Государственные фонды пространственных данных. Лекция №03

1. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ФОНДЫ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Виды планово-картографических материалов
Требования к планово-картографическим материалам
Составление топографической основы
Характеристики планово-картографических материалов
Выбор масштаба
Цифровая картографическая информация
Старение планово-картографического материала
Методы корректировки планово-картографического материала
Способы создания карт
Фотограмметрическая технология
1

2. Сельскохозяйственное картографирование

Большое значение картография имеет в сельском хозяйстве и
землеустройстве. В землеустроительных организациях составляются
карты землепользований, сельскохозяйственных угодий и множество
других карт сельскохозяйственного назначения. Сельскохозяйственное
картографирование объединяет методы составления, оформления и
издания сельскохозяйственных карт.
2

3. Сельскохозяйственное картографирование

Задачи сельскохозяйственного картографирования, определяемые прежде
всего перспективами развития сельского хозяйства, следующие:
1) удовлетворение потребностей работников сельского хозяйства в ассортименте
полноценных карт; развертывание производства в первую очередь
крупномасштабных почвенных карт (с рекомецдациями), карт земельных угодий,
землепользования и кадастра;
2) проведение научно-исследовательских работ по дальнейшему совершенствованию
содержания карт, разработка методов генерализации специального содержания,
использованию статистических материалов;
3) обобщение опыта совершенствования сельскохозяйственных карт, создание
лучших их образцов;
4) развертывание работ по созданию разнообразных сельскохозяйственных карт
учебного и производственного назначения;
5) создание новых типов областных карт сельскохозяйственного производства
колхозов, совхозов, акционерных обществ и предприятий различных форм
собственности;
б) развертывание работ по составлению сельскохозяйственных карт во всех
административных районах России;
7) начало составления сельскохозяйственных карт и атласов во всех
сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности.
3

4. Сельскохозяйственное картографирование

Сельскохозяйственные карты– карты, основное
содержание которых составляют элементы с/х
производства, первичная переработка с/х сырья, торговля
продуктами с/х и их потребление. С/х карты входят в
группу тематических экономических карт.
Сельскохозяйственные карты подразделяются по
назначению, элементам содержания, масштабам, охвату
территории и т.п. Сельскохозяйственные карты входят в
грушту тематических: комических карт.
По назначению среди сельскохозяйственных карт могут
быть выделены учебные, обзорно-справочные, оперативнохозяйственные, научно-исследовательские.
4

5. Основные виды картографических произведений

Фотокарты – карты, совмещенные с фотоизображением.
Фотокарты создают в проекциях и разграфке, принятых для обычных карт,
они имеют одинаковую с ними основу и точность. Таким образом,
фотокарты сочетают достоинства подробным снимков с обобщенностью
карт, что чрезвычайно удобно при ориентировании на местности, научных
исследованиях, инженерных и проектно-изыскательских работах.
Цифровые карты – цифровые модели объектов, представленные в виде
закодированных в числовой форме плановых координат Х и Y и
аппликат Z.
Цифровые данные (цифровые модели) получают либо путем цифрования
содержания исходных топографических и тематических карт, либо путем
непосредственных измерений по стереофотограмметрическим моделям.
Цифровые карты существуют на машинных носителях и по сути – это лишь
логико-математические описания (представления) картографируемых
объектов и отношений между ними, сформированные в принятых для
обычных карт координатах, проекциях, системах условных знаков с учетом
правил генерации и требований к точности. Главное назначение цифровых
карт – служить основой для формирования баз данных и автоматического
составления, анализа, преобразований карт.
5

6.

Электронные карты – цифровые карты, визуализированные в
компьютерной среде с использованием программных и технических
средств в принятых проекциях, системах условных знаков при
соблюдении установленной точности и правил оформления.
Наряду с электронными картами существуют и электронные атласы –
компьютерные аналоги обычных атласов. С развитием телекоммуникаций
появилась возможность составлять и размещать огромные массивы
электронных карт и атласов в сети Интернет. Их называют Интернеткартами, Интернет-атласами, картографическими интернет-порталами.
Картографические анимации – динамические последовательности
электронных карт, которые передают на экране компьютера динамику,
эволюцию изображаемых объектов и явлений их перемещения во
времени и пространстве (например, движение атмосферных фронтов,
расширение зон осадков при прогнозе погоды и т.п.).
Анимации могут быть плоскими или объемными, стереоскопическими и
могут сочетаться с фотоизображением. В последнем случае возникает почти
полная иллюзия реальной местности. Такие изображения
называют виртуальными картами (виртуальными моделями), их создают в
компьютерной среде, используя для этого достаточно сложное
программное обеспечение.
6

7. Карты и планы для кадастра объектов недвижимости

Карты и планы, используемые при создании документации
кадастра объектов недвижимости
В Федеральном законе РФ «О государственной регистрации прав на
недвижимое имущество и сделок с ним» (ст. 12, п. 6) в качестве
объектов недвижимости названы: земельные участки, здания,
сооружения, помещения, квартиры, а также иные объекты
недвижимого имущества, прочно связанные с земельным участком;
иные объекты, входящие в состав зданий и сооружений.
Для достоверного определения месторасположение границы объекта
недвижимости, его площадь, а также качественные характеристики
почв, растительности, несущей способности грунтов и др. необходимы
геодезические, картографические и другие данные.
При создании документации кадастра объекта недвижимости можно
использовать различные картографические материалы,
представленные в виде: топографических карт и планов; планов (карт)
границ земельного участка; карт (планов) земельного участка;
кадастровых планов земельных участков; дежурных кадастровых карт;
цифровых моделей местности; электронных карт (планов).
7

8. Точность геодезических данных

Точность геодезических данных, полученных при межевании
земельных участков
В соответствии с действующими «Требованиями к оформлению
документов о межевании, предъявляемых для постановки земельных
участков на государственный кадастровый учет» при оформлении
разделов «Описание границ» и «Сведения о земельных участках»
необходимы следующие геодезические данные:
1 – плоские прямоугольные координаты межевых знаков, установленных в
поворотных точках границы объекта землеустройства;
2 – горизонтальные проложения и дирекционные углы (геоданные) между
смежными межевыми знаками;
3 – уточненная, по данным натурных измерений, площадь земельного
участка.
8

9.

