Опыт использования космических снимков ikonos и quickbird для решения задач муниципального хозяйства г. перми

      Комментарии к записи Опыт использования космических снимков ikonos и quickbird для решения задач муниципального хозяйства г. перми отключены

Опыт использования космических снимков ikonos и quickbird для решения задач муниципального хозяйства г. перми

А. В. Гормаш, И. В. Оньков, В. А. Чернопазов, М. А. Кривенко

Действенное управление развитием муниципального хозяйства, качественное ответ задач жизнеобеспечения города, охрана внешней среды неосуществимы без обеспечения органов управления и городской власти, организаций и городских служб объективной, качественной и своевременной информацией о фактическом состоянии территории города и ее картографической изученности. Ответ данной неприятности классическими способами топографии требует больших материальных и людских затрат, и для таких городов как Пермь, площадью более 1000 км2, растягивается, в большинстве случаев, на пара лет с периодичностью обновления пара десятков лет.

В частности, последняя съемка города в масштабах 1:2000–1:10 000 выполнялась Свердловским аэрогеодезическим предприятием в 70-е годы прошлого столетия и не отражает на сегодня фактического состояния территории. Кардинальное ответ данной неприятности содержится в применении данных дистанционного зондирования и, первым делом, космических снимков большого и очень высокого разрешения.

Создание цифровых ортофотопланов города по космическим снимкам IKONOS и QuickBird

В 2007–2008 гг. группой фирм «УралГео»: ООО «АИСТ Груп» в сотрудничестве с ООО «Тримм» на основании муниципального договора с Департаментом развития и планирования территорий (ДПиРТ) города Перми был реализован проект «Мониторинг территории города Перми с применением данных дистанционного зондирования», которым предусматривалось создание цифровых ортофотопланов территории города в масштабе 1:5000. На протяжении реализации проекта было выполнено три цикла космической съемки: КА IKONOS (весна, осень 2007 г.), КА QuickBird (весна 2008 г.) и по данным каждого цикла были созданы цифровые ортофотопланы территории города с размером пикселя (на местности) соответственно 1,0 и 0,6 м.

создание и Фотограмметрическая обработка снимков ортофотопланов выполнялась в программе Талка 3.5 с применением цифровой модели рельефа территории города (рис. 1), созданной по картам масштаба 1:25 000, и материалов наземной планово-высотной привязки снимков. В общем итоге были выяснены с применением GPS приемников координаты более 150 опознаков.

Рис. 1. Цифровая модель рельефа территории г. Перми

Полученные по итогам оценки точности средние неточности контрольных точек на ортофотопланах пребывали в промежутке 0,6–1,2 м, а большие неточности не превысили 2,5 м, что соответствует требованиям действующих нормативных документов, предъявляемым к точности цифровых ортофотопланов масштаба 1:5000. Это дает основание вычислять цифровые ортофотопланына основе космических снимков IKONOS и QuickBird, на данный момент одним из главных источников точной и актуальной информацией о территории г. Перми (рис. 2).

Рис. 2. Сводный ортофотоплан (ортомозаика) г. Перми по снимкам IKONOS

Применение материалов космической съемки для ответа задач муниципальных работ г. Перми

На базе этих материалов в 2008–2010 гг. группой фирм «УралГео»: ООО «Тримм» и ООО «АИСТ Груп» на конкурсной базе по договорам с муниципальными работами города был выполнен последовательность целевых проектов, подтвердивших на практике высокую эффективность применения данных дистанционного зондирования для ответа конкретных задач муниципального хозяйства. В данной статье, как пример, рассмотрены четыре проекта, иллюстрирующих широкий спектр задач, каковые возможно решать по космическим снимкам.

Проект №1. Подготовка схемы проекта Генплана г. Перми «границы » раздела проекта Генплана «Схемы границ территорий, земель и ограничений».

