 см (1 м).
Внемасштабные условные знаки:
применяются если установлено, что
предметы местности не могут быть
изображены на плане или карте данного
масштаба,

37. Рельеф

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Рельеф – это совокупность неровностей земной поверхности;
Высота точки местности – расстояние по отвесной линии от
данной точки до уровенной поверхности;
Отметка высоты точки местности – численное значение
высоты;
Превышение (h) – разница двух отметок высот;
Высота точки местности является третьей координатой точек
земной поверхности, наряду с прямоугольными координатами Х
и У. В первую очередь находить водотоки. К ним местность
всегда понижается. На картах основные формы рельефа
выделяются маленькими черточками, на горизонталях
бергштрихами(направлены всегда в сторону понижения ската)

38. Изображение рельефа местности

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Рельеф на топографических картах изображается кривыми замкнутыми
линиями, соединяющими точки местности, имеющие одинаковую высоту над
уровенной поверхностью,. Такие линии называются горизонталями.
Модель горы рассечена тремя параллельными горизонтальными плоскостями.
Все плоскости расположены друг от друга на одинаковом расстоянии,
называемом высотой сечения. Проекция полученных кривых на плоскость
даст изображение горы горизонталями.

39. Изображение рельефа на топографических картах. Основные формы рельефа

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

40. Форма рельефа – гора

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

41. Форма рельефа – котловина

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

42. Форма рельефа – лощина

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

43. Форма рельефа – седловина

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

44. Форма рельефа – хребет

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

45. Определение крутизны ската (уклона)

СГУГиТ
Определение крутизны ската (уклона)
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
123

46. Определение отметки по топографическому плану

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

47. Классификация условных знаков топографических планов и карт

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

48. Условных знаки зданий, построек и их частей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

49. Условных знаки растительности

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

50. Условных знаки

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

51. Тема 3 Измерение углов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Тема 3
Измерение углов

52. Теодолит

СГУГиТ
Теодолит
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Теодолит - это геодезический прибор, предназначенный
для измерения горизонтальных углов, углов наклона и
расстояний.
Устройство теодолита.
Теодолит 2Т30П
Вторая
модификация
Теодолит
Точность взятия
отсчета в угловых
секундах
Прямое
изображение
зрительной трубы

53. Типы теодолитов

высокоточные - Т1
точные - Т2 и Т5
технические - Т15 и Т30
и их модификации, 2Т30, 2Т30П и др.
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

54. Устройство теодолита 2Т30

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

55. Основные части любого теодолита

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Вертикальный
круг
алидада
лимб

56. Закрепительные винты

СГУГиТ
Закрепительные винты
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Закрепительный
винт зрительной трубы
Закрепительный
винт лимба
Закрепительный
винт алидады

57. Наводящие винты

СГУГиТ
Наводящие винты
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Наводящий винт
зрительной трубы
Наводящий винт
алидады
Наводящий винт лимба
Наводящий винт лимба служит для микрометренного вращения теодолита
вместе с лимбом. Точное наведение зрительной трубы на предмет в
горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом алидады, а в
вертикальной плоскости – наводящим винтом зрительной трубы.
Все наводящие винты работают только при зажатом соответствующем
закрепленном винте.

58. Подставка и становой винт

СГУГиТ
Подставка и становой винт
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Подставка
теодолита
Становой
винт
Основание
футляра
Штатив
Теодолит устанавливают над вершиной измеряемого угла с помощью штатива. На
головке штатива становым винтом закреплено основание футляра, скрепленное с
подставкой теодолита.
Внутри станового винта располагается крючок
для
подвешивания отвеса, с помощью которого производится центрирование теодолита .
Также, благодаря тому, что вертикальная ось полая, возможно центрировать теодолит
с помощью зрительной трубы.

59. Уровни

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Уровни бывают круглыми и цилиндрическими. Цилиндрический уровень
состоит из стеклянной трубки, верхняя поверхность которой представляет дугу
большого радиуса. На верхней части ампулы имеется шкала делений через 2мм.
Центральный штрих шкалы называется нуль пунктом.
Прямая, касательная к внутренней поверхности уровня, в его нуль-пункте,
называется осью цилиндрического уровня. Чем больше радиус, тем меньше цена
деления; и тем он точнее.

60. Зрительная труба

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Оптический визир
Кремальера
Защитный колпачок
Диоптрийное кольцо
Зрительная труба может вращается на 360 градусов. Фокусирование зрительной
трубы на предмет осуществляется вращением кремальеры. Диоптрийное кольцо
служит для установки резкости изображения сетки нитей по глазу. Под колпачком
находятся исправительные винты сетки нитей.

