МЕНЮ
joomla 3wordpress

3.1 Описание выполненных аэрофотосъемочных работ

В ноябре 2014 года была выполнена аэрофотосъемка автодороги «Сосново – Дедушкино» Чайковского района Пермского края с помощью комплекса «Геоскан 101». Географическое месторасположение объекта съемки показано на рисунке 3.1.Параметры АФС приведены в таблице 3.1.

Параметры АФС:

Наименование параметра

Значение

Площадь

0,826 км2

Средняя высота полета

114 м

Количество снимков

1327

Тип камеры

NEX-5T

Размер снимка

4912 x 3264

Перекрытие

40×70

Фокусное расстояние

20 мм

Разрешение на местности

1,7 см на пиксель

Разрешение ортофотоплана

2 см на местности

Географическое месторасположение автодороги «Сосново – Дедушкино»

3.1.1.Планово высотная подготовка

Перед началом аэросъемки были проведены полевые топографо-геодезические работы для планово-высотной подготовки (ПВП).

Была создана опорная геодезическая сеть на объекте, состоящая из 7 пунктов, закрепленных жестко на местности металлическими штырями. Исходными пунктами служили 2 пункта ГГС. Координаты пунктов опорной геодезической сети определялись GPS-методом. Схема сети приведена на рисунке 3.2.

Опорное геодезическое обоснование объекта

Пункт G2 был использован в качестве базовой станции для геодезической привязки точек фотографирования.

В качестве опознаков использовались одноразовые пластиковые или бумажные тарелки белого цвета размером 18 см и более. Применение одноразовых тарелок в качестве точек ПВП наиболее целесообразно, так как не требует составления абриса и описания. Такие точки хорошо дешифрируются на цифровом снимке и имеют размер 4–5 пикселей. Координаты и высоты опознаков были определены тахеометрическим методом от пунктов опорного геодезического обоснования. Всего было закреплено 105 опознаков, схема размещения которых показана на рисунке 3.3. Таблица координат и высот опознаков приведена в приложении А.

Схема размещения опознаков на объекте

3.2 Результаты обработки, исходный материал для исследования

На борту БПЛА имеется геодезический приемник GPS, который во время аэросъемки фиксирует координаты центра каждого снимка в системе WGS–84. Для автоматической обработки результатов аэросъемки файлы с цифровыми снимками и результатами привязки их центров загружались в программный комплекс PhotoScan. После этого в автоматическом режиме выполнялась фотограмметрическая обработка и создавалась трехмерная цифровая модель территории, которая включала цифровой ортофотоплан , общий вид которого показан на рисунке 3.4 и в крупном масштабе на рисунке 3.5 (фрагмент); цифровую модель рельефа, графическое представление которой показано на рисунке 3.6; взаимные перекрытия снимков и местоположение камеры в момент фотографирования и др. Фрагменты ортофотоплана приведены в приложении Б.

Общий вид ортофотоплана автодороги «Сосново – Дедушкино»

Фрагмент ортофотоплана автодороги «Сосново – Дедушкино» с разрешением 2 см на пиксель

Графическое представление ЦМР автодороги «Сосново – Дедушкино»

Взаимные перекрытия снимков и местоположение камеры в момент фотографирования автодороги «Сосново – Дедушкино»

3.3 Оценка точности цмр

Исходным материалом для оценки точности служили разности высот ЦМР и отметок земной поверхности :

.

Отметки высот в точках с известными координатами пикетов, полученных из тахеометрической съемки объекта, рассчитывались путем интерполирования матрицы высот ЦМР двумерными полиномами нулевой, первой, второй и третьей степени, используя стандартные программу ip03r_c библиотеки численного анализа ВЦ МГУ [18]. Всего было использовано 1094 точки, из которых в обработку было взято 563 точки, которые не выходили за пределы границы ЦМР. Таблица координат и высот всех пикетных точек приведена в приложении В, символом * отмечены точки, взятые для оценки точности ЦМР.

При статистической обработке данных принималась аддитивная модель ошибок, согласно которой разности высот ЦМР и поверхности земли рассматривались в виде суммы систематической и случайной ошибок:

.

В качестве основных показателей точности модели были приняты следующие параметры:

– среднее значение разности высот, оценка систематической ошибки (n– число точек)

;

– средняя квадратическая ошибка (Root Mean Square Error)

;

– средняя абсолютная ошибка (Mean Absolute Error)

;

– вероятная линейная ошибка (Linear Error), оцениваемая как 90% вариационного ряда абсолютных значений разностей ;

– минимальное и максимальное значения разностей высот.

В общей сложности в статистическую обработку было взято 563 пикетных точек. В таблице 3.2 приведены результаты оценки точности высот ЦМР при различных степенях полиномов интерполирования.

