Порядок создания топографического плана с использованием IT-технологий на примере села Быковский Булунского района

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….
ГЛАВА 1. ПРАВОВЫЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАНОВ……………………..
1.1 Понятие, цели, задачи …………………………………………
1.2 Правовое обеспечение………………………………………
1.3 Обзор литературы.……………………………..………………
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ПЛАНОВ В СОСТАВЕ ИПД ……………………………………………….
2.1 Характеристика объекта исследования………………………….
2.2 Технологический процесс ……………………………………….
2.3 Требования к созданию топографического плана …………………...
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА БЛОК-СХЕМЫ СОЗДАНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКОГО ПЛАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ IT-ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРИМЕРЕ СЕЛА БЫКОВСКИЙ БУЛУНСКОГО РАЙОНА
3.1 Порядок создания топографического плана……………………...
3.2 Разработка блок-схемы……………………..
3.3 Проблемы и предложения……………………………….
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ………..
ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность. С появлением IT - технологий в производство картографии и геодезии произошли значительные изменения, совершенствовались этапы создания топографических карт и планов. Полностью изменились составительские и оформительские работы, если раньше они выполнялись по отдельности, то сейчас вместе. А еще исключили многие виды работ такие как ручное фотоопределение , если раньше были такие работы, как ввод заливок и сеток, копирование на пластиках, фотографические процессы и другие трудоемкие время затратные работы, то сейчас вместо них появились иные виды работ: регистрация растровых изображений, сканирование исходных материалов, электронное цветоделение и другие. Редакционные и подготовительные работы остались неизменными и то только на начальном этапе. Существуют различные виды технологий создания цифровых карт. В настоящее время устаревшие методы составления карт и планов были заменены иными способами автоматизированного процесса составления карт с помощью множества компьютерных программ. Оснащенность организаций в большинсве случаях не то что бы скудный, но нехватка программных обеспечений чувтсвуется, всё это опирается на экономический баланс. Для облегчения картографических работ и быстрых оперативных редакций требуется много функций, которые становятся доступными только в платной версии программы опять же опираясь на финансовую обеспеченность.
Это сподвигло меня раскрыть именно эту тему для выпускной квалификационной работы «Порядок создания топографического плана с использованием IT-технологий на примере села Быковский Булунского района».

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Понятие, цели, задачи

Топографический планом является изображение территории, которое на бумаге, обычно в крупном масштабе, без учёта рельефа поверхности земли.

Рисунок №1. Основные используемые масштабы.
Они нужны для обеспечения строительства различных инженерных сооружений. Основой геодезического топографического плана считаются сети сгущения, съемочного обоснования, пункты государственной геодезической сети, вычисляемые с помощью принятых систем координат в проекции Гаусса и в Балтийской системе высот. В масштабе 1:10 000 делают, если разграфка топографического плана при объеме сьемки свыше 20км2. Для рамки пользуются линиями меридианов и параллелей.
В инженерно-топографическом плане отображают рельев местности, здания и сооружения, знаки ситуаций, в общем всё то, что нужно для проектирования, строительства, пользования и ликвидации объектов. А цифровой обеспечивает сохранение точности и топологическую взаимосвязь пространственных данных и метаданных. Между ними двумя приоритетным является цифровой инженерно-топографический план.


