Топографиялық карталарды жаңартудағы заманауи технологиялар

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 42 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым минстрлігі
Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Қорғауға жіберілді
_________Кафедра меңгерушісі____________ Касымканова Х.М.

АРАҚАШЫҚТАН ЗЕРДЕЛЕУ МӘЛІМЕТТЕРІН ҚОЛДАНУ АРҚЫЛЫ ТОПОГРАФИЯЛЫҚ КАРТАЛАРДЫ
ЖАҢАРТУ

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

5В071100-Геодезия және картография мамандығы бойынша

Орындаған
.

Ғылыми жетекші
Картография және геоинформатика
кафедрасының доцент м.а.,PhD

Норма бақылаушы

Алматы, 2015
Түйіндеме

Дипломдық жұмыс Арақашықтан зерделеу мәліметтерін қолдану арқылы
топографиялық карталарды жаңарту тақырыбына жазылып, кіріспеден, үш
тараудан, қорытынды және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
Дипломдық жұмыста Шарын өзені бассейнінің аэротопографиялық түсіріс
ақпараттары бойынша сандық фотограмметриялық технология көмегімен 1:5 000
масштабтағы топографиялық планын жаңарту қарастырылған. Бұл
картографиялаудағы жаңарту үрдістерінің заманауи әрі тиімді әдісі болып
келеді.
Берілген аэрофототүсіріс бойынша топографиялық план құрудың жалпы
технологиялық сызбасы көрсетілген. Жер бедерінің сандық моделі және
аймақтың үшөлшемді анимациясы құрастырылды. Алынған ортофотопландардың
негізінде топографиялық пландарды жаңартудың технологиялық сұлбасы
сипатталған.

Реферат

Дипломная работа написана на тему Обновление топографических карт с
применением материалов дистанционного зондирования и состоит из введения,
трех глав, вывода и списка использованной литературы.
В дипломной работе рассмотрена цифровая фотограмметрическая технология
обновления топографических планов масштаба 1:5 000 по материалам
аэрофототопографических съемок на территорию бассейна реки Шарын.
Это современный и выгодный способ обновления в процессе
картографировании. Представлена общая технологическая схема создания
топографических планов по данным аэрофотосъемки. Составлены цифровая модель
рельефа, а так же трехмерная анимация местности. Описана технологическая
схема обновления топографических планов на основе полученных
ортофотопланов.

Abstract

The thesis work is written on a theme "Update topographic maps using
by remote sensing data" and consists of an introduction, three chapters,
conclusion and bibliography.
This thesis presents digital photogrammetric technologies for updating
topographic maps of scale 1:5 000 by using aerial photography materials of
the river Sharyn’s basin.
It is a modern and convenient way of updating in the process of
mapping. There is presented a general flow chart of creating orthophotomaps
using the materials of aerial photography. The Digital Terrain Model and
three-dimensional animation of an area are created. There is shown a
technical scheme of updating topographic maps based on the created
orthophotomaps.
Мазмұны