61. Сетка нитей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

62. Поле зрения микроскопа 2Т30

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

63. Установка теодолита в рабочее положение

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Установка теодолита в рабочее положение:
1.Центрирование прибора – установка центра лимба над
вершиной измеряемого угла
2. Приведение плоскости лимба в горизонтальное
положение с помощью подъемных винтов и цилиндрического
уровня
3. Установка трубы для наблюдений (по глазу – с помощью
диоптрийного кольца и по предмету – с помощью кремальеры)

64. Принцип измерения горизонтального угла

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

65. Установка визирных целей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

66. Принцип измерения вертикального угла

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

67. Измерения вертикального угла

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Место нуля – это отсчет по вертикальному кругу теодолита, когда визирная ось
горизонтальна, а пузырек цилиндрического уровня находится в нуль-пункте

68. Тема 4 Измерение превышений

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Тема 4
Измерение превышений

69. Нивелирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Нивелирование - это вид геодезических работ, в результате
которых
определяются
превышения
точек
земной
поверхности, а также высоты этих точек над принятой
отчетной поверхностью (уровенная поверхность).
69

70. Методы нивелирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Барометрическое нивелирование;
Гидростатическое нивелирование;
Радиолокационное нивелирование;
Механическое нивелирование;
Стереофотограмметрическое нивелирование;
Тригонометрическое нивелирование;
Геометрическое нивелирование.
70

71. Барометрическое нивелирование

СГУГиТ
Барометрическое нивелирование
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Это определение высот точек или превышении по измерениям давления
воздуха.
Давление
воздуха
измеряют
с
помощью
приборов,
называемых барометрами, а по разности давлений определяют
превышение.
Точность
барометрического
нивелирования
невелика
(колеблется от 0,5 до 2 м) и зависит от изменения метеоусловий.
Применяют этот способ нивелирования в начальный период инженерных
изысканий для всякого рода рекогносцировочных обследований.
71

72. Гидростатическое нивелирование

СГУГиТ
Гидростатическое нивелирование
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах находиться на одном
уровне. Превышение между точками может быть получено как разность отсчетов
по шкалам сосудов соединенных между собой шлангом. Гидростатическое
нивелирование применяется при строительно-монтажных работах для выверки
конструкций в стесненных условиях. Часто используется при наблюдениях за
деформациями
инженерных
сооружений.
Точность
его
равна
точности
геометрического нивелирования.
72

73. Механическое нивелирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Производится при помощи специальных приборов, устанавливаемых на
автомобилях, велосипедах, железнодорожных вагонах и т. д. При
движении прибора сразу вычерчивается на специальной ленте профиль
местности. Точность механического нивелирования примерно равна
точности тригонометрического нивелирования. Этот способ находит
применение при изысканиях линейных сооружений и для контроля
положения железнодорожных путей.
73

74. Стереофотограмметрическое нивелирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Реализуется при обработке стереопар фотоснимков одной и той же
местности, полученных как при наземной фототеодолитной съемке, так и
при воздушной съемке с летательных аппаратов. При наземной съемке
используют
фототеодолиты,
представляющие
собой
теодолит,
совмещенный с фотоаппаратом. При воздушной съемке применяются
специальные аэрофотоаппараты, устанавливаемые на самолете на
гиростабилизированной
платформе,
позволяющей
удерживать
оптическую ось фотокамеры в отвесном положении, либо близком к
отвесному положению.
74

75. Радиолокационное нивелирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Используют при нивелировании земной поверхности с самолета или
другого летательного аппарата. Погрешность в определении высот в
зависимости от условий съемки достигает 2 – 5 м (до 10 м). Этот вид
нивелирования применяют для построения профиля местности и
определения высот фотографирования при аэрофотосъемке. Он основан
на непрерывном измерении расстояния с самолета до поверхности земли
с помощью излучаемого передатчиком электромагнитного сигнала и
приема
его
после
отражения
от
подстилающей
поверхности.
Регистрируется время τ нахождения сигнала на двойном пути S, т.е
используется радиодальномер.
75

76. Тригонометрическое нивелирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Эго нивелирование наклонным лучом визирования. Выполняют с
помощью геодезических приборов, позволяющих измерять вертикальные
углы или превышения (теодолиты, тахеометры). При данном виде
нивелирования превышение можно определять с погрешностью до 1-4 см
на 100 м расстояния.
76

77. Геометрическое нивелирование

СГУГиТ
Геометрическое нивелирование
Это
нивелирование
горизонтальным
лучом
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
визирования.
Этот
вид
нивелирования выполняют с помощью геодезического прибора – нивелира и
реек. Данный метод наиболее распространен и относительно прост. Его
применяют для определения превышений с высокой степенью точности, когда
погрешность при определении превышений составляет не более 50 мм на 1км
расстояния (для технического нивелирования).
Способ
«из середины»
Для определения превышения
одного пункта над другим нивелир
устанавливают
на
одинаковых
расстояниях
между
ними
и
приводят
визирную
ось
в
горизонтальное положение.
77

78. Геометрическое нивелирование и виды современных нивелиров

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
─ Оптический
Оптический
с компенсатором ─
─ Цифровой оптический,
лазерный
Лазерный
ротационного типа ─
78

79. Виды нивелирных реек

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
─ Рейка нивелирная
обычная и кодовая
для нивелировки III и IV
классов
Рейка нивелирная
инварная обычная
и
кодовая
для
нивелировки I и II
классов
─
79

