Автоматизация топографо-геодезических работ. Использование AutoCAD

Одним из основных результатов научно-технического прогресса в области топографо-геодезических работ следует считать появление автоматизированных технологий сборок, обработки и интерпретации информации об объектах топосъёмок. Данные технологии основаны на использовании взаимоувязанных современных автоматизированных электронных и электронно-оптических измерительных приборов, программ для передачи данных, измерений в ЭВМ, необходимых форматов, специализированных программ для обработки результатов съемок на дисплее, хранения, а также программ и устройств для печати цифровых карт на твердых поверхностях.

При автоматизации картографирования необходимым условием является представление местности в виде цифровой модели (ЦММ), реализуемой на ЭВМ.

Автоматизированная система картографирования (АСК) ориентирована на весь комплекс работ по топосъемке местности:

– получение данных измерений;

– материалы обработки данных измерений;

– формирование ЦММ;

– картографическое отображение местности (составление карт и планов);

– автоматизированное вычерчивание оригинала карт разных масштабов.

В настоящее время существует множество АСК. АСК состоит из нескольких подсистем:

1) Сбор цифровой топографической информации.

На этом этапе выполняются геодезические и фотограмметрические измерения (в основном в полевых условиях). В результате получается дискретная информация о взаимном пространственном расположении объектов местности и их свойствах, которая удобна для ввода в ЭВМ. Различают 2 основных способа измерения: наземный и по материалам аэрофотосъемки.

2) Первичная обработка измерений.

На этом этапе вводятся данные измерений в ЭВМ. При необходимости осуществляются вычисления координатных пунктов в нужной СК. Составление электронных контуров объектов местности с использованием примитивов (вычерчивание контуров).

3) Форматизация топографической информации.

На этом этапе выполняются основные составительные процессы. Вся информация объединяется и приводится к единому стандарту ЦММ. Также в рамках листа карты составляется ЦММ и записывается в базу данных (БД).

4) Подсистема картографического отображения местности.

Обеспечивает приведение цифровой топоинформации к картографическому виду (переход от ЦММ к цифровой карте), а затем к графическому воспроизведению на печатных устройствах.

Автоматизация топографо-геодезических работ. Использование CREDO DAT

Система камеральной обработки инженерно-геодезических работ CREDO_ DAT назначение, область применения, исходные данные, функциональные возможности, достоинства системы

Назначение

Система CREDO-DAT является основным геодезическим модулем программного комплекса CREDO и предназначена для автоматизации камеральной обработки полевых измерений при создании и реконструкции государственных опорных, городских, межевых сетей, инженерных изысканий, геодезическом обеспечении строительства и землеустройства.

Области применения:

- линейные и площадные инженерные изыскания объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства;

- геодезическое обеспечение строительства;

- маркшейдерское обеспечение работ при добыче и транспортировке нефти и газа;

- подготовка пространственной информации для кадастровых систем (наземные методы сбора);

- геодезическое обеспечение геофизических методов разведки;

- маркшейдерское обеспечение добычи полезных ископаемых открытым способом;

Исходными данными являются файлы электронных регистраторов (современных электронных тахеометров таких как Sokkia, Nikon, Geodimeter, Leica, Topcon, Zeiss, УОМЗ и другие) и спутниковых систем, рукописные журналы измерения углов, линий и превышений, координаты и высоты исходных точек, рабочие схемы сетей и расчетов, растровые файлы картографических материалов.

Основные функциональные возможности системы:

- импорт данных из файлов в форматах электронных регистраторов и тахеометров (SOKKIA, TOPCON, GEODIMETR, LEICA и т.д.), непосредственно с прибора 3Ta5, измерений из текстовых обменных файлов;

- настройка и использование классификаторов в библиотеке условных знаков, что позволяет выполнять полевое кодирование геометрической и атрибутивной информации о топографических объектах;

- ввод и табличное редактирование данных, предварительная обработка измерений с учетом различных поправок атмосферных, за влияние кривизны Земли и рефракции, переход на поверхность относимости, на плоскость в выбираемых и настраиваемых пользователем проекциях;

- выявление, локализация и нейтрализация грубых ошибок измерений в автоматическом и интерактивном режимах;

- совместное уравнивание по методу наименьших квадратов плановых, линейно-угловых сетей геодезической опоры, систем ходов геометрического и тригонометрического нивелирования разных форм, классов и методов;

- обработка тахеометрической съемки с формированием топографических объектов и их атрибутов по данным полевого кодирования, а также обработка контрольных измерений при определении координат точек в землеустройстве;

- проектирование опорных геодезических сетей, выбор оптимальной схемы сети, необходимых и достаточных измерений, подбор точности измерений углов, расстояний и превышений;

- расчет обратных геодезических задач, для выноса в натуру разбивочных элементов;

- экспорт результатов в распространенные форматы DXF (AutoCAD), MIFMID (MapInfo), SHP (ArcView), в форматы CREDO (TOPABR), в настраиваемые пользователем текстовые форматы.

