Способ обследования пунктов государственной геодезической сети и устройство для его осуществления

Авторы патента:

G01C11/06 - путем сравнения двух и более изображений одного и того же участка

Владельцы патента RU 2587522:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научный геоинформационный центр Российской академии наук" (RU)

Изобретение относится к области геодезии и фотограмметрии и может быть использовано при проектировании, создании и восстановлении геодезических сетей. Способ обследования пунктов государственной геодезической сети (ГГС) включает для каждого из пунктов сбор информационных материалов о пункте ГГС и об его характерных внешних признаках, определение местоположения пункта ГГС, его идентификацию, фиксирование изображений районов местонахождения пункта ГГС, документальное оформление результатов обследования пункта ГГС. При этом используют материалы дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) на эпоху предыдущего обследования пункта ГГС, подбирают на этот район архивные материалы ДДЗ, визуализируют архивное изображение района местонахождения пункта ГГС и современное изображение района местонахождения пункта ГГС. Осуществляют взаимную привязку изображений, сравнивают изображения соответствующих районов ДЗЗ, выявляют сохранившиеся и утраченные элементы пункта ГГС, такие как признаки, характеризующие наружный знак, центр и внешнее оформление пункта, сохраняют результаты обследования пункта ГГС. Устройство для реализации способа обследования пунктов ГГС содержит ЭВМ, блок управления ЭВМ, канал связи блока управления с ЭВМ, дисплей, канал связи ЭВМ с дисплеем, снимкодержатель для размещения архивного фотоснимка местности, прикладное стекло, осветитель, цифровую камеру с видоискателем, штатив, модуль управления цифровой камерой, канал связи цифровой камеры с ЭВМ. Техническим результатом изобретения является повышение оперативности и качества процесса сравнения фрагментов архивных аналоговых снимков с цифровыми изображениями, визуализируемых на экране дисплея. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области геодезии и фотограмметрии. Изобретение может быть использовано при проектировании, создании и восстановлении геодезических сетей. Геодезические сети являются базовой основой для решения фундаментальных и прикладных задач геодезического обеспечения и картографирования территорий, земельного кадастра и геодинамических исследований.

Требования к геодезическим сетям регулируются государственным законодательством, в соответствии с которым пункты Государственной геодезической сети подлежат периодическому обследованию [Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации (ГКИНП (ГНТА)-01-006-03), М., 2003].

Технические регламенты, документы, научная литература и патенты детально описывают полевые наземные способы обследования пунктов с использованием геодезических инструментов [US 7225548, 05.06.2007. US 6202535 B1. 2005/0005463 A1, 2005/0188555 A1, RU 116224, 14.10.2011. RU 1827136 A3, 10.03.1996. RU 2123165 C1, 10.12.1998. RU 2155323 C1, 27.08.2000. RU 2274876 C1, 20.04.2006. RU 2242019 C2, 10.12.2004. 2381447 C1, 01.10.2008. «Временная инструкция по обследованию и восстановлению пунктов и знаков государственной геодезической и нивелирной сетей СССР. РИО ВТС, 1970»].

Полевые работы требуют значительных финансовых затрат на экспедиционное, командировочное и транспортное обеспечение.

В связи с этим при создании геодезических и топографических документов и их обновлении предпочтение отдается камеральным методам выполнения работ с использованием фотограмметрических способов и приборов.

Однако известные способы обследования пунктов ГГС не решают задачу сокращения объемов полевых работ.

Сущность предложенных технических решений заключается в том, что для решения этой задачи в дополнение к известным производственным операциям по сбору информационных материалов о местонахождении пункта ГГС и об его характерных внешних признаках, определению местоположения пункта ГГС, его идентификации, как пункта ГГС, фиксации изображения района местонахождения пункта ГГС путем дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), документальному оформлению результатов обследования введены новые операции, заключающиеся в использовании информационных материалов ДДЗ на эпоху предыдущего обследования пункта ГГС.