80. Нивелирные рейки для оптических нивелиров

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Отсчет по черной стороне - 2877
Нивелирные рейки имеют высоту 3 метра. На одной
стороне нанесены сантиметровые деления черной краской,
на другой – красной. Низ рейки называется пяткой.
На черной стороне нуль рейки совмещен с пяткой. На
красной стороне (контрольной) какое-то целое число,
например 4687 или 4787.
Цифры нанесены на рейке - перевернутыми. В трубу они
будут видны - прямыми. Отсчет делают по средней нити. 80

81. Устройство нивелира Н3

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
81

82. Методики нивелирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
82

83. Проложение нивелирных ходов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Общее превышение точки В над точкой А равно сумме
превышений, т.е.
83

84. Классы нивелирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
I класс – самый точный (наивысший);
II класс;
III класс;
IV класс;
Техническое нивелирование.
84

85. Нивелирование III и IV классов

СГУГиТ
Нивелирование III и IV классов
Класс
Периметр нивелирных полигонов, км
нивелир
-ования
Обжитые
районе
России
Малообжитые
Районе России
III
60-150
IV
20-60
Класс
нивелир
ования
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Города
застроенная
территория
незастроенная
территория
100-300
25
40
25-80
8
12
Средняя квадратическая погрешность
(СКП)
Допустимые невязки в полигонах
и по линиям f, мм
случайная погрешность
мм/ км
IV
5.0
10 мм
L
IV
10.0
20 мм
L
85

86. Виды реперов для нивелирной сети

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Вековые – должны обеспечивают сохранность высотной основы на
длительное время, как правило используют для изучения земной коры
и мировых океанов.
Фундаментальные
Грунтовые, скальные и стенные – также обеспечивают сохранность
высотной основы на длительное время и используются для
закрепления пунктов сетей всех классов
Временные
86

87. Вековые реперы

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Вековые
реперы
устанавливают
наиболее
глубоко;
Должны
обеспечивают
сохранность
высотной
основы на длительное время;
Для
их
установки
существуют
специальные
схемы и инструкции. Вековые
реперы устанавливают на
территории всего государства
относительно равномерно;
Вековые реперы используют
при научных исследованиях.
87

88. Фундаментальные реперы

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Представляют собой железобетонные пилоны;
Обеспечивают сохранность высотной основы на длительное время.
Их закладывают на линиях нивелирования I и II классов не реже чем
через 60 м, а также на узловых точках сети. В сейсмоактивных
районах закладывают не реже чем через 40 км. На расстоянии 50 –
150 м от фундаментального закладывают репер-спутник.
88

89. Рядовые реперы

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Закладываются на нивелирных линиях каждого класса, на расстоянии
примерно 5-7 км друг от друга;
Обеспечивают сохранность высотной основы на длительное время;
Виды рядовых реперов
Грунтовые (устанавливаются в земле);
Скальные (закрепляются на скалах);
Стенные (устанавливаются на стенах сооружений).
89

90. Грунтовые реперы

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
90

91. Скальные реперы

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
91

92. Стеновые реперы

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
92

93. Временные реперы и пункты на время проведения работ

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Временные реперы: обеспечивают сохранность высотной основы в
течение нескольких лет (от 1 до 5 лет), используются для проведения
инженерных геодезических работ и при топографических съемках.
Данные пункты включают в ходовые линии II, III и IV классов.
пункты на время проведения работ
(временные сооружения):
На каждый репер составляют абрис и
дают описание его местоположения.
Кроме того, расположение реперов
показывают на карте масштаба
1:100000,
которую
прилагают
к
материалам нивелирования. Координаты
вековых и фундаментальных пунктов
определяют с погрешностью не более 1 м,
остальных реперов и марок не более 10 м.
93

94. Основные этапы нивелирования III и IV классов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
1. Составление проекта
При разработке технического проекта руководствуются требованиями
федеральной инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов
«ГКИНП (ГНТА) – 03-010-03», Москва ЦНИИГА и К.
Перед составлением проекта собирают и анализируют все материалы
ранее выполненных нивелирных работ. При этом особое внимание
уделяется величине вертикальных деформаций земной поверхности в
зонах узлов связи нивелирной сети, а также местам где появляются
водные преграды (реки, озера, каналы и т.д.).
2. Рекогносцировка и обследование линий нивелирования
Рекогносцировка начинается с обследования состояния исходного репера
и продолжается по направлению намеченной проектной линии.
На месте производиться выбор наиболее обоснованных вариантов линий
нивелирования и мест закладки реперов с нанесением будущих точек на
абрис и их подробным описанием.
94

95. Основные этапы нивелирования III и IV классов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
3.
Изготовление и закладка реперов
Разнообразные физико-географические условия РФ обуславливают
различные типы реперов, которые соответствуют определенным областям.
Скальные и стенные реперы включают в нивелирные линии всех классов
через сутки после их закладки, грунтовые реперы на линиях нивелирования
III и IV классов- не ранее чем через 15 дней после их закладки. В зонах
распространения многолетней мерзлоты грунтовые реперы закладывают
методом бурения, а также для уменьшения вертикального перемещения,
конструкция репера может дополняться специальными металлическими или
бетонными «якорями».
4.
Проведение полевого этапа нивелирования
95