Дежурный инженерно-топографический план территории (далее ДИТП) - важный источник обновленной информации, который представляет собой технический и топографический план конкретной местности, в котором систематически вводят изменения, происходящие на местности, включая информацию об исполнителях, датах и действиях, которые будут предприняты при обновлении. [3]. Также его частью является цифровая модель местности, в которой есть описание рельефа с использованием классификатора топографический объектов и координат.
В Формуляре ДИТП содержится информация об использованных данных и событиях, выполненных при обновлении.
Топографо-геодезический мониторинг территории (далее - ТГМТ) это мероприятие по сбору, приему, контролированию и вводу обновленной информации, поступивших в ДИТП из-за выполнения инженерных изысканий и градостроительных мероприятий. К субъектам градостроительных организаий относятся органы государственной власти, органы местногго самоуправления, предприятия инженерной инфраструктуры. Им предоставляют все фрагменты ДИТП. [3]
«Объектом ТМТ является территория субъекта Российской Федерации, городского округа или муниципального района, актуальная, подробная и достоверная информация о которой представлена в специальном информационном ресурсе – дежурном топографическом плане.
Оператор топографо-геодезического мониторинга территории (далее - Оператор ТМТ) – это специализированная подразделение или организация, осуществляющая топографо-геодезический мониторинг территории одного или нескольких населенных пунктов.
Владельцем дежурного топоплана является государство в лице его уполномоченного территориального органа, которое определяет правила информационного взаимодействия между поставщиками и потребителями материалов дежурного топоплана, технические регламенты ведения дежурного топоплана. Владелец, по специальному соглашению, может передать часть материалов, находящихся преимущественно на территории крупных городских округов или муниципальных районов, во владение администрации соответствующего городского округа или муниципального района. При этом Владелец, получивший материалы дежурного топоплана от Собственника, не имеет права отчуждать полученные материалы, а Владелец оставляет за собой функции контроля актуальности материалов и определяет порядок возврата материалов Собственнику после прекращения действия Договора.» [3]
По содержанию топографические планы делятся на два основных вида специализированного топографического плана. Он представляет собой общегеографические планы, обычно они универсального назначения, которые разработаны таким образом, чтобы всесторонне удовлетворять основным требованиям многих отраслей народного хозяйства. В них содержание представлено очень подробно, используется 400 или более символов, пояснительных надписей они также являются характеристиками; — рельефы в основном изображены горизонталями.
Высота сечения зависит от масштаба топоплана и характера местности, может достичь от 0,5м до 2м при масштабе 1:2 000 и от 0,5м до 1м при масштабе 1:1 000 (и)или 1:500. При создании топографических планов изображаются в 4-х разных оттенках, а издание зависит от количества выпуска и требований заказчика, бывает в одном или несколько красок. Цель создания специализированного плана является решение определенных задач отдельной отрасли хозяйства. При их изготовлении разрабатываются:
– применение обновленной информации, повышение точности чертежа или рельефа местности и отсутствие какой-либо части содержимого, которая учитывается в основных вариантов топографического плана;
– при составлении полных планов и эскизов строительства промышленных градостроительных проектов транспортные развязки являются наиболее сложными проектами, и разработка их генерального плана в городах происходит на этапе составления конкретных планов выполнения, например, на горнодобывающих предприятиях, шахтах, карьерах, разрезах;
– при составлении технических проектов, при составлении их генеральных планов, при создании морских портов, судоремонтных заводов и отдельных гидротехнических сооружений или которые уже приняты в базовом варианте электростанций, водозаборов, гидротехнических сооруженеий;
– при проектировании железных путей, автомобильных дорог в таких районах, как горные и равнинные холмистые для рабочего чертежа;
– при создании генеральной схемы и при реконструкции железнодорожных дорог.
Масштабы топографических сьемок устанавливаются в зависимости от назначения топографических планов. Он предусматривает, что топографическая съемка населенных пунктов зависит от типа территории и выполняется в двух масштабах – I вид: 1:500 и 1:2000 – масштабы выполняются на территории многоэтажных зданий или на территории крупнейших городов; II вид: 1:1000 и 1:5000 – масштабирование проводится на территории с преимущественно одноэтажной застройкой или в неразвитых регионах.
Здания, которые могут быть выражены в масштабе плана, изображаются контурами и размерами их цоколей. Если размер на плане больше 0,5 мм, то отображаются архитектурные выступы и уступы зданий сооружений как комплексы зданий заводов, фабрик, электростанций, шахт, карьеров, торфоразработки и т.д.
Также возможны такие типы, как буровые и эксплуатационные скважины, нефтяные и газовые вышки, резервуары, наземные трубопроводы, высоковольтные линии, низковольтные линии электропередач, колодцы и сети подземных коммуникаций; объекты коммунального хозяйства. Подземные коммуникации и трубопроводы изображаются только если имеется исполнительная сьемка масштабом которое соответствует специальному заданию на съемку подземных коммуникаций; рельеф местности в которых применяются горизонтали, отметки высот, условные знаки обрывов, скал, оползней, воронок, оврагов, осыпей, ледников и др. Микрорельефа изображается полу горизонтальными или вспомогательными, а также с отметками точки высот; водные объекты – реки, площади разливов, озера, водохранилища, приливно-отливные полосы и т.п. Береговые линии показываются по состоянию на момент сьемки; железные дороги, шоссе, грунтовые дороги разного вида, а также сооружения при них, например, мосты, переезды, туннели, путепроводы.