Геодезические данные, перечисленные в пунктах 2 и 3, обычно
соответствуют функциям координат межевых знаков, численные
значения которых, как отмечалось ранее, могут быть получены
различными способами. Так как геодезические и картометрические
действия при отсутствии систематических сопровождаются
случайными погрешностями измерений, то точности функций
координат межевых знаков можно оценить на основе правил теории
погрешностей измерений. Приведем основное из них. Рассмотрим
некоторую функцию F, состоящую из и независимых переменных
(аргументов) х1, х2, ..., хn„, которую представим в общем виде
F=f(xhx2,...,xn) (1)
По специальным формулам оценивают достоверность геодезических
данных, учитываемых при оформлении документов о межевании
объектов землеустройства.
9

10.

Для проведения землеустроительных мероприятий требуются
планы, карты и профили, на основании которых определяется
существующее состояние земельного фонда; затем путем
экономических расчетов устанавливают потребность в составе
земель для тех или иных целей, после чего на планах и картах
проектируют объекты землеустройства и, наконец, границы
спроектированных объектов переносят на местность.
В этом сложном процессе землеустройства геодезические действия
часто выполняют параллельно с землеустроительными.
Землеустроительные работы осуществляются землеустроительными
организациями, получившие лицензии на проведение этих работ.
Порядок землеустройства устанавливается законодательством
республики.
В землеустроительном процессе важное место занимают
геодезические работы, особенно работы по определению площадей,
проектированию земельных массивов и выносу проекта в натуру.
10

11.

Для первоначального изучения местности, рекогносцировки,
обзорных целей, эскизных решений при геодезических работах
используются топографические карты масштаба 1: 10000, 1: 25000, 1:
50000, 1: 100000 и аэрофотоснимки. Карты создаются равноугольной
проекции Гаусса – Крюгера. Высоты точек местности даны от уровня
Балтийского моря, точнее, от нуля Кронштадского футштока.
Для удобства пользования картами на каждом листе нанесена
прямоугольная координатная сетка, а рамки листа карты
разбиваются на минуты и 10 секундные деления широты и долготы.
11

12.

Топографические карты создаются по материалам аэрофотосъемки или по
картографическим материалам более крупных масштабов. Точность
картографических карт характеризуется средней погрешностью (круговой) в
положении на карте местных предметов и контуров в равнинной и холмистой
местности не более 0,5мм, в горных, высокогорных и пустынных районах –
0,75мм.
Приведенные погрешности характеризуют положения контуров и местных
предметов относительно пунктов геодезических сетей, но так как
погрешности в положении этих пунктов малы, то можно считать, что
указанные значения характеризуют абсолютные погрешности в положении
контуров и местных предметов на карте.
Средние погрешности высот, подписанных на карте, зависят от характера
рельефа и могут достигать величин (в метрах), указанных в таблице 1.1.
12

13. Основные виды карт

Объекты землеустройства имеют свою специфику связанную с их
местоположением и занимаемой территорией. Работа с такими
объектами в натуре не всегда представляется возможной, и к тому же
большинство проектных решений выполняются на макетах (моделях)
этих объектов.
Модель представляет собой уменьшенную (или увеличенную) копию
моделируемого объекта с передачей максимально возможного
количества его свойств, позволяющих спрогнозировать его
параметры и поведение в реальной обстановке.
В землеустройстве в качестве моделей территорий используются
картографические материалы, а в качестве моделей объектов их
цифровые многомерные образы (ЦММ, ЦМР, облако точек и др.).
13

14. Основные виды карт

Топографи́ческая ка́рта —карта универсального назначения, на
которой подробно изображена местность.
Топографическая карта содержит сведения об опорных геодезических
пунктах, рельефе, гидрографии, растительности, грунтах, хозяйственных
и культурных объектах, дорогах, коммуникациях, границах и других
объектах местности. Полнота содержания и точность топографических
карт позволяют решать различные задачи.
Все географические карты в зависимости от масштабов условно
подразделяют на следующие типы:
топографические планы — до 1:5 000 включительно;
крупномасштабные топографические карты — от 1:10 000 до 1:200 000
включительно;
среднемасштабные топографические карты — от 1:200 000 (не включая)
до 1:1 000 000 включительно;
мелкомасштабные топографические карты — менее (меньше) 1:1 000
000.
14

15. Основные виды карт

Фотокарты – карты, совмещенные с фотоизображением.
Фотокарты создают в проекциях и разграфке, принятых для обычных
карт, они имеют одинаковую с ними основу и точность. Таким образом,
фотокарты сочетают достоинства подробным снимков с обобщенностью
карт, что чрезвычайно удобно при ориентировании на местности, научных
исследованиях, инженерных и проектно-изыскательских работах.
Цифровые карты – цифровые модели объектов, представленные в
виде закодированных в числовой форме плановых координат Х и Y и
аппликат Z.
Цифровые данные (цифровые модели) получают либо путем цифрования
содержания исходных топографических и тематических карт, либо путем
непосредственных измерений по стереофотограмметрическим моделям.
Цифровые карты существуют на машинных носителях и по сути – это
лишь логико-математические описания (представления)
картографируемых объектов и отношений между ними, сформированные
в принятых для обычных карт координатах, проекциях, системах
условных знаков с учетом правил генерации и требований к точности.
Главное назначение цифровых карт – служить основой для
формирования баз данных и автоматического составления, анализа,
15

16.