- подготовка печатных отчетов, ведомостей измерений, каталогов координат и высот, оформление в компоновщике схем (чертежей), планшетов, и выдача их на печать в принятой форме, согласно стандартам предприятия с использованием Генератора отчетов.

- создание ведомостей и каталогов, выдача их в принятой форме, настройка выходных документов согласно стандартам предприятия, с использованием Генератора отчетов.

Достоинства системы:

- отсутствие ограничений на объем обрабатываемой информации в сетях и при съемке;

- отсутствие ограничений на формы и методы обрабатываемых сетей геодезической опоры;

- расширенная система сбора геометрической и атрибутивной информации;

- развитый аппарат поиска и выделения грубых ошибок;

- совместная обработка измерений, выполненных разными методами и с разной точностью;

- графическая иллюстрация процессов обработки, возможность настройки процедур ввода;

- возможности настройки процедур ввода, обработка и создания выходных документов под стандарты предприятия, национальные стандарты и языки ввода.

Описание интерфейса CREDO_ DAT.

CREDO _DAT поддерживает многодокументный режим. Это значит, что в рабочем окне могут быть открыты и доступны, для обработки несколько проектов.

Кратко охарактеризуем основные элементы рабочего окна системы CREDO_DAT, вид которого представлен на рисунке 3.

Окно включает следующие элементы

- главного меню (строка меню);

- панели инструментов, содержащие иконки для быстрого доступа к командам меню;

- окно табличного редактора для просмотра, ввода и редактирования данных с клавиатуры;

- графическое окно проекта, предназначенное для отображения элементов проекта и выполнения над ними интерактивных действий.

- строку состояния, где показано краткое описание выбранного инструмента или команды, состояние режимов клавиатуры, координаты указателя мыши в графическом окне, состояние проекта (модифицирован, предобработануравнен).

Строка главного меню содержит следующие пункты

- Файл – работа с файлами проекта, например, создать, открыть, сохранить, импортировать, экспортировать;

- Правка – осуществляет работу с элементами таблиц и элементами графического окна проекта;

- Вид – содержит команды для визуализации и отображения графического окна проекта, настройки панелей инструментов и т.д.;

- Установки - содержит команды начальных установок системы, вид и формат таблиц ввода данных; возможность изображать графическую часть проекта в виде удобном пользователю (команда Фильтр) и т.д.;

- Данные – работа с вкладками табличного редактора, поиска данных, их редактирование, вывод на печать, определение параметров проекта;

- Расчеты - осуществляет такие действия, как предобработка, анализ поиска на грубую ошибку измерений, уравнивание для определения невязок

fb -угловая, fh - высотная, fS[ S] – относительная.

Относительная невязка

полигонометрия 4 класса – 125000; 1 разряда -110000; 2 разряда – 15000;

теодолитный ход 1 – разряда 13000 -12000; 2 – разряда – 11000; тахеометрический ход 1500.

- Ведомости – содержит команды для просмотра и вывода результатов на печать;

- Чертежи - содержит команды для создания и оформления чертежа (планшета) в соответствии с общепринятыми нормами.

- Окно – позволяет осуществлять визуальный контроль над открытыми файлами;

- Справка – содержит помощь.

В строке меню скрыты выпадающие меню с основными командами необходимыми для организации управления работы в CREDO_DAT.

Программа имеет несколько инструментальных панелей инструментов Стандартная, Вид, Операции, Фрагмент чертежа, Планшеты, Формат листа. Для быстрого доступа к наиболее часто используемым командам включение и выключение панелей осуществляется с помощью команды Панели инструментов в меню Вид.

Порядок обработки результатов полевых измерений в CREDO_DAT

Стандартная схема обработки включает следующие этапы

1) Начальные установки

Начальные установки включают наименование ведомства и организации, описание системы координат и высот, используемых при производстве геодезических работ, настройку стандартных классификаторов, задание единиц измерений, настройки табличных редакторов, шаблоны выходных документов (отчетов), цвета и шрифты и другие аналогичные настройки.

2).Создание нового или открытие существующего проекта, а также уточнение, при необходимости свойств проекта.

Свойства проекта включают карточку проекта, масштаб съемки, выбор классификатора и систему кодировки, систему координат и высот проекта, характеристики точности измерений, учет поправок в измерения, инструменты, настройки отображения планшетной сетки (определяется масштаб модели или схемы, размеры условных знаков будут соответствовать масштабу), настройки отображения координатной сетки, то есть параметров, присущих каждому отдельному проекту.