1.2 Правовое обеспечение

Создание топографических карт регулируется «Федеральным законом от 30.12.2015 № 431-ФЗ (ред. от 30.12.2021) «О геодезии, картографии и пространственных данных и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», в котором определено, что государственные топографические карты и государственные топографические планы (далее – топографические планы) создаются в государственных системах координат и высот в соответствии с требованиями, установленными настоящим Федеральным законом. Точность и содержание государственных топографических планов должны обеспечивать решение общегосударственных, оборонных и иных задач.
Создание государственных топографических планов в отношении территории Российской Федерации за счет средств федерального бюджета осуществляется публично-правовой компанией. Создание таких планов для нужд обороны может осуществляться иными лицами в случае, если такие работы организованы федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке и реализации государственной политики, нормативно-правовому регулированию в области обороны.
На государственных топографических планах отображаются Государственная граница Российской Федерации, границы между субъектами Российской Федерации, границы муниципальных образований, наименования географических объектов, земли, на которых располагаются леса, береговые линии (границы водных объектов), рельеф сухопутной части территории Российской Федерации, иная информация.
Государственные топографические планы создаются с использованием сведений единой электронной картографической основы, а также пространственных данных и материалов, содержащихся в федеральном фонде пространственных данных. Требования к государственным топографическим картам и государственным топографическим планам, в том числе требования к составу отображаемых на них информации, к условным обозначениям указанной информации, требования к точности государственных топографических карт и планов, к формату их представления в электронном виде, утверждаются федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области геодезии и картографии, по согласованию с федеральным органом исполнительной власти, ответственным за разработку и реализацию государственной политики, нормативно-правовое регулирование в области обороны.»[23]
«Требования к периодичности обновления государственных топографических карт и планов, а также к масштабу, в котором они создаются устанавливаются постановлением Правительства Российской Федерации от 12 ноября 2016 г. № 1174 (вступило в силу с 1 января 2017 г.).»[21] «Так государственные топографические планы создаются в масштабах:
1:2 000, 1:10 000 – по отношению к территории населенных пунктов;
1:10 000, 1:25 000 – по отношению территории субъектов Российской Федерации, включенных в перечень субъектов Российской Федерации, и отдельных районов субъектов Российской Федерации (в пределах существующих границах), относящихся к территориям с высокой плотностью населения, утвержденный распоряжением Правительства Российской Федерации от 25 мая 2004 г. № 707-р;»[31]
1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:1 000 000 – для всей территории Российской Федерации.
Реализация полномочий, предусмотренных настоящим постановлением, осуществляется заинтересованными федеральными органами исполнительной власти в рамках установленной Правительством Российской Федерации предельной численности их работников, а также бюджетных ассигнований, предусмотренных им для руководства и управление в сфере установленных функций.
Периодически топографические планы обновляют для привидения их в действительное состояние, а также для устранения ошибок в отображениитерритории.
На основе оценки степени изменения территории определяют периодичность обновления, а это происходит по итогу анализа результатов аэрофотосъемки, ДЗЗ, информации, содержащейся в единой электронной картографической основе, Едином государственном реестре недвижимости и государственных информационных системах обеспечения градостроительной деятельности.

Требования к цифровым топографическим картам и цифровым топографическим планам, используемым при подготовке графической части документации утверждены Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 25 апреля 2017 г. № 739/пр. Срок действия топоплана составляет не более 2-х лет.