96. Основные этапы нивелирования III класса

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Проводят поверки нивелиров и исследование рейки, с целью
установления их пригодности для выполнения работ;
нивелирование проводят производят в прямом и обратном направлении
«способом средней нити» или при помощи автоматического отсчета;
порядок наблюдений на станции следующий:
• отсчет по черной стороне (основной шкале) задней рейки;
• отсчет по черной стороне (основной шкале) передней рейки;
• отсчет по красной стороне (дополнительной шкале) передней рейки;
• отсчет по красной стороне (дополнительной шкале) задней рейки;
нивелирование выполняют участками в 20-30 км. Нормальная длина
визирования – 75 м. При отсутствие колебаний изображения реек и
увеличения трубы не менее 35˟ длина луча до 100 м;
расстояние от нивелира до рейки измеряют рулеткой, неравенство
расстояний на станции допускают не более 2 м, а их накопление по секции
– не более 5м;
высота луча визирования над подстилающей поверхностью не менее 0,3 м;
нивелирование выполняют при хорошей видимости и отсутствие
96
колебания изображения рейки (рефракции).

97. Основные этапы нивелирования III класса

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
при работе на станции нивелир защищают от попадания прямых
солнечных лучей;
рейки устанавливают по круглому уровню на специальные «костыли»
или «башмаки», в местах установки которых предварительно снимают
дерн. В местах с заболоченным или обводненным грунтом
предварительно забивают деревянные колья;
при перерывах нивелирование, как правило, заканчивают на постоянных
или временных реперах;
на каждой станции выполняют контроль наблюдений. Сравнивают
значение превышения, полученного по основной и дополнительной
шкале рейки. Расхождение не должно превышать 3 мм с учетом разности
нулей реек. А также, при необходимости записывают в журнал тип,
номер репера, приводят сведения о внешнем состоянии репера;
после выполнения нивелирования по секции сравнивают между собой
значения превышения, полученные из прямого и обратного ходов,
расхождение не должно превышать 10 мм L.
Если расхождение
97
больше то измерения повторяют.

98. Пример заполнения журнала нивелирования III класса

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
98

99. Тема 5 Плановые и высотные геодезические сети

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Тема 5
Плановые и высотные геодезические сети

100. Плановые геодезические сети

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Это аналитические линейно-угловые построения на Земной
поверхности, надёжно закреплённые на местности центрами
100

101. Классификация плановых геодезических сетей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
глобальные, покрывающие поверхность всей земли;
государственные, создаваемые на территории данной
страны (ГГС);
сети сгущения (ГСС);
геодезическое съёмочное обоснование, создаваемое
для производства топографических съёмок;
специальные геодезические сети.
101

102. Основные параметры геодезических сетей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
плотность пунктов;
расстояние между пунктами;
средняя квадратическая погрешность взаимного
положения пунктов;
средняя квадратическая погрешность определения
координат пунктов.
102

103. Государственные геодезические сети (ГГС)

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Являются главной геодезической основой топографических
съёмок всех масштабов и используются при решении
инженерно-технических и научных задач.
ГГС подразделяется на 4 класса:
Триангуляция 1-го класса (астрономо-геодезическая сеть)
длиной 200-250 км, прокладываемых вдоль меридианов и
параллелей;
основные ряды триангуляции 2-го класса длиной 100-120 км и
заполняющей сети 2-го класса;
сети 3-его и 4 классов, которые определяются вставками
систем треугольников или отдельных пунктов относительно
пунктов высшего класса.
103

104. Предназначение плановых ГГС

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
распространение единой системы координат на территории
страны;
детальное изучение фигуры и гравитационного поля Земли и
планет солнечной системы и их измерений во времени;
выполнение топографических съёмок в единой системе
координат;
надёжный контроль качества топографо-геодезических работ;
решение научных и технических задач народного хозяйства.
104

105. Способы построения государственных геодезических сетей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Астрономический способ ‒ заключается в определении
пространственных координат (место положение) путем
наблюдений небесных светил.
Геодезический
способ
‒
основан
на
измерениях
астрономического способа и линейно-угловых измерениях
сторон различных геометрических фигур (треугольник,
прямоугольник, многоугольники и т.д.) на земной поверхности.
Спутниковый
способ
‒
основан
на
определении
пространственных координат точек из обработки наблюдений
искусственных спутников Земли (ИСЗ). Основные глобальные
системы позиционирования в мире: GPS ГЛОНАСС (Россия) и
NAVSTAR (США).
105

106. Создание ГГС геодезическим способом

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Схема развития сетей ГГС
1-4го
классов,
которые
отличаются
между
собой
точностью угловых и линейных
измерений, а также длиной
сторон сетей и порядком их
последовательного развития.
106

