Исследование методов обработки и моделирования геопространственных данных на основе геоинформационных систем и технологий

• Автор: Хатоум Тарек Саид
• Шифр специальности: 25.00.32
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

КОНЦЕПЦИИ ТРЕХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Основные задачи и принципы трехмерного моделирования
объектов местности
Стратегии и проблемы ЗБ - моделирования местности
Математическая основа ЗЭ - моделирования
Пространственные преобразования
Трехмерное масштабирование
Трехмерные сдвиги
Трехмерное вращение
Трехмерное отражение
Пространственный перенос
Поворот вокруг произвольной оси в пространстве
Программные средства для ЗБ- моделирования местности
Методы обработки трехмерных данных с электронных
тахеометров
Применение геоинформационных систем для ЗИ - анализа и
визуализации цифровых топографических моделей
Разработка трехмерной сцены застроенной территории на
основе ТИС технологий
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ
ГЕОПРОСТРАНСТВ ЕННЫХ ДАННЫХ
Критерии оценки точности геопространственных данных
Ковариационная матрица
Эллипсоид погрешностей
Определение параметров эллипсоида погрешностей
Оценка точности геопространственных данных
Оценка точности длин пространственных линий
Оценка взаимного положения пространственных пунктов

2.8 Определение ошибок пространственного положения пунктов
тахеометрического хода
2.9 Точность определения объемов земляных масс
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ
3.1 Некоторые аспекты трехмерного моделировании рельефа
местности
3.2 Принципы аппроксимации поверхностей
3.3 Моделирование на основе интерполяционного полинома
3.4 Аппроксимация на основе среднего квадратического
приближения функций
3.5 Интерполяционные сплайны для 30 моделирования
3.5.1 Натуральные сплайны в многомерном пространстве
3.5.2 Другие виды сплайн аппроксимации
4 Решение инженерных задач на основе ЦМР
4.1 Геопространственный анализ
4.2 Построение горизонталей
4.3 Построение профилей линий местности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение 1 Список программ для 30 проектирования и
моделирования
Приложение 2 Трехмерные модели зданий СГГА
Приложение 3 Фрагменты трехмерной карты г. Новосибирска. 128 Приложение 4 Вычисление объемов земляных работ и их
оценок
Приложение 5 Координаты (абсциссы) вершин сетки тестовой
модели
Приложение 6 Исходный текст программы для
моделирования сплайнами
Приложение 7 Фрагмент программы «ПРОФИЛЬ МЕСТНОСТИ» 136 ИСТОЧНИКИ

Одним из важных направлений государственной политики большинства стран мира в сфере экономического развития территорий является разработка и внедрение информационных технологий, позволяющих ускорить процессы решения научно-технических и хозяйственных задач.
Возможно, самым значительным достижением последнего времени в геодезии и ряде смежных отраслей науки и производства стало активное внедрение современных измерительных систем и программно-технических комплексов.
Как известно, современные технологии позволяют более эффективно решать задачи по созданию информационной основы для надежного и устойчивого развития территорий. Вместе с тем, применение инновационных технологий связано с решением целого ряда проблем информационного и топографо-геодезического обеспечения проектных и строительных работ.
При проектировании (планировании) и изыскании нового строительства, реконструкции и реставрации существующих объектов становится целесообразным использование цифровых трехмерных моделей местности. Такие модели должны включать уже существующие строения для более полной пространственной оценки и ориентации возводимых объектов.
Особое значение трехмерные модели приобретают при проектировании и строительстве уникальных инженерных сооружений. В последнее время цифровые трехмерные модели местности находят применение при создании и развитии генеральных планов городов и поселков. Цифровые пространственные модели местности (ЦПММ) представляют трехмерные модели ситуации и поверхности рельефа в заданной проекции и системе координат с учетом установленных условных знаков.
Градостроение на основе ЦПММ позволит сделать этот процесс более наглядным и гармоничным. ЦПММ являются более реалистичным

В общем случае, для оценки точности функции уравненных величин тензор ошибок можно выразить в виде
К= Р ф Рт , (29)
где Б - матрица частных производных от данной функции;
О — обратная матрица системы нормальных уравнений.
Анализ результатов обработки геопространственных данных позволяет отметить, что в ряде случаев важно учитывать корреляционные зависимости между ошибками координат совместно определяемых пунктов, поскольку оценка точности без учёта корреляционных связей может быть некорректной [52].
Необходимо отметить, что точность геопространственных данных регламентируется точностью взаимного расположения элементов инженерных сооружений. Это имеет место при геодезических разбивочных работах и выносе инженерных сооружений в натуру, трёхмерном сканировании архитектурных объектов, при выполнении фасадной съёмки зданий, определении параметров технологического оборудования и т. д. В таких случаях требуется выполнять детальную оценку точности, а также вычислять погрешности взаимного положения пунктов, расположенных в трёхмерном пространстве.
Одним из важных критериев оценки точности пространственного положения объектов является эллипсоид погрешностей. Такой критерий целесообразно использовать для выявления и анализа геометрических характеристик трехмерных объектов.
При решении геологических, геофизических и других задач параметры каждой модели могут иметь различные значения для разных направлений в пространстве. Такие различия в значениях характеристик вариограмм для разных направлений выражают анизотропию в поведении параметра. Геометрическая интерпретация анизотропии в трехмерном пространстве может быть представлена при помощи поверхности эллипсоида, выражающей изменчивость параметров по различным направлениям.