Результаты оценки точности ЦМР по отметкам пикетных точек:

Показатель точности

Степень полинома интерполирования ЦМР

0

1

2

3

0.000

0.000

0.000

0.000

0.203

0.198

0.196

0.196

0.147

0.144

0.144

0.144

0.320

0.310

0.320

0.320

-0.61

-0.60

-0.51

-0.51

0.87

0.88

0.86

0.87

На основании данных, приведенных в таблице 3.4 можно сделать выводы:

1. результаты интерполирования практически не зависит от степени полинома.

2. ЦММ не имеет систематической ошибки.

3. Значение максимальных и минимальных ошибок ЦМР не превышают 1 м. Число ошибок, превышающих утроенного значения ско, не превышает 1%.

4. В соответствии с инструкцией по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500, средние погрешности съемки рельефа относительно ближайших точек геодезического обоснования не должны превышать по высоте 1/4 принятой высоты сечения рельефа при углах наклона до 2°. Для высоты сечения рельефа 0.5 м это будет составлять 0.125 м, а для высоты сечения 1м – 0.25 м. Полученное значение средней ошибки составило 0.144 м. Таким образом, цифровая модель рельефа может быть использована для построения горизонталей с высотой сечения 1м.

На рисунке 3.8 приведены гистограммы распределения случайных ошибок высот ЦМР, построенных по пикетным точкам, для разных степеней полинома: а) 0 степень; б) 1степень; в) 2 степень; г)3степень.

а)

б)

в)

г)

Гистограммы распределения случайных ошибок высот ЦМР, построенных по пикетным точкам, для разных степеней полинома

На рисунке красным цветом показана кривая нормального закона распределения Гаусса.

Анализ гистограмм показывает хорошее соответствие эмпирического закона распределения ошибок высот ЦМР нормальному закону распределения Гаусса.

3.4 Оценка точности ортофотоплана

В связи с отсутствием достаточного числа контурных точек на ортофотопланах, оценка точности носит предварительный характер.

В качестве контрольных точек были использованы опоры ЛЭП, хорошо опознаваемые на ортофотопланах. Координаты центров опор были определены тахеометрическим способом с точностью порядка 10 см (т.к. результаты измерений не приводились к центрам опор).

Примеры отображения опор ЛЭП на ортофотопланах приведены на рисунках 3.9.

Пример отображения опоры ЛЭП на ортофотоплане автодороги «Сосново – Дедушкино»

Для оценки точности использовались разности между измеренными на ортофотоплане и геодезическими координатами контрольных точек на ортоснимке, которые считались в данном случае безошибочными, т.е. разности координат

, ,

рассматривались при оценке точности как истинные ошибки.

Основными показателями точности служили следующие статистические характеристики выборок:

– средние арифметические

, ,

которые характеризуют систематическую ошибку снимка (сдвиги по осям координат)

– средние квадратические ошибки RMSE(Root Mean Square Error) по осям координатRMSEX,RMSEYи в планеRMSEXY

, , ;

– средняя радиальная ошибка MRE(Mean Radial Error)

, ,

которая традиционно в отечественной геодезической практике служит мерой точности положения точки на плоскости;

– вероятная круговая ошибка СЕ90 (C. Error)

– максимальная радиальная ошибка Rmax[19].

В обработку было принято 17 координат опор ЛЭП. Результаты оценки точности ортофотоплана

Показатели точности

Значения показателей точности

Сдвиг по оси x ,, м

-0.08

Сдвиг по оси y ,, м

-0.04

Модуль сдвига, м

0.09

СКО по оси X RMSEX, м

0.17

СКО по оси YRMSEY, м

0.17

СКОRMSEXY, м

0.24

Средняя радиальная ошибка MRE, м

0.23

Вероятная круговая ошибка CE90, м

0.38

Максимальная радиальная ошибка Rmax, м

0.38

Максимальная ошибка на точке

214\T1

Контроль планового положения контрольных точек выполняется по разности плановых координат изображений этих точек на фотоплане и их значений, выбранных из соответствующих каталогов. Средние величины погрешностей в плановом положении опорных и контрольных точек не должны превышать в масштабе создаваемого фотоплана 0,5 мм в равнинных и всхолмленных районах и 0,7 мм - в горных.

Результаты выполненного исследования (таблица 3.5) показывают, что значение средней радиальной погрешности составляет 0.23 и не превышает допустимого значения 0.25 м для масштаба 1:500. Выводы носят предварительный характер.