107. Основные методы создания ГГС геодезическим способом

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
триангуляция;
трилатерация;
полигонометрия
107

108. Триангуляция

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Это геодезическое построение, состоящее из примыкающих к
друг другу треугольников, у которых измеряются все углы и
длины базисных сторон.
108

109. Трилатерация

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Это метод определения положения геодезических пунктов
путём построения на местности системы смежных
треугольников, в которых измеряются только длины их сторон.
Как правило таким методом создаются сети 3 и 4 классов.
109

110. Полигонометрия

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Полигонометрия (от греч. polýgonos — многоугольный) — один из методов
определения взаимного положения точек земной поверхности для
построения геодезических сетей, служащей основой топографических
съёмок, планировки и строительства городов, перенесения проектов
инженерных сооружений в натуру и т. п.
Заключается в прокладывании на местности систем ходов, в которых
измеряют все утлы и стороны. Если известны координаты одного из
пунктов и дирекционный угол одной из сторон, то можно вычислить
координаты всех пунктов полигонометрического хода.
110

111. Схемы полигонометрических ходов и сетей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Одиночный ход
Отдельный
ход
полигонометрии
должен
опираться на
2 исходных пункта. На исходных
пунктах измеряются примычные углы ß1 и ßn+1 .
111

112. Полигонометрическая сеть

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
112

113. Принципы создания ГГС

СГУГиТ
Принципы создания ГГС
1. Государственная
геодезическая
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
сеть
создавалась
по
принципу перехода от общего к частному.
2. Координаты пунктов государственной геодезической сети
определяются на всей территории нашей страны в единой
системе координат.
3. Пункты ГГС закрепляются долговременными центрами.
4. ГГС
проектируется
проведения контроля
так,
чтобы
измерений
была
возможность
и оценки точности
выполненных измерений и конечных результатов.
113

114. Состав полигонометрических работ

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
составление проекта;
рекогносцировка пунктов полигонометрического
хода;
установка знаков и закладка центров;
измерение углов и линий;
привязка к пунктам ГГС;
обработка результатов полевых измерений;
предварительные вычисления и оценка точности
полевых измерений;
уравнительные вычисления и оценка точности
полученных результатов.
114

115. Схемы закрепления геодезических центров на поверхности Земли

а) пирамида;
б) простой сигнал;
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
в) сложный сигнал
115

116. Геодезические сети сгущения и съемочные сети

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Служат для обоснования крупномасштабных съемок, а также инженерогеодезических работ, выполняемых на застроенных территориях и
различных строительных площадках.
Плановые геодезические сети сгущения создаются способом триангуляции
и полигонометрии 1-го и 2-го разрядов.
Триангуляция 1-го разряда развивается в виде сетей и цепочек
треугольников со сторонами 1 – 5 км. Углы измеряют со СКП не более 5″,
относительная погрешность - не более 1:50 000.
Триангуляция 1-го разряда развивается также как 1-го. Длины сторон
треугольников от 0,5 до 3 км, СКП измерения углов 10″, относительная
погрешность 1:10 000.
Полигонометрия 1-го и 2-го создается в виде одиночных ходов или систем
с узловыми точками, длины сторон которых принимают равными от 0,2 до
0,3 км. СКП измерения углов в ходах полигонометрии 1-го разряда – 5″,
относительная погрешность измерения длин 1:10 000.
В полигонометрии 2-го разряда точность угловых и линейных измерений в
2 раза ниже по сравнению с полигонометрий 1-го разряда.
116

117. Геодезические сети сгущения и съемочные сети

Теодолитные ходы:
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
замкнутые
разомкнутые
117

118. Спутниковые геодезические сети

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
В связи с широким внедрением в практику геодезических
работ методов спутникового позиционирования (ГЛОНАСС и
GPS), появилась возможность отказаться от практики
многоступенчатого построения геодезических сетей и
развивать их, особенно в поселениях, в виде однородных
построений с точностью определения координат пунктов не
грубее 1-2 см.
∆ — исходный пункт,
□— пункты каркасной сети,
ʘ — пункты спутниковой
городской геодезической сети
(СГГС)
118

119. Преимущества спутниковых методов по сравнению с традиционными

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
повышение точности и оперативности геодезических
определений;
отсутствие необходимости в обеспечении взаимной
видимости между пунктами и, следовательно, в
строительстве дорогостроящих геодезических знаков;
измерения могут выполняться в любую погоду;
повышение уровня автоматизации работ;
внедрение методов спутникового нивелирования вместо
геометрического нивелирования III и IV классов;
установление высокоточной единой геодезической
системы координат и поддержание её на современном
уровне.
119

120. Реализация спутниковых технологий

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Структурно ГГС формируется также по принципу от общего
к частному и включает в себя следующие построения:
Фундаментальную
астрономо-геодезическую
сеть
(ФАГС);
Спутниковую геодезическую сеть 1-го класса (СГС-1);
Астрономо-геодезическую сеть (АГС);
Геодезические сети сгущения.
Каждая сеть более низкого уровня структурно является
результатом сгущения сети предыдущего уровня.
120