6
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .
1. Топографиялық карталарды жаңартудағы заманауи технологиялар 8
1.1 Аэрофототопография саласындағы заманауи сандық
технологиялардың 8
қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
1.2 Аэрофототүсіріс деректері бойынша сандық ортофотопландар
жасаудың жалпы технологиялық 12
сұлбасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3 Photomod бағдарламасында аэротүсірістердің фотограмметриялық
өңдеуінің 16
технологиясы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
2. Зерттеу нысаны және 21
әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
2.1 Шарын өзені бассейнінің жалпы физикалық-географиялық
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
2.1.1Шарын өзені бассейнінің геоморфологиялық және геологиялық
ерекшеліктері ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 23
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
2.1.2Шарын өзені бассейнінің климаттық 26
ерекшеліктері ... ... ... ... ... . ... .
2.1.3Шарын өзені бассейнінің топырағы мен өсімдік жамылғысына
сипаттама ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 29
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .
2.1.4Шарын өзені бассейнінің жануарлар әлемінің 31
сипаттамасы ... ... ... .
2.2 Зерттеу 31
әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ..
2.2.1Топографиялық карталарды жаңартудағы ГАЖ бағдарламаларының
ерекшеліктері ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 31
... .
2.2.2Зерттеу нысанының жер бедерінің 3D үлгісін құрастыру
ерекшелігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 33
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .
3. Арақашықтан зерделеу мәліметтерін қолдану арқылы топографиялық
карталарды жаңарту әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... 34
3.1 1:5 000 масштабты топографиялық планын сандық
фотограмметриялық технологияны қолданып жасау 34
барысы ... ... ...
3.1.1Аэротүсірістерді өңдеу 34
кезеңдері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
...
3.1.2Байланыстырушы нүктелер мен пландық-биіктік негіз нүктелерін
өлшеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 35
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
3.1.3Жер бедерінің сандық моделін жасау. Бедер үлгісінің
қателіктерін есептеу және оларды түзету 37
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
3.1.4Ортофотопланды жасау. Ортофотопланның түстік реңкін
теңестіру ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 40
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
3.2 ArcGIS бағдарламасында арақашықтықтан зерделеу мәліметтерін
пайдаланып сандық план жасау 42
технологиясы ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
3.3 ArcGIS бағдарламасында 1: 5 000 масштабында сандық план жасау
барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.3.1ArcCatalog және ArcMap-тағы дайындық 43
жұмыстары ... ... ... ... ... ...
3.3.2Деректерді векторлау және
редакторлау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 45
3.3.3Планның 47
компоновкасы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
49
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .
Пайдаланылған әдебиеттер 50
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қосымша 51
А ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ..
Қосымша 52
Ә ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...

Кіріспе

Жұмыстың өзектілігі. Қазіргі таңда топографиялық өндірістің даму
деңгейінде, соның ішінде ірі масштабты карта құрастыруда аэро- және
ғарыштық түсірістер ерекше орынға ие. Қазақстан Республикасының зор
территориясын картографиялауды ұшу аппараттарынынан алынған суреттер мен
деректерсіз елестету қиынға түседі. Сондықтан, ел аумағындағы жерлердің
карталарын жаңартудың негізгі әдісі болып аэрофототүсіріс және оның
негізінде алынған ортофотоплан мен топографиялық пландар болып келеді.
Нәтижесінде, сандық аэрофототүсіріс арқылы түсірілген территорияның кез
келген жерін картографиялап, жаңартылған мәліметтерді алуға болады. Пландар
қойылған талабына сай 1:500-1:5 000 масштабқа дейінгі аралықта жасалуы
мүмкін және оларды құрастырудың мақсаты – мазмұнын қабылданған координаттар
мен биіктік жүйесінде және қолданыстағы шартты белгілер арқылы жер
аумағының қазіргі қалпына сай келтіру.
Берілген жұмыстың зерттеу нысаны ретінде Шарын өзені бассейні алынды.
Аталған аймақтың 1:5 000 масштабтағы топопланын жасау қарастырылды.
Жұмыстың мақсаты. Аэрофототопографиялық түсіріс материалдары бойынша
ортофотопландарды құрастырудың сандық фотограмметриялық технологиясын
зерттеу және оның негізінде топопланды құрастыру.
Жұмыстың негізгі міндеттері:
- аэрофототопографиялық түсірістердің әдістерін зерттеу;
- аэротүсірістерді Photomod бағдарламасында фотограмметриялық өңдеу
технологиясын зерттеу;
- бедер моделін құрастырып, қателіктерін жөндеу;
- жер бедерінің 3D моделін ArcScene қосымшасында құрастыру әдістерін
зерттеу;
- ортофотоплан арқылы зерттеу нысанының ArcGIS бағдарламасында
топопланын құрастыру технологиясын зерттеу.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы. Сандық фотограмметрияның заманауи
мүмкіндіктерін пайдалана отырып, 2014 жылғы сандық аэрофототүсіріс
деректері негізінде Photomod 6 бағдарламасымен Шарын өзені бассейнінің
ортофотопланы құрастырылды. Сонын негізінде, топографиялық планды
құрастырудағы жаңа технология әдістерін пайдалана отырып, ArcGIS 10.1
бағдарламасы мен қосымша модульдері көмегімен Шарын өзені бассейнінің
1:5 000 масштабтағы топографиялық планы және зерттеу аймағының
рекогносцировкасының заманға сай тәсілі ретінде, жер бедерінің үш өлшемді
моделі құрастырылды.
Зерттеудің практикалық маңызы. Зерттеудің ортофотоплан және карта
жаңарту мен құрастыру технологиясының көмегімен картографиялық
агенттіктердің Қазақстан территориясының ірі масштабты карталар мен
пландарын аэрофототүсіріс көмегімен сапалы түрде жаңарту мүмкіндігі.
Зерттеудің әдістемелік базасы. Жұмысты жазу барысында дәстүрлі,
картографиялық, салыстырмалы, фотограмметриялық, геоақпараттық
картографиялық әдістер қолданылды.
1 Топографиялық карталарды жаңартудағы заманауи технологиялар