Электронные карты – цифровые карты, визуализированные в
компьютерной среде с использованием программных и технических
средств в принятых проекциях, системах условных знаков при
соблюдении установленной точности и правил оформления.
Наряду с электронными картами существуют и электронные атласы –
компьютерные аналоги обычных атласов. С развитием
телекоммуникаций появилась возможность составлять и размещать
огромные массивы электронных карт и атласов в сети Интернет. Их
называют Интернет-картами, Интернет-атласами, картографическими
интернет-порталами.
Картографические анимации – динамические последовательности
электронных карт, которые передают на экране компьютера
динамику, эволюцию изображаемых объектов и явлений их
перемещения во времени и пространстве (например, движение
атмосферных фронтов, расширение зон осадков при прогнозе погоды
и т.п.).
Анимации могут быть плоскими или объемными, стереоскопическими и
могут сочетаться с фотоизображением. В последнем случае возникает
почти полная иллюзия реальной местности. Такие изображения
16

17. Карты и планы для кадастра объектов недвижимости

Карты и планы, используемые при создании документации
кадастра объектов недвижимости
В Федеральном законе РФ «О государственной регистрации прав на
недвижимое имущество и сделок с ним» (ст. 12, п. 6) в качестве
объектов недвижимости названы: земельные участки, здания,
сооружения, помещения, квартиры, а также иные объекты
недвижимого имущества, прочно связанные с земельным участком;
иные объекты, входящие в состав зданий и сооружений.
Для достоверного определения месторасположение границы объекта
недвижимости, его площадь, а также качественные характеристики
почв, растительности, несущей способности грунтов и др. необходимы
геодезические, картографические и другие данные.
При создании документации кадастра объекта недвижимости можно
использовать различные картографические материалы,
представленные в виде: топографических карт и планов; планов (карт)
границ земельного участка; карт (планов) земельного участка;
кадастровых планов земельных участков; дежурных кадастровых карт;
цифровых моделей местности; электронных карт (планов).
17

18. Точность геодезических данных

Точность геодезических данных, полученных при межевании
земельных участков
В соответствии с действующими «Требованиями к оформлению
документов о межевании, предъявляемых для постановки земельных
участков на государственный кадастровый учет» при оформлении
разделов «Описание границ» и «Сведения о земельных участках»
необходимы следующие геодезические данные:
1 – плоские прямоугольные координаты межевых знаков, установленных
в поворотных точках границы объекта землеустройства;
2 – горизонтальные проложения и дирекционные углы (геоданные) между
смежными межевыми знаками;
3 – уточненная, по данным натурных измерений, площадь земельного
участка.
18

19.

Геодезические данные, перечисленные в пунктах 2 и 3, обычно
соответствуют функциям координат межевых знаков, численные
значения которых, как отмечалось ранее, могут быть получены
различными способами. Так как геодезические и картометрические
действия при отсутствии систематических сопровождаются
случайными погрешностями измерений, то точности функций
координат межевых знаков можно оценить на основе правил теории
погрешностей измерений. Приведем основное из них. Рассмотрим
некоторую функцию F, состоящую из и независимых переменных
(аргументов) х1, х2, ..., хn„, которую представим в общем виде
F=f(xhx2,...,xn) (1)
По специальным формулам оценивают достоверность геодезических
данных, учитываемых при оформлении документов о межевании
объектов землеустройства.
19

20. История картографии

Простейшие
картографические
рисунки были
известны уже в
условиях
первобытного
общества, ещё до
зарождения
письменности.
Рисунок местности на мамонтовом
бивне. XIII тыс. лет до н.э.
20

21. История картографии

Карта Эратосфена.
Картография развивалась совершенно независимо в нескольких частях света.
Например, на картах в Мексике дороги отображались отпечатками ног,
древние эскимосы вырезали береговые карты на слоновой кости, инки
строили рельефные карты из глины и камней.
В III в. до н.э. древнегреческий ученый Эратосфен написал книгу
"Географика", впервые применив термины "география", "широта" и "долгота".
21

22. История картографии

Изображение географических
координат в виде правильной сетки с
равными интервалами,
приписываемое греческому астроному
Гиппарху, использовалось
прославленным греческим
картографом Птолемеем, жившим во 2
в. н.э. в Александрии.
Карта Птолемея.
Птолемей составил подробную карту Земли, подобной которой никто до
него еще никто не создавал. На ней были изображены три части света:
Европа, Азия и Ливия (как тогда называли Африку), Атлантический (Западный)
океан, Средиземное (Африканское) и Индийское моря.
Восемь тысяч точек от Атлантического до Индийского океана были
нанесены по координатам, положение некоторых из них было определено
астрономически, а большинство нанесено по маршрутам
22

23. История картографии

Значительный прогресс в
картографии был достигнут в
Китае: составлявшиеся там в
12 в. карты превосходят
любые другие, относящиеся к
этому времени. Именно
Китаю принадлежит заслуга
выпуска первой печатной
карты.
Вершиной средневековой картографии можно
считать небольшой глобус, изготовленный
Мартином Бехаймом и показывающий мир таким,
каким он представлялся перед открытием Америки
23

24. Глобус, как модель Земли

Первый упоминаемый в
литературе земной глобус - глобус
Кратеса из Пергамы - был сделан
во II в. до н. э.
Первым из сохранившихся
считается глобус, изготовленный в
1492 г. немецким географом М.
Бехаймом.
Изображение Земли на глобусе имеет свойства
равномасштабности, равновеликости и равноугольности. Т.е
все линейные размеры даются на нем с одинаковым
уменьшением, формы фигур подобны действительным
очертаниям на земной поверхности, а площади всех объектов,
показанных на глобусе, пропорциональны их
действительным площадям на земном шаре.
24

25. История картографии

Развитие печатного дела
революционизировало
картографию, сделав
карты гораздо более
доступными.
Центральную роль в
этом процессе сыграл
Герард Меркатор (1512–
1594), который уточнил
положение многих
пунктов на карте мира,
разработал
картографические
проекции и создал атлас,
опубликованный уже
после его смерти.
Проекция Меркатора.
Меркатор создал карту в проекции, позволяющую
морякам ходить согласно фиксированному
направлению, так называемому румбу.
25

