Автоматизація інженерно-геодезичних вишукувань з допомогою програмного забезпечення

Для обробки результатів геодезичних вимірювань, отриманих електронними приладами, застосовуються в даний час два режими:

- Режим реального часу геодезичних визначень, при якому обробка вимірів виконується відразу на пункті стояння геодезичного приладу;

- Режим постобробки, яка виконується на персональному комп’ютері після завершення усіх вимірів у геодезичних побудовах.

Обробка результатів вимірювань в режимі реального часу виконується найчастіше на польовому портативному комп'ютері (контролері) з використанням його програмного забезпечення та із залученням додаткових даних. Основною метою такої обробки є швидке отримання координат або інших даних на пункті встановлення приладу. Тому в цьому режимі можуть застосовуватися спрощені алгоритми, в обробку включають лише частину побудов, пов'язаних з цим пунктом, зменшується кількість надлишкових вимірювань, неповністю враховуються зовнішні умови і деякі інші параметри побудови та процесу вимірювань.

Постобробка виконується після передачі результатів вимірювань з приладу або контролера на комп'ютер і здійснюється по повній програмі суворих алгоритмів математичної обробки і наявних програмних пакетів.

Результати, отримані в режимі реального часу, також можуть бути піддані строгій постобробці.

Повна математична обробка результатів геодезичних вимірювань, отриманих електронними приладами, включає в себе:

1. Початкову (первинну) обробку безпосередньо вимірюваних величин, виконується автоматично на основі вбудованого програмного забезпечення приладу або контролера;

2. Передачу даних з приладу або контролера на комп'ютер з використанням спеціального програмного забезпечення для передачі даних, яке враховує формат цих даних;

3. Попередню обробку отриманих результатів у геодезичній мережі з оцінкою якості польових вимірів;

4. Обробку геодезичних вимірювань, які спираються на вирівняні мережі: меж землекористувань, знятих пікетів, масивів, точок будівель;

5. Передачу опрацьованих просторових даних в інформаційні системи (ГІС), а також для нанесення їх на електронні плани і карти;

6. Формування звітів по виконаних геодезичних робіт на об'єкті.

Вид первинної обробки безпосередньо вимірюваних величин залежить від використаного приладу, його програмного забезпечення, методів та режимів вимірювань. Так, в тахеометрах за виміряними кутовими даними і відстанями у відповідних режимах можуть обчислюватися й записуватися в пам'ять приладу горизонтальні прокладення, перевищення або координати точки. Передбачені режими вимірювань і обчислень для вирішення низки прикладних геодезичних завдань. Так, в сучасних тахеометрах є багато прикладних і сервісних програм. Тому рівень даних, отриманих після первинної обробки, може бути різним. Проте всі вони отримані за безпосередніми вимірами і додатковими вихідним даними і відносяться до конкретної станції приладу.

У файлах вимірювань накопичуються такі дані по всіх станціях мережі. Для ідентифікації станцій в пам'ять приладу вносяться їх номери (назва) і номери та коди знятих точок.

Передача даних з електронного геодезичного приладу на комп'ютер здійснюється через інтерфейсний порт приладу і спеціальний кабель. На комп'ютері встановлюється програма передачі даних, відповідна за форматом даних конкретному приладу. Перед запуском програми в її вікнах встановлюються параметри передачі: формат даних, швидкість передачі, парність і інші. На приладі встановлюється режим інтерфейсу і ті ж параметри передачі.

Подальша обробка виконується в автоматичному режимі відповідно до наявного програмного пакету.

Однак перед остаточною математичною обробкою необхідно проаналізувати отримані дані, їх якість, точність. Прийняти рішення, якщо буде потрібно, спрямоване на підвищення точності мережі: відбракувати окремі вимірювання, знизити їх вагу при вирівнюванні або провести повторні вимірювання, додаткові вимірювання. Тому спочатку проводиться попередня обробка, а потім вирівнювання.

Мета попередньої обробки геодезичних побудов:

• запровадження необхідних поправок у виміряні дані, контроль якості вимірювань за нев'язками фігур, підготовка інформації для вирівнювання.

• приведення відстаней і кутових напрямків до центрів знаків, редукування на поверхню відносності (прийнятий еліпсоїд), а потім - на площину. Перед обробкою необхідно встановити, в якій системі координат буде виконуватися обробка геодезичного побудови.

Приведення результатів вимірювань до центрів знаків обов'язкові, якщо застосовувалася позацентрово установка приладу або позацентровий розташування на пунктах побудови відбивача і візирної цілі. При цьому обчислюються і вводяться поправки за центрування приладу і редукцію візирної цілі (відбивача).

Врівноваження геодезичної мережі виконується за методом найменших квадратів (МНК). У програмних пакетах реалізований найчастіше алгоритм параметричного способу вирівнювання. Мета вирівнювання: отримати найкращі за умови МНК оцінки значень виміряних величин та їх функцій (координат визначуваних пунктів побудови) з оцінкою їх точності. Для вирівнювання вводяться координати вихідних пунктів, які при вирівнюванні повинні залишатися незмінними, використовуються попередньо оброблені масиви даних вимірювань, точності.

За матеріалами обробки результатів тахеометричної зйомки, а також растрових файлів картографічних матеріалів створюється і редагується цифрова модель місцевості (ЦММ) і рельєфу (ЦМР). На їх основі формується топографічний план з використанням електронних бібліотек точкових, лінійних і площадних умовних знаків. За ЦММ і умовними знаками повністю будується план в електронному вигляді, а також розрізи, поздовжні і поперечні профілі. У сучасних програмних пакетах враховуються топологічні відносини даних, що забезпечують їх зв'язок, коректність контурів, лінійно-вузлові подання інформації. Повнофункціональні графічні редактори повністю формують топографічний план відповідно до нормативних вимог, а також креслення його окремих верств, профілів, поперечників. Матеріали видаються на друк у вигляді готових стандартних топографічних планів і креслень.

Для автоматизації обробки результатів геодезичних вимірювань та створення електронних планів і карт застосовуються багатофункціональні програмні пакети: CREDO, Trimble Geomatics Office, Spectrum Survey та інші. На їх основі виконується супровід камеральних геодезичних робіт в автоматичному режимі.