Для подготовки схемы проекта Генплана г. Перми «границы » раздела проекта Генплана «Схемы границ территорий, земель и ограничений» цифровые ортофотопланы, с целью согласования с материалами соседних городов, были дополнительно ортотрансформированы  в местной совокупности координат МСК59, введенной на территории Пермского края с января 2009 г. Анализ исходной информации о существующих границах города и соседних городов продемонстрировал, что: граница муниципальный черты не учитывает изюминке эколого-ландшафтной организации территории, существующие естественные и неестественные пределы (рис. 3); на всем протяжении границы города Перми нет соответствия с границами кадастровых кварталов соседних городов; существуют наложения кадастровых кварталов соседних городов, и принадлежность одной территории в один момент двум соседним муниципальным образованиям (рис. 4).

Рис. 3. Пример несовпадения границы муниципальный черты г. Перми с существующим естественным пределом – береговой линией водохранилища

Рис. 4. Пример несовпадения границ муниципальный черты г. Перми, кадастровых кварталов г. Перми и Пермского муниципального района

В следствии выполненных работ на базе ортофотопланов был организован тематический слой пространственных данных проекта схемы Генплана города Перми «границы », подготовлены варианты размещения границ и другие проектные предложения.

Проект №2. Корректировка раздела ГИС ИСОГД «Адресный реестр».

Работа выполнена для ДПиРТ города Перми. На данный момент Информационная совокупность обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД) функционирует на базе СУБД Микрософт SQL Server 2005 и ArcGIS версии 9.2, которая включает в себя Автоматизированную информационную систему (АИПС) «Адресный реестр». АИПС «Адресный реестр»  есть опорным информационным разделом, формирующим единое цифровое адресное пространство для всех систем ИСОГД.

Пространственное (картографическое) представление данных адресного реестра снабжает раздел «Дежурный адресный замысел города Перми», содержащий три главных векторных слоя: «Улицы», «Административно-территориальное деление», «Строения/сооружения». Графическая точность отображения элементов замысла — 1:5000. В качестве главного материала для корректировки этого раздела употреблялись ортофотопланы территории города, созданные по снимкам IKONOS (2007 г.) и QuickBird (2008 г.).

Дежурный адресный замысел города Перми создавался по большей части по топографическим замыслам города масштаба 1:5000–1:10 000 (аэрофототопографическая съемка 1975 г.) и эпизодически обновлялся по данным текущей наземной топографической съемки больших масштабов в 2001–2005 гг. Исходя из этого он совсем не отражал фактического состояния территории, а  в некоторых местах содержал неотёсанные неточности (рис. 5,  6).

Рис. 5. Пример ошибочного отображения ул. Уинская на дежурном адресном замысле города

Рис. 6. Пример ошибочного отображения ул. Якутская на дежурном адресном замысле города

Эти примеры наглядно демонстрируют эффективность применения космических снимков для корректировки картографического материала ИСОГД. Разумеется, что для поддержания дежурного адресного замысла в актуальном состоянии для того чтобы города как Пермь, с интенсивным жилищным и дорожным постройкой, его нужно корректировать не реже, чем через каждые 1–2 года. Альтернативы применению для этих целей космических снимков большого разрешения (QuickBird, IKONOS, GeoEye-1, направляться-1,2), снабжающим заданную точность масштаба 1:5000, по видимому, на данный момент нет.

Проект №3. Совместное применение космических материалов для инженерно-топографического замысла масштаба 1:5000 под строительство жилого комплекса «Камская равнина».

Комплекс изыскательских работ на территории жилого района «Камская равнина» выполнялся в рамках муниципального договора с ДПиРТ г. Перми, что обусловило твёрдые ценовые и временные параметры работы, и необходимость исполнения инженерно-геологических изучений параллельно с топографической съемкой. Особенности местности: заболоченность, время от времени непроходимая, редколесье и мелкий кустарник, рытвины и котлованы, заполненные водой, мелиоративные канавы,  во-первых, значительно затруднили бы наземную топографическую съемку классическими способами и, во-вторых, не обеспечили бы исполнение работ в заданные сроки.