26. История картографии

Карта юго-восточных районов
Соединенных Штатов,
датируемая примерно 1585.
Показаны часть глубоко
изрезанного побережья
Флориды, простирающегося с
юго-запада на северо-восток,
и острова у ее берегов.
Площадь карты пересечена прямыми линиями, радиально расходящимися
от розы компаса и указывающими азимуты. После того как в употребление
вошли компасы, мореплаватели с помощью таких карт могли держать курс в
открытом море.
Христофор Колумб впервые предложил практически использовать
шарообразность Земли, чтобы западным путем достичь берегов Индии.
26

27. История картографии

Петр I считал делом государственной
важности составление карты России,
которая помогла бы в освоении
малоизвестных районов страны.
По личному указу Петра I два геодезиста Федор Лужин и Иван Евреинов были
посланы в 1719 г. на Северо-Восток
(Дальний Восток). Им, надлежало
выяснить, "сошлась ли Америка с Азией".
До этого, отправляя в Персию Волынского (1715 г.), Петр I приказал ему
выяснить, "нет ли какой реки из Индии", которая впадала бы в Каспийское
море, а гвардии майору И. Лихачеву исследовать (1718 г.) Иртыш, озеро
Зайсан, Черный Иртыш.
27

28. История картографии

В Китае был изобретен магнитный
компас. Он, поворачиваясь, все
время указывает путникам сторону
юга, а это, когда закрыто Солнце и
не видно звезд, спасает их от
многих бед, выводя к колодцам и
направляя по верному пути"
Современная топографическая съемка в масштабах целой
страны была начата во Франции в 18 в. В 19 в. отмечаются
заметные успехи в мелкомасштабном картографировании
и особенно в развитии количественной картографии. В
нашем столетии широко распространилось использование
аэрофотоснимков.
28

29. Использование компьютерных технологий

В виду богатства возможностей обработки и представления
картографической информации возникло новое направление под
названием Географические Информационные Системы или ГИС.
ГИС обладает уникальной способностью выявлять скрытые
взаимосвязи и тенденции, которые трудно или невозможно заметить,
используя привычные бумажные карты. Мы видим новый,
качественный, смысл наших данных, а не механический набор
отдельных деталей.
29

30. Карты

Карта является давним методом географических
исследований.
Карты служат как для научного и практического
отображения явлений и объектов глобального и
регионального масштабов, так и для чисто иллюстративных,
а также учебных целей.
Карта - это математически определенное, уменьшенное,
генерализованное изображение поверхности Земли, другого
небесного тела или космического пространства,
показывающее расположенные или спроецированные на них
объекты в принятой системе условных знаков.
При этом под объектами понимаются любые предметы,
явления или процессы, изображенные на картах.
30

31. Элементы карты

Под элементами карты
понимается само
картографическое
изображение,
математическая основа
карты, ее легенда,
вспомогательное оснащение
и дополнительные данные.
Основным элементом карты является картографическое
изображение, передающее содержание карты, то есть совокупность
сведений об объектах, нанесенных на карту, их размещении,
свойствах, взаимосвязях и динамике.
31

32. Свойства карт

Выделяются следующие свойства карт:
Пространственно-временное подобие картографического изображения и
объекта
Содержательное соответствие карты и реальности
Свойство абстрактности
Свойство избирательности и синтетичности
Метричность
Однозначность
Непрерывность
Наглядность
Обзорность
32

33. Карта и атлас

Территория характеризуются массой различных параметров.
Наиболее эффективным является использование не отдельных карт
а комплексных атласов, дающих систематическое картографическое
представление о территории и ее освоении.
Атлас является собранием карт, выполненных по единой программе.
33

34. Географическая карта

Географическая карта — карта земной поверхности, показывающая
размещение, состояние и связи различных природных и
общественных явлений, их изменения во времени, развитие и
перемещения.
34

35. Топографическая карта

Топографическая карта — уменьшенное и обобщенное
изображение земной поверхности, созданное по единой
математической основе и оформлению, передающее
размещение и свойства основных природных и
социально-экономических объектов местности.
35

36. Картографические проекции

Картографическая проекция - способ перехода от реальной,
геометрически сложной земной поверхности к плоскости карты.
Процедура создания картографической проекции состоит из двух
этапов:
переход к математически правильной фигуре эллипсоида или шара
проецирование полученного изображения на плоскость.
Все этапы такого "перенесения" реальной поверхности на карту
совершаются в соответствии со строгими математическими
правилами.
36

37. Форма Земли

Эллипсо́ид - поверхность в трёхмерном пространстве, полученная
деформацией сферы вдоль трёх взаимно перпендикулярных осей.
Каноническое уравнение эллипсоида в декартовых координатах,
совпадающих с осями деформации эллипсоида:
37

38. Форма Земли

Эллипс и его элементы
Автор
определения
Бессель
Кларк
Хейфорд
Красовский
Установление размеров земного эллипсоида,
наиболее близко подходящего по своей форме и
размерам к фактической фигуре Земли, имеет
большое практическое значение. Если размеры
земного эллипсоида будут установлены неверно,
то это приведет к неверным исчислениям при
проектировании на его поверхность (а
следовательно, и при изображении на картах)
всех длин линий и размеров площадей по
сравнению с их действительными размерами на
уровенной поверхности Земли.
Страна, где
опубликованы Год определения
определения
Германия
1841
Англия
1880
США
1910
СССР
1940
Большая
полуось
Сжатие
6 377 397
6 378 249
6 378 388
6 378 245
1 : 299,2
1 : 293,5
1 : 297,0
1 : 298,3
38

39. Форма Земли

Физическая поверхность
Земли, представляет собой
сложные сочетания
возвышенностей и
низменностей, гор и долин
39

40. Геодезические датумы

Геодезический датум - это
референц эллипсоид плюс его
расположение и ориентация
относительно ссылочного каркаса
(структуры) местности. В то
время как сфероид
аппроксимирует форму Земли,
датум определяет положение
сфероида относительно центра
Земли.
Локальный датум центрирует сфероид таким образом, что он наилучшим
образом описывает поверхность Земли для какой-то конкретной
территории.
40

41. Картографические проекции

Географическое положение точек земной
поверхности определяется их координатами.
При построения картографического изображения
фактически решается математическая задача,
которая заключается в проектировании на
плоскость (карту) шарообразной поверхности
Земли при строгом соблюдении однозначного
соответствия между координатами точек на
земной поверхности и координатами их
изображения на карте.
Такой способ отображения называется
картографической проекцией.
41

42.