С этой целью на район местоположения пункта ГГС подбирают архивные материалы ДДЗ, визуализируют архивное изображение района местонахождения пункта ГГС и современное изображение района местонахождения пункта ГГС, непосредственно полученное перед обследованием пункта ГГС, осуществляют взаимную привязку изображений, сравнивают изображения соответствующих районов ДЗЗ. Посредством такого сравнения выявляют сохранившиеся и утраченные элементы пункта ГГС такие, как наружный знак, центр и внешнее оформление пункта. После этих операций сохраняют результаты обследования пункта ГГС на физических носителях информации, преимущественно электронных.

Кроме того, после визуализации архивного изображения района местонахождения пункта ГГС и современного изображения района местонахождения пункта ГГС выполняют взаимное ориентирование и масштабирование этих изображений. В случае необходимости, взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют по отображениям в материалах ДЗЗ сохранившихся объектов местности, опознавательных знаков, пунктов ГГС, но с использованием фотограмметрических способов выполнения пространственных засечек при определении местоположения топографических объектов. Для облегчения реализации способа взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют с использованием архивных материалов наземных геодезических съемок местности.

Преимуществом предложенного способа, по сравнению с известными техническими решениями, является исключение полевых геодезических работ при обследовании пунктов ГГС, предусматривающих финансовоемкие затраты на экспедиционное, командировочное и транспортное обеспечение.

С архивными фотоснимками позволяет работать устройство по патенту RU 2226262 С2, 23.05.2001. Недостатком этого устройства является то, что мелкомасштабные фотоснимки можно наблюдать только в масштабе 1:1, а особые затруднения возникают при работе с негативами фотоснимков.

Заявленный способ обследования пунктов ГГС лучше всего позволяет реализовать устройство, содержащее, по крайней мере, одно электронно-вычислительное средство с дисплеем, снимкодержатель и блок управления электронно-вычислительным средством.

Новым в предложенном устройстве является наличие цифровой камеры с устройством для ее крепления, причем в предметной плоскости цифровой камеры размещен снимкодержатель, а цифровая камера имеет канал связи с электронно-вычислительным средством и снабжена модулем управления.

Освещение предметной плоскости цифровой камеры осуществляет или первый осветитель при работе с непрозрачными оригиналами архивных фотоснимков местности или второй осветитель, используемый при работе с прозрачными оригиналами.

Зафиксированное камерой изображение через канал связи передается в электронно-вычислительное средство с первым и вторым дисплеем.

На одном дисплее проецируют современное изображение района местонахождения пункта ГГС, а на втором дисплее выводят изображение района местонахождения пункта ГГС или дополнительную текстовую и графическую информацию о характеристиках пункта ГГС.

Этот дисплей может быть подсоединен к независимому электронно-вычислительному средству, имеющему канал связи с цифровой камерой.

Преимуществом предложенного устройства, по сравнению с известным, является то, что обеспечена возможность ориентирования цифровых изображений, а не аналоговых фотоснимков местности, выполненных на пластике или бумаге, без их предварительного сканирования.

Устройства для выполнения сканирования фотоснимков местности менее производительны, чем устройства для одномоментного получения изображений. Зачастую сканирование фотоснимка местности занимает несколько минут, а одномоментное получение цифровой копии фотоснимка местности не превышает нескольких секунд.

Устройство для реализации способа обследования пунктов ГГС содержит ЭВМ 1, блок 2 управления ЭВМ 1, канал 3 связи блока 2 управления с ЭВМ 1, снабженную каналом 4 связи с цифровой базой 5 хранения данных ДДЗ эпохи обследования пунктов ГГС, дисплей 6, канал связи 7 ЭВМ 1 с дисплеем 6, снимкодержатель 8 для размещения архивного фотоснимка 9 местности, прикладное стекло 10 снимкодержателя 8 для выравнивания фотоснимков, осветитель 11 подсветки в проходящем свете фотоснимка 9 на прозрачной основе, осветитель 12 верхней подсветки фотоснимка 9, выполненного на непрозрачной основе, цифровую камеру 13 с видоискателем 14, штатив 15 с регулируемой высотой посадочного места крепления цифровой камеры 13, модуль 16 управления цифровой камерой 13, канал 17 связи цифровой камеры 13 с модулем 16, канал 18 связи цифровой камеры 13 с ЭВМ, дисплей 19 и канал 20 связи ЭВМ с дисплеем 17.