Уақыт өте келе, жер бетінде түрлі өзгерістер жүріп жатады: жаңа елді-
мекендер пайда болады, ескілері өсе келеді, жаңа жолдар салынады, жер
бедері мен су торы да өзгеріп отырады. Осылайша, өзгерістердің нәтижесінде
карта ескіреді. Ондай карталар шындыққа сай келмей, қолданыста
ыңғайсыздықтарды тудыруы мүмкін. Сондықтан, карталарды жүйелі түрде
жаңартып отыру қажет.
Топографиялық карталарды жаңартудың мақсаты – оның мазмұнын
қабылданған координаттар мен биіктік жүйесінде және қолданыстағы шартты
белгілер арқылы жер аумағының қазіргі қалпына сай келтіру.
Ұлттық картографиялау жергілікті жобалау үшін негізді қамтамасыз
етеді. Оның мақсаты болып ұлттық картографиялық агенттіктер арқылы жер
бетін 1:50 000 немесе 1:25 000 масштабтағы карталармен қамтамасыз ету болып
келеді. Заманауи карта жаңартылуы бойынша жүргізілген зерттеулерге
сүйенсек, дүние жүзіндегі 1:50 000 масштабтағы орташа картаның жасы 45 жыл,
ал 1:25 000 масштабты картаның жасы 20 жыл. Еуропада бұл жағдай
салыстырмалы түрде жақсы болып келсе (карталарды жаңарту 7-ден 15 жылға
дейінгі аралықта өткізіледі), Африка, Латын Америкасы сияқты материктерде
жаңарту 50 жылдан аса уақыт ішінде жасалынады.
1:10 000 немесе ірірек масштабтағы үлкен территорияларды
картографиялау туралы көп деректер жоқ. Жалпы алғанда, әлем бойынша
ақпараттың жетіспеушілігі байқалады. Тек Германия немесе Ұлыбритания сияқты
елдердің ғана 1:5 000-нан 1:1 200-ға дейінгі масштабқа жететін ірі
масштабты картографиялау жүйелері бар, оны жергілікті және қалалық жобалау
мен мүлік кадастрына қызмет ету үшін жасайды. Ірі масштабты картографиялау
бойынша көптеген деректің жоқ болуына аэрофототүсіріс немесе жер беті
түсірістері сияқты технологиялар бағасының жоғары болуы себеп.
Көптеген дамыған мемлекеттерде, соның ішінде Еуропада ондаған жылдар
ішінде аэрофототүсіріс пен далалық түсірістер арқылы деректердің егжей-
тегжейлі геобазалары құрылып, қазіргі таңда жаңа түсірістер арқылы тек
жаңартулар мен өзгерістер енгізіліп отырады. Қазіргі таңда аэрофототүсіріс
пен ғарыштық түсірістер карта жаңартуда ең негізгі рөлді атқарады, сонымен
қатар олар бар карта деректерінің сапасын көтеріп, адамға аяқ басу қиын
аумақтарда түсіріс жасап, жиі уақыт аралығында өткізілу артықшылығын
танылады [1].

1.1 Аэрофототопография саласындағы заманауи сандық технологиялардың
қолданылуы

Заманауи сандық технологиялар, ғарыш серік навигациялық жүйелер мен
топографо-геодезиялық мәліметтерді арақашықтықтан зерделеу
жүйелері
картографиялық ақпаратты толық және шынайы түрде көрсетуге мүмкіндік береді
және оны бейнелеу әдістері мен қол жетімділікті жетілдіре түседі. Заманауи
сандық фотограмметриялық станциялар (СФС) сандық фотограмметрияның
әдістерін қолдана отырып, қолданбалы карталар ретінде векторлық ақпаратқа
толы және сыртқы мәліметтер базасына байланған ортофотопландарды жасауға
мүмкіндік береді, ал заманауи жоғарыэффективті, автоматтандырылған
аэрофотограмметриялық технологиялар дәстүрлі аэрофототопографияның
әдістерінің орнына келді.
Топографиялық өндірістің қазіргі даму деңгейінде, соның ішінде ірі
масштабты карта құрастыруда аэро- және ғарыштық түсіріс ерекше орын алады.
Мамандарға Қазақстанның зор территориясының ұшу аппараттарынынан алынған
суреттерінсіз топографиялық карталарын жасауды елестету қиынға түседі.
Қазіргі таңда топографиялық карталар мен пландарды жасау мен жаңарту
кездерінде сандық фотограмметрия мен аэрофототопографияның жетістіктері кең
қолданылады.
Қазіргі аэрофототопографияның барлық дерлік компонеттері сандық болып
келеді. Сандық әдістер деректерді алу уақытының азаюына, мәліметтер
нақтылығын арттыруға және жұмыстың арзандауына алып келді. Түсірілген
аумақтың кез келген бөлігінде сандық аэрофототүсіріс берілген шарттарға
байланысты (1:500 – 1:10 000 және одан да ұсақ масштаб) сандық
картографиялық негізді алуға мүмкіндік береді [2].
Аэрофототопография бөлімінде сандық технологияларды қолдану келесі
артықшылықтарды береді:
- фотограмметриялық үрдістердің автоматизациясы;
- аралық материалдар мен үрдістерге кеткен шығындардың азаюы;
- жұмыс компьютерлік жабдықтауда, сандық ақпаратты алу мен өңдеудің
үзіліссіз кезеңінде жүргізіліп, оны болашақта тез арада жаңарту мен
сақтауға мүмкіндік береді.
Аэротүсіріс – жер беті объектісінің геокеңістіктік ақпаратын алудың ең
тиімді және шынайы әдісі болып келеді, оған қоса жоғары геометриялық,
графикалық және координаттық негіз болып келетін толық ақпаратты да
қамтиді. Түсіріс түрі мен оптикалық осінің кеңістіктік бағдарына байланысты
түсірістің келесі түрлері болады:
- көкжиекті алумен аймақтың төмен биіктікті аэрофототүсірісі, онда
суреттің 1\3 бөлігін аспан алады;
- биіктіктік көрініс аэрофтотүсіріс – панорамдық және 3D сфералық;
- фотоаппарат жазықтығының жер бетіне парралель орналасуымен пландық
аэрофототүсіріс – надирдегі аэрофототүсіріс, көбінесе топографиялық
деп аталып, жер бетін картографиялау кезінде қолданылады [3].
Қазіргі таңда жоғары дәлдікті геокеңістікті деректерді алудың ең
тиімді әдістерінің бірі болып сандық аэрофототүсіріс және әуе лазерлік
сканерлеу (лазерлік локация) болып келеді.
Технологияның артықшылықтары:
- дәстүрлі әдістермен малыстырғанда, аэротүсірістің жоғары өнімділігі
және жұмыстың жоғары сапасы;
- аймақтың сандық аэрофототүсірісі мен әуе лазерлік сканерлеу
деректерінің жоғары дәлдігі және егжей-тегжейлігі, план және биіктік
бойынша 5 см-ге дейін;
- дәстүрлі әдістерге жету қиын аймақтарда (соның ішінде таулы және өтуге
мүмкіндік жоқ жерлерде) болған аэротүсіріс жұмыстарының негізінде
топографиялық түсірісті жүргізу мүмкіндігі;
- лазерлік локация аймақтың жер бедері туралы деректерді тіпті қалың шөп
жамылғысы бар кезде де алуға мүмкндік береді;
- алынған аэрофото деректер мен лазерлік локация деректерінің сандық
форматы.
Қолданылу аясы: мұнай-газ құбырлары трассасының, электрбайланыс
сызықтары, көлік және темір жолдары, аудандық аймақтардың, т.б. инженерлік
іздеулері. Сонымен қатар, сандық картография, оның ішіне аймақтың
топографиялық түсіріс, архитектура, қала құрылысы және кадастр, жылжымайтын
мүлік инвентеризациясы, экологиялық мониторинг, ауыл шаруашылығын және
орман ресурстарын басқару, ГАЖ-ды (геоақпараттық жүйелер) және МАЖ-ды
(муниципалды ақпараттық жүйелер) жасау кіреді.
Аймақтың сандық аэрофототүсіріс жұмыстары мен әуе лазерлік сканерлеу
нәтижесі болып табылатындар:
– сандық ортофотопландар (ортофото);
– бедердің сандық моделі (ортофото);
– 1:500; 1:1 000; 1:2 000; 1:5 000; 1:10 000 масштабты сандық
топографиялық пландар және инженерлік-топографиялық пландар;
– 1:10 000; 1:25 000 масштабты сандық карталар;
– бедердің сандық моделі (БСМ), TIN немесе GRID моделдері;
– навигациялық карталар;
– аймақтың үш өлшемді моделдері, соның ішінде қалалардың үш өлшемді
моделдері;
– әуе лазерлік сканерінің нүктелер (шағылысуы) бұлты және сандық
түсірістер;
– жоғары дәлдікті панорамдық суреттер.
Сандық аэрофототүсіріс заманауи топографиялық аэрофототүсірістік
жүйелермен орындалады. Олар жоғары өнімділік, геометриялық нақтылық пен
кеңістіктік түсіріс ауқымдылық сапасына ие. Толықформатты сандық
аэрофотокамера арқылы алынатын аэрофототүсіріс деректері түрлі-түсті және
төрт спектралды зонадағы (қызыл, жасыл, көк, жақын инфрақызыл)
мультиспектрлі суреттердің жиынтығы болып келеді. Спектралды каналдардың
түсірістері жоғары дешифрлеу қасиеттеріне ие спектрозоналды суреттерді
(жақын инфрақызыл канал мен көрінетін спектр зонасынан 2 таңдалған каналы
бар шартты түстердегі суреттер) жасауға қолданылуы мүмкін.
Сандық аэрофототүсіріс орналасуы мен ұшу қалпын анықтай алатаны
борттық жүйені қолдану арқылы жүзеге асады. Ол жүйе ұшу кезінде суреттердің
сыртқы бағдарлау элементтерін анықтап, сол арқылы аэрофотосуреттердің
пландық-биіктіктік шығындарын және жұмыс істеу уақытын азайтуға мүмкіндік
береді. Жұмыстың басты кезеңдері 1–суретте көрсетілген.
Стереотопографиялық түсіріс

Дала жұмыстары

1-сурет. Стереотопографиялық түсіріс

ДК (дербес компьютер), сандық фотограмметрия картографияны және
қолдана отырып карталарды жасаудың заманауи әдісі топографиялық карталарды
дәстүрлі басып шығарылған күйінде және сандық түрінде алуға мүмкіндік
береді.
Сандық аэрофототүсірістің анологтық түсірістен артықшылықтары:
– фотохимиялық өңдеу үрдістерінің болмауы және фотолабораторияның
қажет еместігі;
– аэрофотосуреттерді сканерден өткізбеу қажеттігі;
– фотодерек деформациясының болмауы және сонымен байланысты
аэрофотосуреттің геометриялық бұрмалануының болмауы;
– аса жоғары фотометриялық сапасы: қою көлеңкедегі егжей-
тегжейлерді анықтау;
– фотограмметриялық өңдеу кезінде координаттық белгілер арқылы
суреттердің ішкі бағдарлауын жүргізудің қажет болмауы;
– суреттерде механикалық бүліну мен шаң іздерінің болмауы.
Сандық түсірістің басты кемшілігі – биіктікті жер серік әдістерімен
анықтаудағы нақтылық бойынша шектеуліктер болып келеді.
Қазіргі таңда алынған суреттерді өңдеуді арнайы компьютерлік кешендер
– сандық фотограмметриялық станциялар арқылы жүргізеді, мысалы, Intergraph
Image Station немесе Photomod [4].