На территорию объекта имелись архивные материалы аэрофотосъемки масштаба 1:5000, выполненной в 1998 г. и материалы космической съемки IKONOS  2007 г. Визуальный анализ материалов аэрофотосъемки продемонстрировал, что она практически не отражает современное состояние местности за счет строительства бессчётных гражданских, промышленных и транспортных объектов. Это четко видно на фрагментах аэро и космоснимка одного и того же участка территории объекта (рис. 7, 8).

Рис. 7. Фрагмент аэроснимка территории жилого комплекса «Камская равнина»

Рис. 8. Фрагмент ортоснимка IKONOS территории жилого комплекса «Камская равнина»

Вследствие этого было издано постановление о совместном применении данных аэрофотосъемки (для ЦМР и отрисовки элементов рельефа) и космической съемки (для обновления его контурной части). Это разрешило быстро снизить количество наземной топографической съемки;  она использовалась по большей части для съемок, не отобразившихся на космических снимках объектов, таких как опоры линий электропередач, трансформаторные будки  и пр.

 Как следствие, фактически в один момент с готовностью инженерно-топографического замысла масштаба 1:5000 был организован комплекс карт инженерно-геологического районирования территории (рис. 9, 10).

Рис. 9. Фрагмент инженерно-топографического замысла масштаба 1:5000 территории жилого комплекса «Камская равнина»

Рис. 10. Фрагмент совмещенного ортоснимка IKONOS  и векторного замысла

Опыт совместного применения материалов архивной аэрофотосъемки (1998 г.) и космических снимков IKONOS (2007 г.) в работах по созданию инженерно-топографического замысла масштаба 1:5000 под строительство жилого комплекса «Камская равнина» г. Перми продемонстрировал эффективность данного подхода, разрешившего, за счет резкого уменьшения количеств полевых топографо-геодезических работ, значительно сократить сроки исполнения работ и снизить их цена.

Проект №4. Разработка схемы размещения автостоянок открытого типа на территории города Перми.

В этом проекте, выполненном для Управления по формированию потребительского рынка Администрации г. Перми, кроме сбора, анализа и систематизации данных, характеризующих существующее размещение автостоянок открытого типа на территории города, предусматривалось обнаружение свободных земельных участков, и их анализ в части возможности применения под размещение новых автостоянок. Ответ данной задачи методом визуального обследования местности и обнаружение потенциальных участков на площади в пара сот квадратных километров застроенной территории города затянулось бы, по предварительным расчетам, на 1–2 месяца.

 Благодаря применению цифровых ортофотопланов эта задача была решена в камеральных условиях одним оператором за 5 дней. Всего было намечено порядка 150 перспективных площадок, из которых после этого на базе анализа кадастровой информации и топографическим замыслам масштаба 1:500 выбирались площадки, удовлетворяющие заданным в техническом задании параметрам. На рис.

11 приведен пример выбора одной из таких площадок.

Рис. 11. Пример выбора места для размещения автостоянки открытого типа на ортофотоплане города

Не обращая внимания на то, что в этом проекте ортофотопланы употреблялись в качестве запасного  материала, они разрешили значительно сократить сроки исполнения работ.

Материалы космической съемки территории г. Перми стали систематично употребляться фирмами ООО «УралГео», ООО «Тримм» и ООО «АИСТ Груп» в собственной производственной деятельности начиная с 2006 г. К настоящему времени выполнено более десятка больших проектов на базе космических снимков КА QuickBird, Ikonos, WorldView-1, ALOS/PRISM и RapidEye. Кое-какие проекты коротко рассмотрены в данной статье. Полученный в следствии исполнения этих проектов опыт подтверждает эффективность применения данных дистанционного зондирования для ответа широкого круга задач, требующих получения своевременной и точной информации о современном состоянии территории города Перми и происходящих на ней процессах.

7 ГОРОДОВ КОТОРЫЕ ПЛАТЯТ ЖИТЕЛЯМ ЗА ПРОЖИВАНИЕ НА ИХ ТЕРРИТОРИИ


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: