Использование фотограмметрических ь методов при составлении проектов рекультивации нарушенных земель

К нарушенным землям относят земли, утратившие свою хозяйственную ценность в результате негативного изменения почвенного покрова, гидрологического режима и др. Нарушения могут быть вызваны природными или антропогенными явлениями. Производственная деятельность человека — разработка карьеров для добычи полезных ископаемых, строительство гидроэлектростанций, дорог, трубопроводов и т. п. — приводит к существенным изменениям земной поверхности.

Для устранения негативных последствий проводят рекультивацию — комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель.

Для определения объемов работ по рекультивации разрабатывают технический проект и экономическое обоснование. Основой для составления технического проекта служат крупномасштабные планы. При изготовлении планов изолированных и небольших по площади карьеров, торфяных разработок применяют наземные методы: геодезическую и фототеодолитную съемки. При рекультивации земель значительных территорий топографическую основу для проектных работ изготовляют фотограмметрическими методами по материалам аэрофотосъемок. Материалы получают путем проведения специальных аэрофотосъемочных работ либо используют материалы государственных или ведомственных аэрофотосъ емок, параметры которых позволяют получать планы требуемой точности.

Параметры аэрофотосъемки (высота и масштаб фотографирования, фокусное расстояние АФА) определяются следующими соображениями. В большинстве случаев составление проектов рекультивации земель выполняют на топографической основе масштабов 1: 1000...1: 5000. При этом точность планового положения элементов ситуации и рельефа определяется средними квадрати-ческими погрешностями: для топографических планов масштаба 1:1000 в плане 0,5 м, по высоте 0,1 м; для топографических планов масштаба 1:5000 соответственно в плане 2,5 м, по высоте 0,2 м.

Основной метод создания топографических планов рекультивируемых земель — метод цифровой стереофотограмметрической обработки снимков. При этом параметры аэрофотосъемки рассчитывают, исходя прежде всего из требований к точности высотных координат элементов объекта съемки. Точность получаемых высот элементов местности определяется высотой и базисом фотографирования. Для расчета этих параметров, а также высоты аэрофотосъемки применяют формулы, приведенные в разделе 8.4.

На отдельные рекультивируемые участки местности создают планы, как правило, в условной системе координат. Привязку снимков выполняют в той же системе координат. Опорные точки могут быть использованы для переноса проекта в натуру.

В результате цифровой стереофотограмметрической обработки снимков получают цифровую модель местности. В дальнейшем она может быть использована в специализированных программах, обеспечивающих автоматизированное проектирование рекультивации земель.

МЕТОДИКА ОБНОВЛЕНИЯ ПЛАНОВ И КАРТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕРИАЛОВ НОВОЙ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

Метрическая и смысловая информация, содержащаяся на фотопланах, ортофотопланах и графических планах, с течением времени устаревает. Старение происходит в результате естественных или антропогенных изменений объектов земной поверхности. Для поддержания информации на современном уровне на планы наносят появившиеся изменения. Процесс внесения изменений в содержание планов называют обновлением или дежурным сопровождением. При обновлении наносят вновь появившиеся объекты и удаляют исчезнувшие элементы ситуации.

Обновление выполняют геодезическим или фотограмметрическим методом.

Геодезический метод заключается в том, что в поле план на бумажной основе сличают с натурой. Положение вновь появившихся объектов определяют путем простых геодезических измерений (линейных промеров, линейных засечек и т. п.) от имеющихся на местности и плане контурных точек. В дальнейшем на экране монитора курсором по результатам линейных измерений отмечается положение определяемых объектов. При большом количестве изменений выполняют измерения геодезическими инструментами, или GPS. Затем по результатам измерений на электронный план наносят появившиеся объекты. Для этого с помощью клавиатуры компьютера вводят геодезические координаты поворотных точек появившихся на местности объектов. Материалы геодезических измерений, выполняемых при отводе земель, инвентаризации, кадастровых работах, купле-продаже и т. п., также используют при корректировке базовых планов. Геодезический метод обеспечивает высокую точность, используется при малых локальных изменениях ситуации на местности.

Фотограмметрический метод заключается в том, что обновляемый план камерально сличают с материалами новой аэрофотосъемки, на которых определяют изменения, дешифрируют вновь появившиеся объекты и после полевой проверки наносят изменения на план. Данный метод применяют для обновления планов на большие территории. Технологическая схема основных производственных процессов при обновлении планов показана на рисунке 11.1.

Конкретный вариант организации работ по корректировке планов определяется многими факторами: техническим обеспечением, экономичностью, оперативностью выполнения работ и т. п. Цифровые способы фотограмметрической обработки снимков упрощают работы по обновлению планов. Существующие компьютерные программы экономично и качественно выполняют ввод изменившейся ситуации на обновляемый план. Наиболее простойспособ представляет собой «врезку» фрагмента снимка с изменившейся ситуацией. Для этого по периметру фрагмента идентифицируют 5...6 точек дешифрированного снимка и плана, используемых в качестве опорных. Площадь фрагмента выбирают так, чтобы местность, изображенная на нем, была плоской. Точность координат идентифицированных (опорных) точек определяется точностью, с которой они внесены в базовый электронный план. Погрешность опознавания на снимке не должна быть более 0,1 мм. При значительных изменениях ситуации, когда невозможно надежно опознать на обновляемом плане опорные точки по периметру фрагмента снимка, применяют методы фототриангуляции. Используя идентифицированные точки как концы базисов, вычисляют коэффициент масштаба для данного фрагмента снимка. Изображение фрагмента снимка, приведенное к масштабу обновляемого плана, занимает положение в геодезическом пространстве на электронном плане.

Периодичность аэрофотосъемки, выполняемой для обновления планов, определяется быстротой и степенью старения имеющейся в них метрической и смысловой информации. Степень старения может быть установлена по данным регистрации ежегодного изменения земельного фонда в пределах изучаемой территории, а также с помощью методик оценки старения планов и карт. Выявить происшедшие изменения можно визуально или автоматически с помощью специализированных компьютерных программ. Для этого в компьютер, где хранится обновляемый план, вводят материалы новой аэрофотосъемки. В соответствии с про граммой сопоставляют старую и новую информацию. Оператор контролирует и уточняет результаты.

Аэрофотосъемку выполняют с помощью аэрофотоаппаратов, имеющих объективы с фокусным расстоянием /= 200...500 мм. Продольное и поперечное перекрытия снимков при съемке могут быть стандартными. Выбор благоприятного времени выполнения аэрофотосъемочных работ зависит от вида обновляемой информации. Для обновления базовых планов поселений съемку проводят в безлиственный период (ранняя весна или поздняя осень). Для обновления информации о сельскохозяйственных угодьях аэрофотосъемку осуществляют после окончания основных полевых работ. В целях упрощения фотограмметрических преобразований снимков при обновлении планов новую аэрофотосъемку выполняют с применением GPS-аппаратуры.

Параметры аэрофотосъемки рассчитывают таким образом, чтобы свести к минимуму влияние угла наклона и рельефа местности.

В процессе подготовительных работ собирают и анализируют планово-картографический и справочный материал на территорию, планы которой обновляют.