1.2 Аэрофототүсіріс деректері бойынша сандық ортофотопландар жасаудың
жалпы технологиялық сұлбасы

Аэрофототүсіріс 2014 жылы жүргізілді. Осы аэрофототүсірісті жүргізу
үшін King Air C90A екімоторлы ұшағы қолданылды, оның техникалық
сипаттамасы 1-кестеде көрсетілген (2-сурет). Оның бортында VEXCEL
UltraCamX кеңформатты сандық аэрофотокамера орналастырылған. Камера
борттық және трассалық GPS жүйелерімен жабдықталған.

2-сурет. King Air С90A аэротүсірісті ұшағы

Ұшақты алдын ала тексерудің технологиясы ұшуларды жоспарлаудың
кезеңдерін, аэрофототүсіру жұмыстарын орындауды және деректерді бастапқы
өңдеуді қамтиды. Ұшуларды жоспарлаудың жүйесі аппараттық және бағдарламалық
бөлімнен тұрады. Аппараттық бөлім ұшақтың бортында орналасқан және оның
навигациялық жүйесіне қосылған. Аэрофототүсіру аппараттық бөлімге салынған
жұмыстарды жүргізудің жоспарының көмегімен жүргізіледі. Жүйенің
бағдарламалық бөлігі аэрофототүсіруді жоспарлау және хаттамалаудың қызметін
атқарады. Жоспарлау сандық растрлық немесе векторлық карталардың үстімен
жүргізілуі мүмкін. Алдын ала жоспарлаудың уақытында ұшудың бағыттары
дайындалады, түсірудің тәртіптері және басқа да қажетті талаптар
белгіленеді.

1-кесте
King Air С90A аэротүсірісті ұшағының техникалық сипаттамасы
King Air С90A аэротүсірісті ұшағы
Ұшу салмағы, кг 4581
Отынның максималды қоры, кг 1167
Крейсерлі жылдамдығы, кмсағ 420 (144-161 min)
Биіктігі, м 500-ден 8000-ге дейін
Ұшу алыстығы (км) 2037
Отын шығыны, лсағ 299

VEXCEL UltraCamX кеңформатты сандық аэрофотокамераның (3-сурет)
сипаттамасы келесідей:
- разрядтығы 14 бит аналогты-сандық қайта жаңғырту динамикалы өрісті
арнаға 12 биттен жақсы береді;
- панхроматикалық арнаның (қара-ақ) және мультиспектрлі арнаның
спектрдің көрінетін (қызыл, жасыл, көк) және көрінбейтін (жақын
инфрақызыл) аймақтарға үйлесімді жинақтауы;
- сандық суреттерді айналы қатты дискке тікелей жазу, бұл ақпараттың
артығымен болуын және сақтаудың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді;
- бір ұшқан сәтте 4700-ден астам суретті жазу (қалыпты тәртіпте);
- түсірудің жылдамдығы секундына 1,35 сурет немесе одан тезірек болуы,
тіпті, құрылыстар салынған аумақты ірі көлемді түсіру кезінде де ұзын
бойына қамтуға мүмкіндік береді;
- аэрофотоқондырғыларды, навигациялық бағдарламалық кешендерді, борттық
GPS-қабылдағыштарды және инерциалды жүйелерді қоса алғанда, көптеген
фотограмметриялық құрамдас бөліктер үшін авионика жүйелерімен тікелей
үйлесімдігі.
Суреттің форматтары:
– панхроматикалық сурет – 14430(9420 пиксель;
– мультиспектралды сурет – 4810(3140 пиксель (Red-Green-Blue-Nir);
– суреттің кеңістіктік түсіріс ауқымдылығы – 3,5-ден 56 см-ге дейін.
Камераның кадрларды 136 мРх түсіру ауқымымен, 1,35 сек. интервалымен
алуға мүмкіндік береді, бұл ірі масштабты формат үшін стереожұптарды алған
кезде ыңғайлы болып келеді. Панхроматикалық объективтің фокустық ара
қашықтығы – 100 мм, түрлі-түсті мен NIR-дікі – 33 мм. Деректердің форматы –
TIFF, JPEG, Tiled TIFF.
Суреттерді план және биіктік бойынша географиялық байлау үшін
мемлекеттік геодезиялық тор пункттерін қолдана отырып, планды-биіктік
қамсыздандыруы құрастырылған [5].