Картографическая проекция — математически определенный
способ отображения поверхности эллипсоида на плоскости.
42

43. Искажения

В любой проекции существуют искажения, они бывают четырех
видов:
искажения длин
искажения углов
искажения площадей
искажения форм
43

44. Проекции карт

Цилиндрическая, конусная и плоскостная проекции
44

45.

так выгляди земля в прямоугольной
проекции
А вот так в конической
45

46. Проекции

Равновеликая
цилиндрическая
проекция.
Равнопромежуточная
цилиндрическая
проекция.
46

47. Проекции

Равноугольная
цилиндрическая
проекция
47

48.

Комбинированная равновеликая проекция с разрывами, в которой низкие
широты изображаются в синусоидальной проекции, а высокие – в проекции
Мольвейде (псевдоцилиндрической). Часто карты в такой проекции даются в
«сжатой форме», когда области, показанные на рисунке штриховкой,
исключены.
48

49. О выборе проекций

Общая длина пути на этих двух рисунках одинакова.
На нижнем показана ортодромия
49

50.

Проекция Меркатора.
Хотя и весьма полезная
для морских
навигационных карт,
приполярные области
отображает с
большими
искажениями.
Например, на этой
карте сильно
преувеличен размер
Гренландии, которая в
действительности
меньше Аравийского пова.
50

51. Со сферы на плоскость

При создании карт применяют самые
разнообразные проекции. Точки земной
поверхности проектируют на плоскости,
конусы, цилиндры, многоугольники или
сразу же на поверхности нескольких
совмещенных фигур. При этом Земля
принимает самый разнообразный вид.
51

52. Системы координат

При определении координат на
поверхности земли используется две
системы:
- геодезическая система координат
- прямоугольная система координат
52

53. Системы координат в фотограмметрии

Координатные системы применяемые в фотограмметрии можно
1.
2.
условно разделить на две группы, различающиеся областью
применения, выбором начала координат и направлениями
координатных осей.
Координатные системы местности
Координатные системы снимка
Координатные системы местности используются для определения
пространственного положения точек местности.
К ним относятся как левые геодезические (Гаусса, UTM, местная и др.),
так и правые фотограмметрические.
В левой (французской) координатной системе последовательное
преобразование осей X —>Y —*Z —>X выполняется путем вращения их по
часовой стрелке
В правой (английской) системе тот же результат достигается при вращении
против часовой стрелки.
53

54. Системы координат в фотограмметрии

Геоцентрическая система координат O'X'Y'Z' используется при
решении фотограмметрических задач на большие расстояния, при
выполнении космических исследований и т. п.
Ее начало О' совпадает с центром земного эллипсоида, ось O'Z'
направлена вдоль его оси вращения, плоскость O'X'Y' располагается
в плоскости экватора, ось О'Х' установлена в плоскости начального
меридиана.
Положение точки земной
поверхности А в этой системе
определяется прямоугольными
координатами:
Xг=А"А’,
Уг=О’А",
Zг= А’А.
54

55. Системы координат в фотограмметрии

Геодезическая система координат Гаусса OгXгYгZг используется
для определения положения точек местности, пунктов опорной
геодезической сети и представления результатов
фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки.
Ее начало Ог совмещено с точкой пересечения осевого меридиана
зоны и экватора, ось ОгХг - с осевым меридианом, а ось OrYr
направлена на восток.
Положение точки местности А характеризуется координатами Хг =
А"А’ Yr = ОгА", Zr = A’ A
55

56. Системы координат в фотограмметрии

Разновидностью геодезической системы координат является
условная (местная) система координат, которая может иметь
началом любую точку местности, а ее оси параллельны
соответствующим осям системы координат Гаусса.
56

57. Системы координат в фотограмметрии

Фотограмметрическая система координат OXYZ служит для
определения положения точки в пространстве по снимкам.
Она выбирается так, чтобы зависимости между координатами
соответственных точек снимка и местности имели наиболее простой
вид.
Ее начало совмещается с произвольной точкой (например, с точкой
местности А или с центром проекции), а координатные оси
направляются так, чтобы система оставалась прямоугольной и
правой.
Обычно ось ОХ совмещают с направлением маршрута.
Положение точек в фотограмметрической системе определяется
координатами X, У' и Z
57

58. Системы координат в фотограмметрии

58

59. Масштаб

Масштаб карты - отношение длины линии на
карте к длине соответствующей линии на
земной поверхности.
59

60. Координатная сетка

Сеть координатных линий — плоское
изображение сети соответствующих
линий на земном эллипсоиде. Сетка
служит остовом для построения
картографического изображения
измерения направления линий
относительно стран света, вычислять
масштабы в любом месте карты.
60