121. Государственная нивелирная сеть

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Это высотная опорная геодезическая сеть, сеть пунктов
земной поверхности, высоты которых над уровнем моря
определены из нивелирования.
121

122. Виды нивелирных пунктов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Стенной репер
Грунтовый репер
122

123. Предназначение государственной нивелирной сети

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
для распространения единой системы высот на всю
территорию государства;
для создания высотной основы топографических съемок
всех масштабов;
для выполнения инженерно -геодезических работ.
123

124. Классы государственной нивелирной сети

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Нивелирные сети I и II классов – являются главной высотной
основой страны. Их используют для решения научных
задач и поддержание высотной сети на современном уровне.
Нивелирные сети III и IV классов – прокладываются на
основе сетей высших классов и служат для дальнейшего
сгушения пунктов нивелирной сети.
124

125. Принципы построения нивелирных сетей

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
от общего к частному;
в единой системе высот;
пункты сети закрепляется на местности долговременными
центрами.
125

126. Схема создания государственной нивелирной сети

- полигоны и реперы I класса
- отдельные линии II класса
- система линий с узловыми
пунктами II класса
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
- отдельные линии III
класса
- система линий с
узловыми пунктами
III класса
126

127. Исходная уровенная поверхность

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Исходная поверхность в России – средняя уровенная
поверхность Балтийского моря, то есть абсолютные высоты
точек земной поверхности, а также орбиты космических
аппаратов.
Высоты определяются в Балтийской системе высот, от нуля
Кронштадского футштока (принята в СССР в 1977 г.).
127

128. Кронштадтский футшток

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Это медная доска с горизонтальной чертой, замурованная в
гранитный устой синего моста через обводной канал в
Кронштадте.
128

129. Тема 6 Виды геодезических съемок

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Тема 6
Виды геодезических съемок

130. Понятие геодезической съемки

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Геодезическая съемка – это совокупность действий, выполняемых на
местности с целью получения плана, карты или профиля рельефа.
Основные действия:
– линейные измерения, в результате которых определяют расстояния
между точками местности;
– угловые измерения, позволяющие определять горизонтальные
и вертикальные углы между направлениями на заданные точки местности;
– высотные измерения, (нивелирование) в результате которых определяют
превышения между точками.
Если съемка проводиться для получения плана с изображением только
ситуации, то ее называют горизонтальной (плановой), или контурной.
Съемка, в результате которой должен быть получен план или карта с
изображением ситуации и рельефа, называется топографической.
Съемка с использованием лазерных сканирующих систем (воздушных,
наземных, мобильных), используя в последствии совокупность приемов
и инструментов, предназначенных для отображения объемных объектов,
называется пространственной - трехмерной графикой (3D модель).
130

131. Результаты геодезических съемок

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
‒ Топографический план (карта)
Профиль ‒
131

132. Виды геодезических съемок

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
В зависимости от применяемых приборов и методов:
теодолитная съемка, это горизонтальная (плановая) съемка местности,
выполняемая с помощью угломерного прибора - теодолита и стальной
мерной ленты (или дальномеров различных типов);
мензульная съемка, производиться с помощью мензулы –
горизонтального столика и кипрегеля (специальный углоначертательный
прибор с оптической трубой );
тахеометрическая съемка, выполняется электронными тахеометрами,
при этом на местности измеряются горизонтальные и вертикальные углы
(превышения) и расстояния до точек. Данный вид съемки получил
широкое распространение в инженерной практике;
наземная
стереофотосъемка,
выполняется
фототеодолитом,
представляющее собой сочетания теодолита и фотокамеры;
аэрокосмическая
фотосъемка,
проводится
специальными
аэрофотоаппаратами, установленными на летательных аппаратах
(самолеты, вертолеты, ИСЗ);
132

133. Виды геодезических съемок

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
буссольная съемка, производиться с помощью буссоли (компас) и
дальномеров различного типа;
нивелирование (вертикальная или высотная съемка), производиться
с целью определения высот точек земной поверхности или инженерных
объектов;
спутниковая геодезическая съемка (GPS), выполняется с помощью
спутниковых геодезических систем. Данный вид съемки также получил
широкое распространение в инженерной практике;
трёхмерное лазерное сканирование , выполняется с помощью лазерных
сканирующих систем воздушного и наземного базирования. На
сегодняшний день является новым видом съемок;
глазомерная съемка, контурная съемка местности, выполняемая на
планшете с компасом. Может проводиться с борта самолета-вертолета .
На практике данная съемка применяется при предварительном
ознакомлении с местностью (рекогносцировке), а также для составления
абрисов в неисследованных районах.
133