3) Импорт данных.

Импорт данных непосредственно с прибора, импорт файлов в форматах электронных регистраторов, импорт координат пунктов по шаблону, импорт измерений по шаблону.

или

3) Ввод и редактирование данных в табличных редакторах пункты ПВО, дирекционные углы, измерения в опорных сетях и тахеометрической съемке, измерения в теодолитных ходах, ходы геометрического нивелирования, топографические объекты.

4) Предварительная обработка измерений.

Предварительная обработка измерений является обязательным подготовительным шагом перед уравниванием. При обнаружении программой недопустимых расхождений в измерениях, наличии пунктов, координаты которых невозможно рассчитать, и т.д. создается подробный протокол, который можно просмотреть, выполнив команду Протокол меню РасчетыПредобработка. Любые изменения проекта не будут учтены при уравнивании, если не выполнена предобработка.

5)Выделение грубых ошибок измерений.

В CREDO _ DAT реализована технология поиска, локализации и нейтрализации грубых ошибок в сетях геодезической опоры. Она включает метод L1 –анализ, который позволяет сразу установить источник ошибок выделить участок сети, ход или даже отдельные измерения, содержащие грубую угловую, линейную, высотную ошибки. Наличие грубых ошибок можно просмотреть, выполнив команду Протокол меню РасчетыАнализ. По результатам L1 –анализа создаются выходные документы Ведомости L1 – анализа.

6) Уравнивание координат пунктов планово-высотного обоснования.

Следует обращать особое внимание на настройки параметров уравнивания (для настройки параметров уравнивания необходимо выполнить команду Настройка меню РасчетыУравнивание) и априорную точность измерений. Для каждого проекта необходимо установить априорные характеристики точности вычислений, включающие допустимые среднеквадратические ошибки плановых измерений, допустимые высотные невязки, доверительный коэффициент.

Характеристики точности влияют на определение весов для уравнений поправок, оценку точности и отбраковку измерений, которые существенно влияют на качество уравнивания, особенно при совместном уравнивании разнородных сетей. В Credo _Dat 3.1 реализовано совместное уравнивание линейных и угловых измерений, отличающихся по классам точности, топологии и технологии построения. Уравнивание проводится параметрическим способом по критерию минимизации суммы квадратов поправок в измерения. Для оценки точности положения уравненных пунктов, формирования параметров эллипсов ошибок используется ковариационная матрица, коэффициенты которой вычисляются в процессе уравнивания.

Эллипсы ошибок отображаются в графическом окне вокруг каждого уравненного пункта и обозначают область вероятного положения пункта. Проекции полуосей эллипса на координатные оси равны среднеквадратическим ошибкам Mx и My положения пункта. Таким образом, по размерам и ориентации эллипсов можно судить о качестве уравнивания каждого участка сети или всей сети в целом.

Для графического представления точности высотного уравнивания вокруг каждого пункта, уравненного по высоте, отображается окружность с радиусом, равным среднеквадратической ошибке вычисления абсолютной отметки.

Режимы отображения и масштабы эллипсов ошибок и СКО абсолютных отметок задаются в настройках параметров уравнивания.

Для оценки качества уравнивания следует просмотреть Ведомости

- оценки точности положения пунктов;

- характеристики теодолитных ходов;

- характеристики нивелирных ходов.

7) Подготовка отчетов.

Генератор отчетов – это утилита комплекса CREDO, позволяющая пользователю самому строить шаблоны отчетов для последующей подготовки и печати выходной документации. Генератор отчетов позволяет строить новые шаблоны отчетов; вносить изменения в существующие шаблоны; открывать, сохранять, просматривать и печатать готовые ведомости.

8) Создание чертежей.

Создание чертежей включает следующие разделы порядок создания графических документов (установку видимости необходимых элементов проекта с помощью команды Фильтры, установку и настройку отображения планшетной сетки отображаемого масштабного ряда, установку и настройку отображения координатной сетки отображаемого масштабного ряда, установку необходимых цветов и шрифтов, установку необходимого масштаба съемки, создание, редактирование и размещение текстов, корректировку местоположения и шрифтов имен пунктов и отметок, подготовка текстовой информации в графическом окне, подготовка и вычерчивание планшетов, подготовка листов, компоновка и печать чертежей.

9) Экспорт данных в системы комплекса CREDO, ГИС, текстовые файлы

Экспорт результатов в распространенные форматы DXF (AutoCAD), MIFMID (MapInfo), SHP (ArcView), в форматы CREDO (TOPABR), в настраиваемые пользователем текстовые форматы.