61. Номенклатура и разграфка топографических карт

61

62. Номенклатура и разграфка топографических карт

Разграфка и номенклатура топографических карт
В основе разграфки[1] и номенклатуры[2] топографических карт лежит карта 1:1 000
000, листы которой образуют 4° ряды по параллелям и 6° колонны — по меридианам.
Колонны нумеруются от 180° меридиана. Ряды обозначаются заглавными буквами
латинского алфавита от экватора к югу и северу, начиная с буквы A. Колонны
нумеруются арабскими цифрами с запада на восток. Первая колонна начинается со
180° меридиана.
Номенклатура листа масштаба 1:1 000 000 состоит из буквы ряда и номера колонны.
Для карты южного полушария после номенклатуры записывается «ЮП».
Номенклатура и разграфка топографических карт более крупных масштабов строится
следующим образом. Каждый лист карты масштаба 1:1 000 000 делится на 4 листа
карты масштаба 1:500 000 (обозначается заглавными, русскими буквами: А, Б, В, Г),
или на 36 листов масштаба 1:200 000 (обозначается римскими цифрами: I, II …
XXXVI), или на 144 листа масштаба 1:100 000 (обозначается арабскими цифрами от 1
до 144).
Разграфка карты масштаба 1:1 000 000 на карты масштаба 1:300 000 делается
делением листа 1:1 000 000 на 9 частей, которые обозначаются римскими цифрами
(I—IX), и выносится вперед номенклатуры. Лист 1:100 000 делится меридианами и
параллелями на 4 листа масштаба 1:50 000 (20″ по широте и 30″ по долготе), которые
обозначаются заглавными русскими буквами: А, Б, В, Г. Лист масштаба 1:50 000
делится на 4 листа 1:25 000 (обозначаются строчными русскими буквами: а, б, в, г).
Карта масштаба 1:25 000 делится на 4 листа масштаба 1:10 000 (обозначаются
62

63. Номенклатура и разграфка топографических карт

Разграфка и номенклатура листов карты масштаба 1:1 000 000
Листы карт масштабов 1:1 000 000 - 1:10 000 ограничены меридианами и
параллелями, протяжение дуг которых зависит от масштаба карты.
63

64. Стандартные размеры листов карт различных масштабов

Кол-во листов на
Пример
1 лист
Масштаб карты
номенклатуры листа
1:1 000 000
Размеры листа
по широте
по долготе
На местности соответствует
длине боковой площади листа,
рамки листа, км
кв. км
1:2 000
N-37-144-(256-в)
2304 (план)*
25"
37,5"
1
1:5 000
N-37-144-(256)
256 (план)*
1'15"
1'52,5"
4
1:10 000
N-37-144-Г-г-4
64*
2'30"
3'45"
16
1:25 000
N-37-144-Г-г
16*
5'
7'30"
9
75
1:50 000
N-37-144-Г
4*
10'
15'
18
300
1:100 000
N-37-144
144
20'
30'
37
1200
1:200 000
N-37-XXVI
36
40'
1°
74
5000
1:500 000
N-37-A
4
2°
3°
220
44000
1:1 000 000
N-37
1
4°
6°
440
175000
64

65. Номенклатура и разграфка топографических карт

Расположение, порядок нумерации и
обозначения листов карт
масштабов 1:50 000 – 1:500 000 на
листе карты 1:1 000 000.
Разграфка и номенклатура
листов карт масштаба 1:50 000 и
1:25 000 на листе карты 1:100 000
65

66. Критерии классификации карт

По тематике выделяются:
общегеографические
тематические карты
По масштабу карты делятся на следующие категории:
планы - 1 : 5 000 и крупнее,
крупномасштабные карты - 1 : 10 000 - 1 : 200 000,
среднемасштабные карты - 1 : 200 000 - 1 : 1 000 000,
мелкомасштабные карты - мельче 1 : 1 000 000.
66

67. Использование карт

Выделяются следующие группы приемов использования карт:
1.
2.
3.
4.
описания по картам - словесная (письменная или устная)
интерпретация информации карты для определенных целей;
графические приемы - построение на основании карт различного рода
профилей, графиков, диаграмм и проч.;
графоаналитические приемы - измерения по картам координат, длин,
высот, площадей, различных показателей форм и размеров объектов и
т.п.;
приемы математико-картографического моделирования - построение и
анализ моделей на основании данных, снятых с карты.
67

68. Использование карт

По уровню автоматизации и механизации работ с картой выделяются
1.
2.
3.
4.
следующие виды:
визуальный анализ - чтение карт, зрительное сопоставление и
оценка объектов;
инструментальный анализ - с применением измерительных
приборов и механических устройств (циркулей, курвиметров,
планиметров и т.д.);
полуавтоматические (автоматизированные) исследования применение автоматических устройств и компьютеров для снятия
данных с карт, их обработки, анализа и преобразования;
автоматические исследования - полная автоматизация всего
процесса использования карт.
68

69. Требования к точности геодезических работ

При геодезических работах проводятся измерения, графические
построения и аналитические расчеты, которые неизбежно
сопровождаются погрешностями. Поэтому абсолютно точных
геодезических работ не существует.
Погрешности определения координат межевых знаков, поворотных
точек земельных участков и дирекционных углов их сторон ведут к
искажению размеров и форм участков.
Точность выполнения геодезических работ при землеустройстве
зависит от взятой исходной основы, выбранного способа измерения,
применяемого при этом геодезического прибора и квалификации
исполнителя, а также от физико-географических условий местности и
погоды.
Геодезические работы должны осуществляться в соответствии с
заданием на их проведение, но так, чтобы обеспечивали точностные
требования и экономическую целесообразность.
Требования к точности геодезических работ различают в зависимости
от хозяйственного значения участков, на которых они выполняются, и
их особенностей.
69

70.

Таблица 1.2. Значения среднеквадратических погрешностей для различных земель
70

71.

Из таблицы следует, что более точно определяют положения
межевых
знаков и точек для земель поселений и промышленности. Менее
точно для других земель.
Приведенные погрешности необходимо учитывать при планировании,
организации и проведении геодезических работ.
Пример:
Исполнитель при выносе в натуру
проектных точек применяет способ
полярных координат, т.е. положение
проектной точки P получает путем
построения проектного угла β и
откладывании по полученному
направлению проектного расстояния Д
(рис. 1.1). По заданию положение
проектной точки должно
характеризоваться
среднеквадратической погрешностью не
более 0,2м.
71

72.