4 Технико – экономическое обоснование исследования точности построения ортофотоплана и цмм по материалам афс с бпла автодороги «сосново – дедушкино»

Целью экономической части является определение стоимости работ по исследованию точности построения ортофотоплана и ЦММ по материалам аэросъемки с БПЛА согласно Справочнику базовых цен на инженерные изыскания для строительства [20]. Инженерно-геодезические изыскания при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений (далее по тексту "Справочник") разработан для определения базовой стоимости инженерно-геодезических изысканий при формировании цен в договорах (контрактах). Так же были использованы Справочник сметных укрупнённых норм на топографо-геодезические работы (СУСН-2002) [21] и Временные тарифы на аэросъемку, выполняемую аэросъемочными подразделениями (партиями, группами) предприятий и организаций Комитета.

Цены рассчитаны в уровне сметно-нормативной базы на 01.01.2001 г. по условиям оплаты труда инженерно-технических работников и рабочих, стоимости материалов и услуг, а также размеров амортизационных отчислений по основным фондам в соответствии с "Методическими рекомендациями по составу и учету затрат, включаемых в себестоимость проектной и изыскательской продукции (работ, услуг) для строительства и формирования финансовых результатов".

Цены рассчитаны в соответствии с составом и современной технологией производства полевых и камеральных инженерно-геодезических работ, с учетом требований ГОСТов и действующих нормативных документов (утвержденных или согласованных Госстроем России по состоянию на 01.01.2001 г.), и являются оптимальными для определения стоимости этих работ. Ценами учтены накладные расходы, плановые накопления, отчисления на социальные нужды, затраты на уплату налогов и сборов (кроме НДС).

Коэффициенты, применяемые к базовым ценам (взяты из Справочника базовых цен на инженерные изыскания для строительства), представлены в таблице 4.1

Экономический расчет затрат на создание ортофотоплана и ЦМР на основе АФС с БПЛА представлен в таблице 4.2.

Коэффициенты, применяемые к базовым ценам:

Название коэффициента, применяемого к базовым ценам

Значение коэффициента

Продолжительность неблагоприятного периода 4-5,5 мес. (ОУ п. 8 г, табл.2)

1,2

Районный коэффициент к заработной плате (ОУ п. 8 д , прил. 2)

1,15

Коэффициент к итогу сметной стоимости изысканий ( ОУ п. 8 д, табл. 3)

1,08

Расход по внутреннему транспорту, % (ОУ п. 9, табл. 4)

19,6%1

Расход по организации и ликвидации работ, % (ОУ п. 13)

3250+2%2

Коэффициент с выплатой работникам полевого довольствия

1,15

Коэффициент выполнения камеральных картографических работ с применением компьютерных технологий

1,2

Смета затрат на создание ортофотоплана и ЦМР на основе АФС с БПЛА:

№ п/п

Виды работ, расчёт сметной стоимости, единицы работ

Обоснование стоимости

Количество

Цена, Руб.

Сумма, руб.

1

Услуги архивных фон­дов, органов архитек­туры и градостроитель­ства. Выдача координат и высот пунктов геодезической сети

СБЦ-2006, §6 п. 6 гл.9 часть II

2

80

320

2

Плановая и высотная привязка отдельных точек

СБЦ-2006, т. 8 §4 п. 9 гл. 7 часть II

105

96

10080

3

Тахеометрическая съемка

СУСН-2002, ч1, т3.3 &102.1

93082,5

4

АФС с применением БПЛА

"Временные тарифы …"

0,8 км2

1 050 +5250

61173

5

Создание ортофотоплана

23384

6

Создание ЦМР

23384

7

Создание топоплана масштаба 1:500

12100,94

8

Исследование точности

30 000

Учет коэффициентов

Камеральные работы

k= 1,2

106962,7

Полевые работы

137825,4

Итого

244788,1

9

Внутренний транспорт

СБЦ-2006, т. 3 §2 О.У. п. 9

19,6%

47978,47

10

Оргликвидационные расходы

СБЦ-2006, т.6§5

3250+2%

8145,762

№ п/п

Виды работ, расчёт сметной стоимости, единицы работ

Обоснование стоимости

Количество

Цена, Руб.

Сумма, руб.

11

Районный коэффици­ент

СБЦ-2006, т. 3 §2 О.У. п. 8д

k= 1,15

k= 3,79

281506,3

12

Итого в ценах на

01.01.2015 года:

Минрегион

России №3652-СК/08

от 12.02.09 г

927747

Итого

1265378

Стоимость работ для создания ортофотоплана и ЦММ по материалам аэросъемки с БПЛА автодороги «Сосново–Дедушкино» составляет 1 265 378 рублей.

Please, enter your phone number

*после отправки заявки, мы свяжемся с вами в ближайшее время!