Каналы связи (поз. 4, 7, 17 18 и 19) на фиг. 1 показаны штриховыми линиями, поскольку они могут быть выполнены как в кабельном исполнении, так и в беспроводном исполнении.

Оптимальным является использование видоискателя цифровой камеры в экранном исполнении, кроме того, осветитель может быть выполнен на базе электролюминесцентной пленки холодного свечения.

Камеральный способ обследования пункта государственной геодезической сети реализуется в следующей последовательности.

Из каталогов и списков данных о местоположении пункта ГГС осуществляют выборку его координат. Эти координаты вводят в ЭВМ 1 с блока 2 управления ее работой, используя канал связи 3. Посредством ЭВМ 1 через канал связи 4 из локальной или удаленной базы 5 хранения данных ДДЗ эпохи обследования пунктов ГГС получают цифровое изображение местности района с известными координатами пункта ГГС. Это изображение передается на дисплей 6 через канал 7 связи этого дисплея с ЭВМ 1. Далее на снимкодержатель 8 помещают архивный фотоснимок 9 местности с однозначно опознанным изображением пункта ГГС. Фотоснимок 9 прижимают прикладным стеклом 10 к предметной плоскости снимкодержателя 8. Если фотоснимок 9 выполнен на прозрачной основе, то включают осветитель 11 с подсветкой в проходящем свете. Осветитель 12 используют для верхней отражающей подсветки фотоснимка 9, выполненного на непрозрачной основе. Цифровая камера 13 проектирует фрагмент фотоснимка 9 или весь фотоснимок на экран видоискателя 14 этой цифровой камеры.

Относительным смещением цифровой камеры 13, закрепленной на штативе 15, и фотоснимка 9, размещенного на снимкодержателе 8, подбирают оптимальные размеры и масштаб наблюдаемого фрагмента архивного фотоснимка 9, отображаемого на экране видоискателя 14. Это достигается путем использованием механизмов снимкодержателя 8, обеспечивающих продольное и поперечное смещение фотоснимка 9 относительно цифровой камеры 13 и механизма регулировки высоты посадочного места крепления цифровой камеры 13 штатива 15.

Активизируют процесс цифрового копирования изображения выбранного фрагмента фотоснимка 9 в памяти цифровой камеры 13 через модуль 16 управления цифровой камерой 13 и канал 17 связи между ними. Далее полученное цифровое изображение фрагмента архивного фотоснимка местности по каналу связи 18 цифровой камеры 13 с ЭВМ передают на дисплей 19 через канал 20 связи ЭВМ с дисплеем 19.

Под контролем оператора ЭВМ программными средствами выполняет масштабирование и ориентирование изображений, полученных на эпоху предыдущего обследования пункта ГТС и на эпоху текущего обследования пункта ГГС.

Сравнивают изображения местности, визуализированные на экранах дисплеев 7 и 8, и делают выводы о наличии или отсутствии пункта ГГС на местности и его сохранности. Признаками, характеризующими отсутствие пункта ГГС и его сохранность на местности, являются следы антропогенной деятельности человека на месте расположения пункта ГГС и влияние эрозийных, погодных и климатических факторов окружающей среды на элементы внешнего оформления пункта ГГС.

Использование способа обследования пунктов государственной геодезической сети и устройство для его осуществления позволит многократно снизить трудозатраты и повысить экономическую эффективность обследования пунктов государственной геодезической сети. Применение способа и устройства обеспечит решение задачи экстерриториального обследования пунктов геодезической сети в районах недоступной, необжитой местности. Способ также может быть использован для определения местоположения геодезических сетей на зарубежную территорию.