3-сурет. VEXCEL UltraCamX кеңформатты сандық аэрофотокамерасы

Сандық фотограмметриялық жүйелерден (СФЖ) алынатын басты өнім ірі
масштабты топографиялық пландар болып келеді. Топографиялық пландарды
жасаған кезде аралық буын болып ортофотоплан келеді. Олардың жасалу
технологиясы 4-суретте көрсетілген.
Оларды құрастырған кезде, бастапқы суреттерде камера параметрлерімен
байланысты, оптикалық ось еңістігі, жер бедерімен, т.б. байланысты
геометриялық бұрмаланулар жөнделеді. Бірыңғай растр немесе беттер жинағы
ретіндегі ортотрансформациялаудың нәтижесі белгілі бір картографиялық
проекцияда беріледі.
Ортофотоплан – аэрофототүсіріс немесе ғарыштық түсіріс жолымен
алынған, нақты геодезиялық негізі бар жергілікті аймақтың фотографиялық
планы болып келеді. Ортофотоплан нақты түрде және қазіргі уақыт режімінде
аймақтың бейнесін көрсетеді де, карталар мен фотопландарды жасау мен
жаңарту үшін негізгі базалық материал болып келеді.
Ортофотопланды алу үшін әрбір бастапқы сурет жер бедері және түсірісті
алу әдісі есебінен болатын барлық бұрмалануларды алып тастап
трансформацияланады. Ондай бұрмалануларға әртүрлі масштабтылық, аймақтағы
объекттердің салыстырмалы түрде жылжуы, жобалық бұрмаланулар жатады. Содан
кейін ортотрансформацияланған суреттер жинағын біркелкі жапсарсыз мозаикаға
тігеді [6].
Ортофотопландарды жасау сандық топографиялық карталар мен пландарды
жасаудың технологиялық сұлбасындағы ең маңызды кезеңдердің бірі болып
келеді. Сандық топографиялық карталар мен пландарды жасаудың технологиялық
сұлбасы келесі жұмыстарды құрайды:

4-сурет. Сандық топографиялық карталар мен пландарды жасаудың технологиялық
сұлбасы
– техникалық жобаны құрастыру;
– аэрофототүсірісті жүргізу;
– зерттеу, рекогносцировка мен реперлерді салуды жүргізу;
– ортофотопланды жасау;
– сандық топографиялық карталар мен пландарды жасау.
Текхникалық жоба аэрофототүсіріс жұмыстарын жобалау мен жүргізу үшін
техникалық-экономикалық көрсеткіштерді анықтайтын басты құжат болып келеді
[7].