1.3 Обзор литературы

В решение задач по обеспечению потребностей развивающегося сельского хозяйства в топографо-геодезических и картографических материалах в первую очередь большое значение имеют вопросы разработки, изучения и введение в производство технологий, улучшающие эффективность и качество работ топографо-геодезического предприятия. Решение этих задач в производстве имеет ряд сложностей. Как правило, поводом для появления новых прогрессирующих технологий является либо изменение к содержанию и качеству топографо-геодезической продукции, либо новые средства измерений и обработки информации в конечном продукте получение достижений научно-технического прогресса в народном хозяйстве.
Большой вклад в изучение ряда проблем, связанных с разработкой теории, техники и технологии топографо-геодезических работ, с планированием и организацией производства внесли советские ученые: Ф.В. Дробышев, В.В. Дубиновский, М.Д. Коншин, А.Н. Лобанов, В.К. Малявский, М.М. Мишимов, А.Л. Островский, В.И. Павлов, Л.П. Пеллинен и другие.
Также, начиная с 2000 по 2022 годы, созданию топографо-картографических материалов посвящены 10856 научных трудов, из них в общем доступе находится 2944 работ, что составляет 27% от всех трудов.
Побединским Г.Г., Прусаковым А.Н. и Протопоповым И.В. в своей статье «Государственные геопространственные данные Российской Федерации. Вопросы создания и использования» (Науки о Земле. 2017. № 1. С. 22-35) рассматривают состояние и проблемы создания и использования геопространственных данных в Российской Федерации в свете мировых тенденций. Акцент делается на создание и использование топографических карт государственного назначения. [20] При этом важнейшим условием эффективного и безопасного применения геопространственной информации представляется объективное отношение к авторскому праву на картографические произведения. В статье выполнен анализ отдельных положений, принятого в 2015 году нового Федерального закона «О геодезии, картографии и пространственных данных и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», в связи с этим предлагают вернуть к рассмотрению необходимость подготовки двух Федеральных законов – «О геодезии и картографии» и «Об инфраструктуре геопространственных данных». При этом авторы рекомендуют опираться на международный опыт законотворчества крупных государств, а также принимать во внимание межведомственный характер топографо-геодезического и картографического обеспечения. Также авторами кратко охарактеризован разработанный в 2014 году проект Стратегии топографо-геодезического и картографического обеспечении Российской Федерации на перспективу до 2030 года. Обратили внимание мусту современной и эффективной государственной координатной системе отсчёта и основам федерального законодательства. Обсуждается стратегия в совершенствовании топографо-геодезического и картографического обеспечения Российской Федерации.
Морозовым Е.Б. и Шершак А.Н. в статье «Применение материалов зарубежных космических картографических систем для создания государственных топографических карт и государственных топографических планов»[13] описывается военно-картографическая и гражданская продукция топографо-геодезической деятельности – государственные топографические карты (ГТК) и государственные топографические планы (ГТП). Авторы отмечают то, что источниками информации для решения точных задач, области обеспечения обороноспособности и национальной безопасности страны, наши картографические продукты должны соответствовать общегосударственным требованиям, предъявляемым к точности, достоверности и современности государственных карт и государственных планов. В настоящее время не существует единого стандарта, устанавливающего минимальное значение пространственного разрешения материалов космической съемки, допускающие их использовать в качестве исходных данных для создания и обновления картографической продукции соответствующих масштабов. Сбор и обработка данных или непригодность материалов съемки зарубежных ККС рассчитается зависимостью между пространственным разрешением обрабатываемого изображения и масштабом карт.
Авторы выделяют разработки, входящие в создание карт на основе материалов спутниковой съемки:
1. Геометрическая коррекция и трансформирование спутниковых снимков. Трансформирование нужно для правильного отображения пространственных объектов, присутствующих на снимке. Основополагающим является регистрация спутниковых относительно выбранной системы координат, уточнения значений координат точек снимка, а также определении точек высот местности на снимке при помощи цифровой модели рельефа.
2. Автоматическое дешифрирование и векторизация данных ДЗЗ. В результате получают обработанное картографическое изображение. В рамках исследования большое внимание уделялось данному процессу так как он тесно связан с таким качеством материалов съемки ККС, как пространственное разрешение. Автоматизированное дешифрирование состоит из этапов:
1) предварительная обработка растровых данных;
2) классификация обработанных растровых изображений.
Процесс классификации состоит из подэтапов: а) формирования обучающей выборки; б) обучения; в) применения на практике обученного алгоритма. В итоге получаем растр классификации.
3) обработка классифицированного растрового изображения;
4) преобразование растрового изображения в набор площадных и линейных векторных объектов, формирующих контуры дешифрируемых объектов.
Описанная последовательность употребляется в равной степени как и для составления общегеографических и тематических карт, так и для составления и обновления высокоточных ГТК и ГТП.
Основные характеристики, функционирующих на данный момент зарубежных ККС, приведены в таблице 3.

Таблица 1 – Основные характеристики, функционирующих на данный момент зарубежных ККС. [13]
Космическая система Страна Дата введения Разрешение в панхроматическом режиме, м Разрешение в мультиспектральном спектре, м Ширина полосы съемки, м Периодичность съемки, сутки
CartoSat-2 Индия 10.01.2007 0,8 - 9,6 4
GeoEye-1 США 06.09.2008 0,46 1,84 15,2 3
KOMPSAT-3A Южная Корея 25.03.2015 0,7 2,8 15 3
KOMPSAT-3 Южная Корея 18.05.2012 0,55 2,2 12 3
Landsat-7 США 15.04.1999 15 30 185 16
Landsat-8 США 11.02.2013 15 30 185 16
Pleiades-1A/1B Франция 16.12.2011/02.12.2012 0,5 2 20 1
SkySat-C США 21.11.2013 0,65-0,86 0,81-1 200 4
SPOT-6 Франция 09.09.2012 1,5 6 60 3
SPOT-7 Франция 30.06.2014 1,5 6 60 3
TERRA (ASTER) США 18.12.1999 - 15,30,90 60 16
TripleSat Индия 10.07.2015 0,8 3,2 23,4 1
WorldView-1 США 18.09.2007 0,5 - 17,6 2
WorldView-2 США 08.10.2009 0,46 1,84 16,4 1
WorldView-3 США 13.08.2014 0,31 1,24 13,1 1


