Создание топографических планов масштаба 1:2000 по данным аэрофотосъемки и лазерного сканирования на территорию Большого Сочи

В ноябре-декабре 2009г. нашим предприятием были выполнены работы по созданию и обновлению цифровых топографических планов (ЦТП) масштаба 1:2000 на территорию г. Сочи

В качестве исходных данных использовались цветные цифровые аэрофотоснимки масштаба 1:6 000 с fk=152 мм и цифровая модель рельефа в виде облаков точек формата *.dxf в местной системе координат и Балтийской системе высот 1977г., включающая все точки воздушного лазерного сканирования класса "земля".

 

Данная работа была проделана на базе ПО ArcGIS фирмы ESRI. В качестве хранения баз данных был выбран SQL-server 2005 на отдельном сервере с ArcSDE. Это позволило одновременно создавать ЦТП 16 специалистам в одном наборе данных.

В процессе создания (обновления) ЦТП нами был выполнен следующий комплекс работ:

  • создание горизонталей средствами ArcMap (модуль  Spatial Analyst) по цифровой модели рельефа;
  • камеральное и полевое дешифрирование по ортофотопланам;
  • создание и обновление ЦТП по материалам полевого дешифрирования в ArcMap;
  • разработка таблицы соответствия кодов условных обозначений ЦТП ПО «Нева» и ArcMap и создание на ее основе программы-конвертера;
  • конвертация готовых ЦТП в формате ArcGIS  в формат ПО "Нева";
  • конвертация готовых ЦТП в формате ПО "Нева" в формат ПО "MapInfo".

Создание рельефа

Горизонтали для ЦТП созданы на основе точек воздушного лазерного сканирования путем преобразования их средствами ArcMap. Для начала на основе точек создали цифровую модель рельефа в виде растрового изображения с помощью ArcToolbox, Topo to Raster.

Затем на основе полученной цифровой модели рельефа создали горизонтали с сечением 1 м при помощи Spatial Analyst Tools из набора ArcToolbox.

 

В дальнейшем эти горизонтали скорректировали в зависимости от планово-высотной основы ЦТП, точек лазерного сканирования, которые использовались в качестве отметок высот и результатов полевого обследования. Рельеф согласовали с изменившимися или вновь появившимися элементами гидрографии, контурной части и инженерно-техническими сооружениями, после проведения дешифрирования.

Камеральное и полевое дешифрирование

Все изменения в объектах ЦТП, которые ясно читались и не требовали цифровых характеристик, дешифрировали камерально. После камерального обновления планов было выполнено полевое обследование с целью проверки  отдешифрированных объектов, съемки новых объектов, уточнения и дополнения характеристик и названий, качественных и количественных характеристик местности (рис. 6). Полевое обследование было выполнено на всей территории обновления. Особое внимание было уделено дешифрированию населенных пунктов, дорог, мостов, бродов, рек, растительности. Контуры и местные предметы, неопознанные на ортофотопланах или появившиеся вновь после выполнения аэрофотосъемки, созавали инструментально. При полевом обследовании выполнялся сбор адресных данных (уточнялись названия улиц, номера домов, назначение зданий и сооружений) для создания навигационной карты.

 

Создание и обновление ЦТП по материалам полевого дешифрирования

Создание (обновление) ЦТП выполняли в ручном режиме в ArcMap с применением AcrSDE, с последующей конвертацией данных в формате ПО «Нева» и доработкой. В первую очередь наносились объекты, относящиеся к математической и планово-высотной основе (пункты ГГС, пункты нивелирной сети). Остальные объекты наносились в следующем порядке:

  1. линейные, площадные, точечные объекты гидрографии и гидротехнических сооружений;
  2. населенные пункты и объекты промышленного и социально-культурного назначения. Контура населенных пунктов согласовывали с созданными ранее объектами гидрографии. Строения, выражающиеся в масштабе карты, цифровали как площадные объекты, улицы — как линейные;
  3. границы и ограждения;
  4. дорожная сеть и дорожные сооружения;
  5. объекты рельефа. При цифровании рельефа объекты согласовывали с раннее созданными объектами гидрографии, промышленного и социально-культурного назначения;
  6. растительные покров и грунты. Объекты согласовывали с ранее созданными объектами населенных пунктов, объектов промышленного и социально-культурного назначения, гидрографии, дорожной сети и ограждений;
  7. подписи.

При создании цифрового плана точность дешифрирования оценивалась по отклонениям изображения объектов относительно их изображения на ортофотоплане. Среднее отклонение в изображении не превышало 0,2 мм в масштабе карты. Соблюдались метрические, пространственно-логические связи объектов, правильность и полнота заполнения семантики объектов.

При камеральном обновлении карты вносили все изменения, произошедшие с момента создания цифровых топографических планов и хорошо читаемые на фотоизображении. Камеральное исправление существующей цифровой информации было выполнено послойно.

Объекты, не читаемые на ортофотопланах, подлежали полевому обследованию. Составлялась ведомость, в которую заносились объекты, требующие полевого обследования. После камерального обновления составлялся проект полевого обследования местности согласно сводной ведомости. Все данные полевого обследования вносились в цифровые карты.

 

Разработка таблицы соответствия кодов условных обозначений

Как уже ранее говорилось, создание (обновление) цифровых топографических планов выполнялось в ПО "ArcGis 9.2" с использованием ArcSDE, а выходные данные нужно было предоставить в формате ПО "Нева".

При векторизации карты каждому объекту на ней присваивается определенный 8-значный код из таблицы Metacodn6b.dbf, с помощью которого происходит прорисовка ЦТП в соответствии с требованиями "Условных знаков для топографических планов масштабов 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500" издания 1989 г. Коды объектов в ПО "Нева" отличаются по своему содержанию от кодов в ArcGIS, поэтому было произведено соответствие между их классификаторами.

 

Конвертация готовых цифровых топографических планов

На основе этой таблицы соответствия была создана программа, которая преобразовывала коды объектов цифровых топографических планов из ArcGIS в ПО "Нева", облегчая тем самым процесс конвертации данных. Конвертация готовых ЦТП в формат ПО "Нева" в формат ПО "MapInfo" производилась на основе программ в составе данных программных продуктов.

На всех стадиях производства ЦТП осуществлялся контроль работ по созданию (обновлению) плана. Многочисленные функции проверок и контроля геометрии, семантики, связей объектов обеспечили контроль качества цифровой информации. Выполнялась проверка метрики объектов на отсутствие самопересечений, отсутствие дублирования, примыкание объектов с внутренними контурами, недопустимые пересечения разных объектов.

 

ООО "НПК "БКТ" с применением современных технологий подготовки и обработки данных выполнено создание (79 планов) и обновление (6 планов) цифровых топографических планов масштаба 1:2 000 по ортофотопланам и материалам воздушного лазерного сканирования на территорию Большого Сочи общей площадью боле 80 квадратных километров.

Загоровский В.И.