Тогда, зная из теории погрешностей формулу вычисления
среднеквадратической погрешности положения точки mp, при этом
способе можно применить тот или иной прибор и соответствующую
технологию геодезических работ. Формулу вычисления
среднеквадратической погрешности положения точки имеет вид
где mC – среднеквадратическая погрешность положения исходного
пункта; mД – среднеквадратическая погрешность измерения проектного
расстояния Д; mβ - среднеквадратическая погрешность измерения угла β;
Д – проектное расстояние.
72

73.

Для расстояния Д = 200м и исходного пункта с погрешностью mC =
0,1м
можно применить тахеометр 3Та5 (mβ = 5''; mД = 0,005м), но нельзя
теодолит Т30 и нитяной дальномер (mβ = 30''; mД = 0,67м), т.к.
погрешности будут: mp = 0.03м и mp = 0,82м.
Таким образом, по требованиям к точности производится выбор
способа работ и соответствующих приборов.
73

74. Способы создания карт

Создание топографических и тематических карт осуществляется
двумя путями:
полевое картографирование (проведение полевых съемочно-
картографических работ, выполняемое обычно в крупных масштабах)
камеральное картографирование (лабораторное составление карт по
различным источникам в т.ч. По материалам ДЗЗ, как правило в средних
и мелких масштабах).
Полевое топографическое картографирование выполняют с
использованием топографической инструментальной съемки.
Правила и порядок съемки регламентируются стандартными
положениями, руководствами и инструкциями.
Преимущества – высокая геометрическая точность, детальность и
полнота получаемой информации.
Недостатки – низкая производительность и высокая стоимость работ.
Тематические съемки (геологические, почвенные, геоботанические и
др.) так-же выполняются по соответствующим государственным и
ведомственным инструкциям, определяющим требования к картам,
их содержание и весь порядок ведения съемочных работ.
74

75. Камеральное картографирование

Камеральное картографирование состоит в обработке данных
полевых съемок, сводке и обобщении крупномасштабных карт, и
материалов ДЗЗ и материалов дешифрирования, и других
источников в соответствии с содержанием и назначением
создаваемой карты.
Первый этап камеральной работы — проектирование карты,
разработка ее концепции, составление программы,
подготовка всей необходимой документации. Этот этап
завершается созданием проекта (программы) карты и включает
следующие процессы:
формулировка назначения и определение требований к карте;
подбор, анализ и оценка источников для составления;
изучение территории и особенностей картографируемых явлений;
подготовка программы карты.
75

76. Программа создания карт

Обычно программа карты включает следующие разделы:
назначение карты;
математическая основа;
содержание карты;
способы изображения и оформления;
принципы генерализации;
информационная база, источники и указания по их исполь-
зованию;
географическая характеристика территории;
технология изготовления карты.
76

77. Фотограмметрические способы

В землеустройстве фотограмметрия используется для создания
ортофотопланов путем трансформирования снимков поверхности
земли из центральной проекции в ортогональную с одновременным
построением трехмерной модели рельефа и создания по ним
топографических карт и ГИС.
Основная задача фотограмметрии — топографическое и
специальные виды картографирования.
77

78. Фотограмметрия и ее связи с другими дисциплинами

ФО̀ТОГРАММЕ́ ТРИЯ - Наука, занимающаяся
определением формы, размеров и положения объектов в
пространстве по их фотографическим и иным
изображениям.
ФОТО… [< греч. phōs (phōtos) свет]. Составная часть
слов, имеющих отношение к воздействию света (напр.
Фотокарточка, фотоизображение).
…ГРАММА [< греч. gramma письменный знак, черта,
линия]. Применительно к фотограмметрии
подразумевается запись изображения на различные
носители (напр: фотопленка, фотобумага и т.п.).
…МЕ́ ТРИ́Я [< греч. metreō измеряю]. Конечная составная
часть сложных слов, соответствующая по значению слову
измерение (напр:, геометрия, аксиомертрия).
78

79.

Современная фотограмметрия органически связана с геодезией,
топографией и картографией. Она как техническая наука тесно
связана с науками физико-математического цикла, достижениями
радиоэлектроники, вычислительной техники, приборостроения,
фотографии.
Фотограмметрия имеет практически неограниченные возможности
при картографировании территорий (фототопография); изысканиях,
проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных
сооружений (инженерная фотограмметрия); в космических
исследованиях (космическая фотограмметрия), при исследовании
микрообъектов (микрофотограмметрия).
79

80. Фотограмметрия и ее связи с другими дисциплинами

Географическая карта —
это изображение земной
поверхности, в ортогональной
проекции, содержащее
координатную сетку с условными
знаками на плоскости в
уменьшенном виде.
Топографи́ческая ка́рта — это
карта универсального
назначения, на которой подробно
изображена местность.
80

81. Ортогональная проекция

Снимки полученные в центральной проекции из-за ряда свойственных им
искажений не могут быть непосредственно использованы для целей
картографии, поэтому они должны быть переведены в ортогональную
проекцию.
Ортогональная проекция – это проецирование объектов на плоскость
отвесными лучами.
81

82. Изготовление ортофотопланов

82

83. Выходная продукция

Ортофотопланы и цифровые карты.
83

84. Классификация съёмочных систем

При всём многообразии типов съёмочных систем они решают одну
задачу – получение модели местности (снимка), обеспечивающую
пользователя необходимой и достаточной информацией.
Классифицировать съёмочные системы можно по различным
критериям:
• По типу летательного аппарата на котором установлена съёмочная
аппаратура - воздушные и космические;
84

85. Фотографические съемочные системы

Схема построения
изображения в кадровых АФА,
показана на рисунке.
В кадровых АФА имеется
плоская поверхность, на которой
строится изображение,
неподвижный относительно нее
объектив, оптическая ось
занимает неизменное
положение, изображение
строится в центральной
проекции. Экспонирование
площади снимка происходит
одномоментно.
85

86.