134. Топографическая съемка

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Топографической съёмкой называют процесс геодезических измерений на
местности, выполняемых для составления карт и планов.
Топографические съёмки на территории нашей страны выполняются в
масштабах 1:25000, 1:10000, 1: 5000, 1:2000, 1:1000 , 1:500 и 1:200.
Последние 5 масштабов являются крупномасштабными.
Различают следующие виды топографической съёмки:
горизонтальная;
высотная (вертикальная);
мензульная;
тахеометрическая;
нивелирование поверхности;
наземная фототопографическая;
стереотопографическая;
комбинированная аэрофототопографическая;
с использованием спутниковой геодезической аппаратуры;
наземное и воздушное лазерное сканирование.
Основным методом государственного картографирования является
аэрофототопографический.
134

135. Стереотопографический способ

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Стереотопографический способ создания крупномасштабных планов
применяют для открытых, незаселенных участков местности, а также для
застроенных территорий с одноэтажной или многоэтажной рассредоточенной
застройкой. Сущность стереотопографического способа заключается в
создании контурной части плана на основе материалов аэрофотосъемки и в
рисовке рельефа, выполняемого в камеральных условиях на универсальных
стереофотограмметрических приборах.
Достоинство стереотопографического способа является автоматизация целого
ряда сложных процессов с использованием ЭВМ.
Аэрофотосъёмка — фотографирование территории с высоты от сотен метров
до десятков километров при помощи аэрофотоаппарата, установленного на
летательном аппарате (самолёте, вертолете,
беспилотные летательные
аппараты, ИСЗ), чаще всего с применением стереотопографического способа
создания крупномасштабных планов или комбинированного с воздушным
лазерным сканированием.
135

136. Принцип аэрофотосъемки

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
136

137. Преимущества аэрофототопографических методов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
По сравнению с наземными съёмками фототопографические методы
имеют следующие преимущества:
трудоёмкие полевые геодезические работы заменяются камеральными
работами по измерению фотографических изображений и использования
ЭВМ;
возможность картографирования труднодоступных территорий;
получение полной информации о местности на момент аэрофотосъёмки.
БПЛА
137

138. Принцип съемки ИСЗ

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
138

139. Масштабы аэрофотосъемки для создаваемых топографических планов

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Масштаб создаваемой цифровой
топокарты
методами аэрофотосъемки (БПЛА)
Масштаб создаваемой цифровой
топокарты
методами космофотосъемки
1
2
1: 500
1: 1 000
1: 2 000
1: 5 000
1: 2 000 - 1: 3 000
1: 4 000 - 1: 6 000
1: 8 000 - 1: 10 000
1: 12 000 - 1: 20 000
139

140. Спутниковая геодезическая съемка

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Спутниковое позиционирование — метод определения координат объекта
в трехмерном земном пространстве с помощью спутниковых систем.
140

141. Основные принципы работы спутниковых систем

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Основан на измерении расстояний от антенны на объекте (координаты которого
нужно получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью;
Зная расстояния до нескольких спутников системы (от 4), вычисляется положение
объекта в пространстве с помощью обычных геометрических построений;
Метод измерения расстояния от спутника до антенны приемника основан на
измерении скорости распространения радиоволн;
Для измерения времени радиосигнала каждый спутник использует атомные часы;
Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен
располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений;
Приёмник принимает электромагнитный сигнал с ИСЗ, сравнивает их со своими,
выработанными собственными генератором и в результате определяет дальность до
ИСЗ.
Для осуществления возможности измерения времени распространяемого
радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного
времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные
часы.
141

142. Классификация способов позиционирования

Динамическое
позиционирование
СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
142

143. Автономное позиционирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Координаты получают одним приёмником в единой системе координат,
по спутникам независимо от других приёмников кодовым методом.
Автономные наблюдения очень чувствительны ко всем источникам
погрешностей, влияющим на GPS, и обеспечивают точность определения
координат 15-30 м.
Основным параметром, по которому
находятся координаты точки А,
являются псевдодальности (искаженная
погрешностями дальность от объекта
наблюдения до спутника)
143

144. Дифференциальное позиционирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Для повышения точности абсолютные измерения можно выполнить
одновременно на двух пунктах: первый (базовая станция) расположенной
на точке с известными координатами (как правило пункт ГГС), и второй
подвижная станция (ровер).
На базовой станции измеренные
расстояния до ИСЗ автоматически
сравниваются с вычисленными по
координатам и определяются их
разности. Эти разности называют
дифференциальными
поправками, а способ измерениядифференциальным.
Точность определения координат
при дифференциальном способе
составляет 1-5 м.
144

145. Относительные измерения

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Для решения геодезических задач, когда необходимо получать
координаты точек с высокой точностью, используют относительные
измерения, которые производятся также с двух станций и дальность до
спутников определяют фазовым методом, далее по ним вычисляют
приращения координат или вектора между станциями спутниковых
приёмников.
Различают два основных способа относительных измерений: статический
и кинематический
145

146. Статическое позиционирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
При статическом позиционировании приемники работают
одновременно на двух станциях — базовой с известными
координатами и определяемой. После окончания измерений
выполняется совместная обработка информации, собранной
двумя
приемниками.
Точность
способа
зависит
от
продолжительности измерений, которая выбирается в
соответствии с расстоянием между точками. Современные
приемники позволяют достичь точности определения плановых
координат 5—10 мм, высотных — в 2 — 3 раза ниже.
146