На данный момент не существует единого стандарта, устанавливающего минимальные значения пространственного разрешения материалов космической съемки, позволяющие их использовать в качестве исходных данных для создания и обновления картографической продукции разных масштабов. Минимальные допустимые значения пространственного разрешения материалов спутниковой съемки для масштабных рядов ГТК и ГТП показаны в таблице.
Таблица 2 – Минимальные допустимые значения пространственного разрешения материалов спутниковой съемки. [13]
Масштаб Минимальное значение разрешения материалов ККС, м
1:1 000 000 100
1:500 000 50
1:200 000 20
1:100 000 10
1:50 000 5
1:25 000 2,5
1:10 000 1
1:5 000 0,5
1:2 000 0,2
1:1 000 0,1
1:500 0,005

Сравнив таблицы можно прийти к о том, что спутниковые снимки высокого пространственного разрешения подходят требованиям масштабного ряда отечественной картографической продукции, начиная с масштаба 1:100 000. Результаты анализа пригодности данных съемки зарубежных спутниковых систем представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Пригодность материалов съемки зарубежных ККС для создания и обновления картографической продукции различных масштабов. [13]
Космическая система Разрешение в панхроматическом режиме, м Масштаб
S P O T -6 1,5 1:25 000
S P O T -7 1,5
Triple Sat 0,8 1:10 000
Sky Sat -C 0,65 - 0,86
KOMPSAT -3A 0,7
KOMPSAT - 3 0,55
Pleiades-1A/1B 0,5 1:5 000
Geo Eye - 1 0,46
World View -2 0,46
World View -3 0,31

В статье «Создание топографического плана, его оформление, содержание и срок действия» авторами которого являются Новородская М.В., Федорова А.К. и Ивахно Д.А., рассматривается процесс создания топографического плана. Пред началом любых строительных работ (возведение или реконструкция здания, ландшафтное планирование, прокладка и т.д.) проводятся инженерно- геодезические изыскания на участке. Результатом работ является топографический план необходимого масштаба и точности.[15] Цифровым топографическим планом называют векторное изображение участка земной поверхности, созданное по материалам дистанционного зондирования Земли. Подробность отображения рельефа, параметров сооружений, введение сетей инженерных коммуникация, разнообразие и вариации отображения форм растительности, дорог и гидрографических объектах удовлетворить потребность в картографическом обеспечении архитектурной и хозяйственной деятельности. Топографический план должен быть оформлен в строгом соответствии с нормативными документами.

Весь текст будет доступен после покупки

1. InvestYakutia МО «Булунский улус (район)» [Электронный ресурс]. URL: https://investyakutia.ru/static/mo-bulunskiy-ulus-rayon-6.html
2. АО «Сахагипрозем» Главная [Электронный ресурс]. URL: http://sakhagiprozem.ru/
3. Баланс социальных ценностей как основа градостроительного регулирования на примере г. Иркутск [Электронный ресурс]. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=24378653
4. Бурение нефтяных и газовых скважин [Электронный ресурс]. URL: http://refwin.ru/49806.html
5. Википедия, Булунский улус [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%83%D0%BB%D1%83%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%83%D0%BB%D1%83%D1%81
6. Евразийская экономическая комиссия, Рабочая группа в области услуг по картографии, прогнозу погоды и маршейдерским съемкам [Электронный ресурс]. URL: http://www.eurasiancommission.org/ru/act/finpol/dobd/work_group/rgkart/Documents
7. Каримова А. А. Методические аспекты использования современных материалов космической съемки для обновления цифровых топографических карт и планов городов // Вопросы электромеханики. - 2016. - Т. 152. - С. 29-33.
8. Концепция создания и ведения топографо-геодезического мониторинга территорий поселений (ТМТ) https://urtmag.ru/public/649/
9. Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. - М.: УПП "Репрография" МИИГАиК, 2008. - 160 с.

Весь текст будет доступен после покупки