86

87.

На переходном этапе использовали технологию перевода
аналоговых изображений в цифровой с помощью специальных
сканирующих устройств (фотограмметрических сканеров).
Цветной фотограмметрический сканер «Дельтаскан»
Существует несколько различных моделей сканера на единой
механической базе. Все сканеры имеют одинаковое разрешение,
геометрические и радиометрические параметры.
87

88. Цифровые кадровые аэрофотосъемочные камеры

Полноформатные цифровые камеры
88

89. Носители съемочной аппаратуры

В качестве основных носителей съёмочной аппаратуры применяют
самолёты: АН -2, АН -30, ИЛ -20М. В некоторых случаях съёмку
производят с вертолётов, мотодельтапланов, воздушных шаров и
иных летательных аппаратов.
89

90. Носители съемочной аппаратуры

90

91. Аэрофотосъемка

Перед вылетом
91

92. Аэрофотосъемка

92

93. Транспортировка и сборка летательного аппарата

93

94. Носители съемочной аппаратуры

Беспилотные аппараты (БПЛА)
94

95.

95

96.

• Прокладка траектории полета БПЛА
• Процесс планирования полетного задания можно автоматизировать.
Обычно эти обязанности берет на себя оператор, задавая точки GPS
через которые полетит самолет. Оператор должен задать высоту полета и
межмаршрутное расстояние.
• Обычно реальная траектория полета немного расходится с
запланированной
96

97. Понятие о космической съёмке Земли

Прием данных на универсальные станции «УниСкан»
1995
RADARSAT-1
–
2011...
2007
–
2010
2017...
–
2020...
ENVISAT
TerraSAR-X
RADARSAT-2
TanDEM-X
Прием реализован
COSMO-1
Прием
протестирован,
готов к внедрению
COSMO-3
COSMO-4
COSMO-2
Прием
может быть внедрен
после запуска программы
Метеор-М
ЭЛСАР
(Россия)
RISAT-1
97

98. Google: географическая революция достигла апогея

Высокое
пространственное
разрешение
позволяет решать
широкий круг задач
98

99. Визуальный метод дешифрирования

При всех видах картографирования
важнейшим этапом является
топографическое и тематическое
дешифрирование исходного материала аэро- и космических снимков.
Аэрофотоснимок сельской местности:
1. залежи, подверженные
плоскостной и линейной эрозии;
2. поливная пашня с различной
степенью увлажненности;
3. суходольная пашня;
4. река;
5. скотный двор;
6. следы прогона скота;
7. полевая дорога
99

100. Использование современных съемочных технологий

Составление топографических карт. Возможности топографи-
ческого картографирования по космическим снимкам определяются
прежде всего их разрешением, доступностью для стереоскопической
обработки и дешифрируемостью (распознаваемостью) объектов
местности.
Отечественные спутники системы «Ресурс-Ф» имеют разрешение черно-
белых снимков — 2—5 м, а цветных спек-трозональных — 10—12 м.
Американская съемочная система «Тематический картограф»,
установленная на спутнике «Ландсат», дает 30-метровое (новейшие
съемочные системы имеют канал с 15-метровым разрешением), а
аппаратура французского спутника СПОТ — 10—20-метровое
разрешение. Такие материалы считают пригодными для составления
крупномасштабных топографических карт, начиная смасштабов 1:25
000—1:50 000. При этом бывает необходимо частичное наземное
дешифрирование. Для составления обзорно-топографических И
обзорных карт используют съемки смень--
100

101.

PHOTOMOD VectOr. Цифровая карта
101

102.

Составление тематических карт. Принципиальная новизна ме-
тодики картографирования состоит в том, что использование
космических материалов позволяет составлять
мелкомасштабные тематические карты, минуя этап
крупномасштабного картографирования. Так, в России по
материалам космических съемок составляют мелкомасштабные
геологические, тектонические, геоботанические, ландшафтные и
другие карты (1:2 500 000, 1:5 000 000, 1:10 000 000), хотя территория
страны еще не полностью покрыта наземными съемками в крупных
масштабах.
102

103.

Изготовление фотокарт. Фотокартографические изображения все шире
используются в научной и практической деятельности. Для их создания
снимки преобразуют в картографическую проекцию, устраняя
геометрические искажения, проводят фотограмметрическую обработку и
монтирование соответственно разграфке топографических карт крупных,
средних и мелких масштабов (1:10 000— 1:1 000 000). Затем наносят
координатные сетки, горизонтали, населенные пункты, объекты местности,
надписи, а также элементы зарамочного оформления. Потребность в
фотокартах, составленных по аэро- и космическим снимкам, высока. Если
немного упростить их, отказавшись от изображения рельефа, то изготовить
такие карты можно довольно быстро, что особенно ценно для
малоизученных и труднодоступных территорий.
Наряду с топографическими, создают мелкомасштабные тематические
фотокарты и так называемые фотопортреты обширных территорий (в
масштабах 1:2 000 000 и мельче). На них цветное изображение местности,
приближенное к натуральному виду, дополнено элементами тематического
содержания, например контурами геологических структур, ландшафтов,
обозначениями экологически значимых объектов и т.п.
103

104.

Составление оперативных карт — еще один важный вид ис-
пользования космических материалов.
Для этого проводят быструю автоматическую обработку
поступающих дистанционных данных и преобразование их в
картографический формат. Наиболее известны оперативные
метеорологические карты. В оперативном режиме и даже в реальном
масштабе времени можно составлять карты лесных пожаров,
наводнений, развития неблагоприятных экологических ситуаций и
других опасных природных явлений. Космофотокарты применяют для
слежения за созреванием сельскохозяйственных посевов и прогноза
урожая, наблюдения за становлением и сходом снежного покрова на
обширных пространствах и тому подобными ситуациями, сезонной
динамикой морских льдов.
104

105. Лекция окончена

Благодарю за внимание
105