147. Кинематическое позиционирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Позволяют получать координаты точек земной поверхности за
короткие промежутки времени. При этом вначале статическим
способом определяют координаты первой точки, т. е. выполняют
привязку подвижной станции к базовой, называемую
инициализацией, а затем, не прерывая измерений, передвижной
приемник устанавливают поочередно на вторую, третью и т. д.
точки. Для контроля измерения завершают на первой точке либо
на пункте с известными координатами, где выполняют
статические наблюдения. Точность кинематического способа
составляет 2 — 3 см в плане и 6 — 8 см по высоте.
147

148. Динамическое позиционирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Предполагает, что приемник, ведущий наблюдения за
спутником, установлен на борту транспортного средства,
которое находится в движении, при этом имеется независимая
от GPS модель движения объекта.
148

149. Космический сегмент -ГЛОНАСС

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
В
космический
сегмент
входит
орбитальная
группировка искусственных спутников Земли (иными
словами, навигационных космических аппаратов);
Период обращения спутника вокруг
Земли равен, в среднем, 11 часов 15 минут.
Время эксплуатации спутника ≈ 5 лет.
ГЛОНАСС сегодня
149

150. Космический сегмент - GPS

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
24 постоянно действующих спутника – на каждой орбите находится 4
спутника – плоскости орбит разнесены по прямому восхождению на 60
градусов – высота орбит 20200 км – наклон плоскости орбиты к плоскости
экватора 53 градуса.
150

151. Виды лазерного сканирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Наземное лазерное сканирование;
Воздушное лазерное сканирование;
Мобильное лазерное сканирование.
151

152. Сущность лазерного сканирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Измерение с высокой скоростью расстояний от сканера
до точек объекта и регистрация соответствующих
направлений (вертикальных и горизонтальных углов)
Главная характеристика данных лазерного сканирования –
152
чрезвычайно большой объем данных (зачастую избыточных)

153. Наземное лазерное сканирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
153

154. Результат наземного лазерного сканирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Растровое изображение (скан).
Значения пикселей представляют собой элементы вектора с компонентами:154
Расстояние, интенсивность отраженного сигнала и реальный цвет

155. Результат наземного лазерного сканирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Массив точек лазерных отражений от объектов, находящихся в поле зрения
сканера с 5 характеристиками: пространственными координатами X, Y, Z , 155
интенсивностью и реальным цветом

156. Воздушное лазерное сканирование

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Это топографо – геодезическая технология для сбора геопространственных
данных по рельефу и наземным объектам. Основой метода является
лазерный сканер – лидар, базирующийся на воздушном судне.
Основная функция лазера (лидар) – генерация импульсного или
непрерывного излучения, которое, отражаясь от поверхности земли или
наземных объектов и может быть использован для измерения дальности от
источника излучения до объекта, вызвавшего отражение.
Работа навигационного блока воздушного лазерного сканера основана на
взаимодействии систем спутниковых навигаций (GPS/ГЛОНАСС) и
инерциальной системы в режиме реального времени.
Лазерно – локационные данные (Point Cloud) могут быть представлены в трех
формах: в дальномерной, в форме интенсивности, в форме реального цвета.
156

157. Дальномерная форма

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Дальномерная форма представления лазерно – локационного изображения
соответствует распределению в заданном координатном пространстве
трехмерного облака лазерных точек и образует пространственный образ
объекта съемки, который доступен визуальному анализу, проведению
пространственных измерений и применения вычислительных методов
геоморфологического анализа.
157

158. Форма интенсивности

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Современные сканеры (лидары) способны регистрировать кроме
пространственных координат еще и энергию импульса отражения
(интенсивность отражения). Лазерно – локационное изображение в форме
интенсивности, по своим информационным свойствам близко к естественным
черно – белым фотографиям (аэрофотоснимкам в случае воздушного
применения), что позволяет успешно использовать их для целей визуального
распознавания объектов и камерального дешифрирования даже без
привлечения традиционных аэрофотосъемочных данных.
158

159. Форма реального цвета

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
На основе данных полученных с фото или видео камер.
159

160. Понятие мобильного лазерного сканирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Метод, позволяющий создать цифровую модель окружающего
пространства вокруг движущегося транспортного средства
посредством представления данного пространства в виде
набора точек с пространственными координатами
160

161.

СГУГиТ
Система LYNX Mobile Mapper M1
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ

162. Схема системы Lynx Mobile Mapper

СГУГиТ
Схема системы Lynx Mobile Mapper
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Система IMU
Система DMI
Система GPS
Ноутбук
Блок управления
Лазерные
сканеры
Жесткий диск
Цифровые камеры
162

163. ГНСС позиционирование для привязки данных МЛС

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
163

164. Технология мобильного лазерного сканирования

СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Планирование
съемки
Подготовка съемки
Сбор данных
Обработка данных
164