1. Способ обследования пунктов государственной геодезической сети (ГГС), включающий для каждого из пунктов сбор информационных материалов о местонахождении пункта ГГС и об его характерных внешних признаках, определение местоположения пункта ГГС, его идентификацию, как пункта ГГС, фиксирование изображений районов местонахождения пункта ГГС путем дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), документальное оформление результатов обследования пункта ГГС, отличающийся тем, что используют материалы ДДЗ на эпоху предыдущего обследования пункта ГГС, подбирают на этот район архивные материалы ДДЗ, визуализируют архивное изображение района местонахождения пункта ГГС и современное изображение района местонахождения пункта ГГС, непосредственно полученное перед его обследованием, осуществляют взаимную привязку изображений, сравнивают изображения соответствующих районов ДЗЗ, выявляют путем этого сравнения сохранившиеся и утраченные элементы пункта ГГС, такие как признаки, характеризующие наружный знак, центр и внешнее оформление пункта, сохраняют результаты обследования пункта ГГС путем документирования на физических носителях информации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после визуализации архивного изображения района местонахождения расположения пункта ГГС и современного изображения района местонахождения пункта ГГС выполняют взаимное ориентирование и масштабирование этих изображений.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют по отображениям в материалах ДЗЗ сохранившихся объектов местности, опознавательных знаков, пунктов ГГС с использованием фотограмметрических способов выполнения пространственных засечек при определении местоположения топографических объектов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимную привязку изображений друг к другу осуществляют с использованием архивных материалов наземных геодезических съемок местности.

5. Устройство для осуществления способа обследования пункта государственной геодезической сети (ГГС), содержащее, по крайней мере, одно электронно-вычислительное средство с дисплеем, блок управления электронно-вычислительным средством, отличающееся тем, что включает устройство для крепления цифровой камеры, цифровую камеру в предметной плоскости, в которой расположен снимкодержатель, модуль управления цифровой камерой, причем цифровая камера имеет канал связи с электронно-вычислительным средством.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит дисплей для визуализации цифрового изображения архивного снимка местности района местонахождения пункта ГГС, причем дисплей имеет канал связи с электронно-вычислительным средством, которое реализует возможность выполнение цифрового масштабирования архивного изображения района местонахождения пункта ГГС.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит осветитель снимка местности на непрозрачной подложке, установленный со стороны цифровой камеры, и осветитель снимка местности на прозрачной подложке, установленный с обратной стороны снимка местности.

Изобретение относится к области геокриологии и может быть использовано в процессе ледникового геоморфологического картографирования. Данные изобретения являются реализациями различных технологий для способа картографирования ледниковой геоморфологии.

Способ дистанционного определения деградации почвенного покрова // 2497112

Способ дистанционного определения деградации почвенного покрова. Способ включает зондирование подстилающей поверхности, содержащей тестовые участки многоканальным спектрометром, установленнЫм на аэрокосмическом носителе с одновременным получением изображений на каждом канале; расчет методом зональных отношений амплитуд сигналов в каналах частных индексов деградации, а именно процентного содержания гумуса (Н), индекса засоленности (NSI) и индекса влагопотерь (W); определение интегрального показателя деградации D по многопараметрической регрессивной зависимости, вида: D = ( H 0 H ) 1,9 ⋅ ( N S I N S I 0 ) 0,5 ⋅ ( W 0 W ) 0,3 пересчет значениЙ пикселей яркости изображений в масштабе вычисленного показателя деградации каждого пикселя; выделение контуров их результирующих изображений с установленными градациями степени деградации.

Стереоскопическая измерительная система и способ // 2452992

Изобретение относится к системам измерения размеров объекта. .

Способ определения геодезических координат точек местности по результатам угломерных измерений на космических изображениях // 2362973

Изобретение относится к области фотограмметрии и может быть использовано для топографической съемки местности путем сравнения двух и более изображений одного и того же участка.

