Строительство и архитектура/6. Землеустройство

Эпова Е.И.

Санкт-Петербургский государственный университет, Россия

Современное создание съемочного обоснования планово-высотной сети на примере полигона в поселке Импилахти

Создание геодезической основы для проведения учебной практики студентов первого курса бакалавриата факультета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного университета актуально на сегодняшний день.

В исследовательском проекте прослеживается поэтапная работа съемки территории для установления местной геодезической сети с необходимостью введения инновационных технологий для получения наиболее точных геодезических данных.

Импилахтинский учебно-научный полигон СПбГУ представляет собой уникальный для проведения геодезических съемочных работ объект. Рельеф местности связан с геологическими процессами формирования Балтийского кристаллического щита: это пересеченность, обильные скальные выходы, сложенные гранитами, гранито-гнейсами и слюдяными сланцами. В пределах полигона широко распространены месторождения, появления полезных ископаемых и точки минерализации. Кроме того, уникальность объекта определяется сложнейшей геоморфологией и ландшафтами.

Расположен полигон в Республике Карелия в Северном Приладожье и охватывает территорию от городов  Сортавала и Вяртсиля на западе до района Салми и Олонца на востоке-юго-востоке. Северная граница проходит севернее озера Янисъярви и деревни Хаутаваара. Основной центр полигона расположен в Питкярантском районе в поселке Импилахти. Поселок является административным центром Импилахтического сельского поселения. Он расположен на одноименном заливе Ладожского озера, в 350 км от Санкт-Петербурга.

В течение нескольких лет факультет географии и геоэкологии занимался подготовкой съемочной базы для студенческих учебных практик на данной местности.

Основная цель создания геодезической основы (опорно-межевой сети) на территории учебно-научной базы «Импилахти» заключается в закрепление теоретических знаний, полученных в аудиториях по ряду базовых общегеографических дисциплин на практике.

Практические занятия способствуют приобретению ценных для будущих географов, картографов, геодезистов и кадастровых инженеров навыков выполнения геодезических измерений в полевых условиях оптическими и оптико-электронными приборами, а также приемниками ГНСС, с последующей обработкой полученных данных на компьютерах, что создаст основу для освоения геоинформационных систем (ГИС).

Очевидно, что любая тематическая практика предусматривает использование крупномасштабной картографической основы, которая, в свою очередь, опирается на пункты геодезической сети. Развитие съемочного обоснования и топографические съемки в поселке Импилахти ведутся с 2003 года студентами старших курсов кафедры картографии и геоинформатики и кафедры землеустройство и кадастры. В настоящее время, геодезическая сеть полигона включает в себя более 30 пунктов долговременного закрепления. Пункты имеют планово-высотные координаты в различных системах координат, таких как МСК поселка Импилахти, СК-42, международная WGS–84.

Основной целью топографо-геодезических работ являлось: установление местной геодезической сети, уточнение координат сети в планово-высотном отношении, а также надежности определения параметров преобразования между общеземной геоцентрической координатной системой, государственной и городской (местной) геодезической системами координат, используя метод полигонометрии I разряда и нивелирования IV класса.

Основой для создания учебной сети является сеть государственных пунктов триангуляции (в системе координат 1942 года), местная сеть пунктов полигонометрии поселка Импилахти (работы, выполненные в 1963г.), репера государственной нивелирной сети II класса.

Для достижения главной цели проведения топографо-геодезических работ были поставлены следующие задачи:

1) Рекогносцировка местности;

2) Нахождение геодезических пунктов с помощью GPS-приемников;

3) Восстановление геодезических пунктов с помощью GPS-приемников;

4) Проложение нивелирных ходов;

5) Проложение теодолитных ходов;

6) Тахеометрическая съемка полигона;

7) Закладка центров новых геодезических пунктов;

8) Вынос в натуру границ земельного участка НУБ «Импилахти»;

9) Подготовительные работы для проведения аэрофосъемки.

Для решения задач были использованы следующие методы: теоретический анализ литературы по исследуемой тематике, количественный и качественный анализ полученных результатов съемки, определение перспектив дальнейшего развития съемочных работ на учебно-научной базе «Импилахти».