Способ дистанционного обследования объектов электрических сетей с помощью тепловидеосъемочного устройства // 2258204

Изобретение относится к оптоэлектронным средствам получения и цифровой обработки изображений и может найти применение в энергетике при обследовании, то есть анализе состояния объектов электрических сетей путем определении источников теплового излучения с помощью тепловидеосъемочного устройства, например, разрушенных тепло- и электроизоляторов, перегруженных участков электропроводки, в авиационной и космической технике при съемке и картографировании природных объектов и инженерных сооружений.

Способ анализа линеаментов // 2115093

Способ получения объемного изображения сцены // 2055315

Способ анализа линеаментов // 2020414

Изобретение относится к обработке данных аэрокосмической съемки и может быть использовано при поиске и разведке нефтяных, газовых и рудных месторождений. .

Способ оценки засоленности почвы на орошаемых землях хлопкового севооборота // 1807312

Аналитический стереофотограмметрический прибор // 1800267

Способ идентификации загрязнений морской поверхности // 2632176

Изобретение относится к области для контроля экологического загрязнения шельфовых, прибрежных зон. Способ включает зондирование прибрежных акваторий, содержащих эталонные участки средствами, установленными на воздушно-космическом носителе с получением синхронных изображений в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазоне с привязкой изображений по координатам системой позиционирования ГЛОНАСС, контрастирование кадров путем формирования синтезированных матриц из попиксельных отношений этих изображений, выделение контуров на поле синтезированных матриц, вычисление идентифицируемых параметров сигнала внутри контуров: пространственного спектра волнения F, фрактального объема Ω, площади рельефа Sp взволнованной поверхности анализируемого участка, оценка индекса состояния (И) загрязнения в виде зависимости от произведения идентифицируемых параметров Технический результат – повышение достоверности идентификации аномалий морской поверхности, а также увеличение чувствительности измерений. 7 ил.

Способ определения параметров движения наблюдаемого с космического аппарата ледника // 2643224

Изобретение относится к области дистанционного мониторинга опасных природных процессов и может быть использовано для определения параметров движения фронтальной части ледника. Сущность: с космического аппарата выполняют съемку ледника и неподвижных характерных наземных точек в моменты, взятые через задаваемый промежуток времени. Определяют скорость движения фронтальной части ледника по получаемым изображениям. Дополнительно выполняют две или более съемки ледника и характерных точек вокруг ледника через отсчитываемое от момента выполнения предшествующей съемки ледника время, взятое из заранее рассчитанного диапазона значений. По полученным изображениям определяют расстояния от характерных наземных точек до фронтальной части ледника, по которым определяют скорость, ускорение и производную ускорения движения фронтальной части ледника. Технический результат: повышение точности определения параметров движения ледника.

Способ измерения рельефа поверхности земли // 2643790

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокаторе с синтезируемой апертурой антенны (РСА). Достигаемый технический результат – измерение рельефа поверхности Земли и формирование цифровой модели рельефа с помощью РСА, установленного на борту носителя РСА. Сущность способа измерения рельефа поверхности Земли заключается в последовательном наблюдении за поверхностью при постоянной высоте полета носителя и скорости полета, при этом первый сеанс наблюдения, заключающийся в излучении зондирующих сигналов и приеме отраженных от поверхности Земли сигналов с синтезом радиолокационных изображений (РЛИ) при телескопическом обзоре на интервале синтезирования L, осуществляется на дальности до поверхности R1, угле места θ1 и угле азимута α1, отличном от строго бокового, т.е. меньше 90°. После естественного перемещения носителя радиолокатором с синтезируемой апертурой (РСА) на расстояние базы интерферометра В осуществляется второй сеанс наблюдения за той же области поверхности на дальности R2, азимуте α2, угле места θ2, также заключающийся в излучении зондирующих сигналов и приеме отраженных от поверхности Земли сигналов с синтезом РЛИ при телескопическом обзоре на интервале синтезирования L. После проведения пары сеансов наблюдения производится стандартная интерферометрическая обработка пары РЛИ с извлечением информации о рельефе подстилающей поверхности. 1 ил.