В процессе создания учебно-геодезической сети использовались как классические методы полигонометрии, так и современные спутниковые технологии. Геодезические спутниковые технологии дополняют классические технологии и повышают их эффективность. Основными недостатками классических технологий являются: высокая трудоемкость и высокая стоимость полевых работ. В среднем по стоимости и затратам времени полевые работы составляют не менее 60% от общего объема работ. Классические технологии, особенно в части полевых работ, не поддаются полной автоматизации. Спутниковые технологии свободны от большинства этих недостатков. Они не требуют установления взаимной видимости между пунктами и постройки наружных знаков. Высокая степень автоматизации спутниковых технологий основана на применении радиоэлектронной и вычислительной техники. Определение координат пунктов геодезических сетей различных классов с помощью спутниковых геодезических технологий позволит отказаться от традиционных трудоемких технологий – триангуляции и полигонометрии, которые для реализации требуют постройки наружных знаков со взаимной видимостью.

Новая концепция перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений вызвала необходимость пересмотра традиционных подходов к вопросам реконструкции существующих и создания новых опорных пунктов геодезических сетей.

Работы по созданию геодезической основы для проведения учебной практики студентов первого курса бакалавриата факультета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного университета продолжаются проводиться и на сегодняшний день, но уже пользуясь методами, основанными на использовании спутниковых навигационных систем.

Применение геодезического оборудования, основанного на глобальных навигационных спутниковых системах (ГНСС), позволяет выйти на более высокий уровень за счет повышения точности измерений, автоматизации полевых и камеральных работ.

В 2013 году была выполнена аэрофотосъемка полигона. В качестве опознавательных знаков использовались пункты полигонометрии и пункты учебной сети. Дополнительно было заложено несколько точек. Работы выполнялись с помощью летательного аппарата GEOSKAN-101. Его типовые рабочие высоты — от 120 до 250 метров, что позволяет получать аэрофотоснимки с разрешением 4–10 см/пиксель. После обработки материалов аэрофотосъемков были получены ортофотопланы.

В апреле 2014 года проведена космическая аэрофотосъемка местности с использованием аппарата SKANEX.

В настоящее время для обеспечения полевой практики на территорию учебного полигона имеются топографические планы в масштабах от 1:5000 до 1:10000, а на прилегающую местность – более мелких масштабов. На территории учебного полигона необходимо систематически осуществляется мониторинг и при необходимости в картографическую основу, а также в ее электронную версию, вносить соответствующие дополнения и изменения.

Перспективами для дальнейшей работы может стать создание: лаборатории аэрокосмических методов для ведения научных исследований в области аэрокосмических методов ДДЗ, а также справочной информационной системы для географического анализа данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) и ГИС «Импилахти», в которой будут сгруппированы пространственные данные на территорию полигона, включающие аэрофотоснимки, цифровые снимки высокого разрешения с космических аппаратов.

Главное меню справочной системы позволит студентам выбрать необходимые материалы для решения поставленных задач, анализировать их, а при необходимости использовать в других программных приложениях. Так, например, можно осуществлять поиск интересующего участка полигона в исходном масштабе по дате залета. Кроме того, в информационной системе будут собраны актуальные карты и схемы полигона и окрестностей, а также ранее созданные картографические произведения, даны комментарии к ним. Среди этих материалов — межевые планы, фрагменты из атласов Российской империи, карты довоенного периода и др. Используя эти материалы, можно будет проследить историческую эволюцию территории.

Полигон поселка Импилахти является уникальной площадкой, на которой могут проводиться разноплановые научно-исследовательские работы и студенческие учебные практики. В данной местности собрана богатая картографическая, геологическая, географическая, историко-культурная и иная информация, которая имеет особую ценность для организации учебных практик. Значение геодезической практики для студентов-географов трудно переоценить, так как все их дальнейшие исследования, какую бы специальность они не выбрали, будут отражаться на их умениях работать с картами и планами и умениях вести традиционные геодезические измерения.

Литература:

1. Буров С.А., Урличич Ю.М., Улисков Е.А., Гвоздев В.В. Опыт внедрения технологий высокоточного спутникового позиционирования: Геопрофи: Научно-технический журнал по геодезии, картографии и навигации, №4, 2004.

2. ГКИНП (ОНТА)-01-271-03 «Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с помощью спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS»

3. Поклад Г.Г., Гриднев С.П. Геодезия: учебное пособие для вузов – М.: Академический Проект, 2007. 592 с.

4. Стороженко А. Ф., Некрасов О. К. «Инженерная геодезия» - Москва «Недра», 1993

5. № 209-ФЗ Федеральный закон о геодезии и картографии.