1.3 Photomod бағдарламасында аэротүсірістердің фотограмметриялық
өңдеуінің технологиясы

Photomod cандық фотограмметриялық жүйесі – ол фототриангуляция және
фототриангуляциядағы бедердің құрылуына дейінгі және сандық түрдегі картаны
құрастырауда және ортофотоплан үшін қолданылады. Ikonos, Quickbird, SPOT,
ASTER, IRS, FORMOSAT, CARTOCAT, ДК ресурсы арқылы Photomod жүйесіндегі
аэрофототүсіріс пен сканерлік суреттердегі мәліметтерді өңдеу үшін
қолданылады. Жүйеде өзіндік модульдік құрылымы бар, мұнда қолдануға ыңғайлы
болу үшін пакетті сатып алған кезінде конфигурацияны өзі таңдап береді.
Желілік нұсқасы жүйенің кең көлемде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, мұнда
бір уақытта әр түрлі жұмыс орындарын қатар қолдануға болады.
Қазіргі таңда Photomod маркасы цифрлық фотограмметриялық АЗ
мәліметтерін қайта құруды білдіреді, ол аспан мәліметтерін сурет бағытында
алуға мүмкіндік беретін, барлық қол жетімді коммерциалды түсірілімді
жүйені, сонымен қатар, кадрлы цифрлік және пленкалы камераны, жоғарғы
дәлдікті сканерлі космостық жүйені, сондай-ақ радарлы синтезділі апертура.
Photomod толық функционалды, локалді цифрлі фотограмметриялық станция
ретінде, үлкен жобалар жасауға арналған жан-жақты сеттік орта, өте күрделі
процестерді орындау үшін қосымша фотограмметриялық жүйеге арналған жұмыс
орнында қолданылады.
Жүйенің байлықтары:
- жабық технологиялық циклдің барлық түрін алатын соңғы өнімдер: БСМ,
3D векторлар, ортофотопландар, басқа бағдарламалық өнімдерді қолданбаған
сандық карта;
- әр түрлі түсірілімдегі жүйені қолдау;
- басқа фотограмметриялық және геоақпараттық жүйені қамтитын,
форматтарды алмастыру;
- үлкен санды координаталы жүйені қолдау, сонымен қатар өз жүйелі
координаттарды беру мүмкіндігі;
- фотограмметриялы үрдістерді автоматизациялау;
- майысымды модульдік конфигурация, басқа да тапсырмаларды шешетін
Photomod өнімдерін таңдауға мүмкіндік береді;
- биік шығарылатын және жүйенің сенімділігі;
- үлкен жобаларды жасау үшін қойылған желілік орта;
- технологиялық процестердегі сапаның бақылануы;
- стереобақылаудың әр түрлі жұмыс жасау түрі;
- кіріспедегі әр түрлі құрылғыларды қолдау;
- конфигурация жасау мен орнатудың қарапайымдылығы;
- оқудың оңайлылығы мен қолданудың ыңғайлылығы;
- квалификацияланған және техникалы қолдау.
Photomod бағдарламалық кешенінің басты модулдер құрылымын және
ортофотоплан жасау үшін сандық суреттерді өңдеудің кезеңдерін қарастырайық
(5-сурет).
Аэрофотосуреттердің блогы. Аэрофотосуреттер блогын өңдеу келесідей
кезеңдерден тұрады:
Дайындық кезеңдері (жобаны жасау және теңестіру) соңында жасалынатын
өнімнің түріне қарамастан орындалады.
1) Суреттерді дайындау.
2) Жобаны құрастыру - Photomod MontageDesktop модулі:
- Photomod жобасын жасау;
- координаттар жүйесін беру;
- Photomod-тың ішкі форматына келтіріп суреттерді жүйеге енгізу.
Көлденең және тік жабындыларды есепке ала отырып, блокты құрастыру
мақсатымен суреттерді алдын-ала бағдарлау (бұрылып кетулер мен ығысулар)
Камераның паспорттық деректерін енгізу.
3) Жүйені өлшеу (фототриангуляуция үшін деректерді жинау) Photomod AT
модулі:
- ішкі бағдарлауды орындау (жартылай автоматты түрде немесе қолмен);
- координаталарды енгізу және тірек және бақылау нүктелерін өлшеу;
- бойлық жабынды (маршруттар арасындағы байланыс) және көлденең
жабынды (маршрутаралық байланыс) аудандарында байланыстырушы нүктелерді
өлшеу (автоматты түрде жәненемесе стереорежімде).
4) Фототриангуляция жүйесін теңестіру – Photomod Solver модулі.
Жобаны өңдеудің келесі кезеңдерін орындау алынатын өніміне тікелей
байланысты.
Пикеттерді салу – әр стереожұп үшін разметкамен шектелген аудандар
аумағында TIN құрастыру үшін негіз болып келеді (жұмыс бір уақытта бірнеше
операторлармен орындалуына болады; сонымен қатар, толықтай автоматты түрде
пакеттік режімде орындалуы мүмкін).
Дайындалған деректердің бақылауы:
- бөлек стереожұптарда пикеттер мен құрылымдық сызықтар арқылы TIN-ді
құрастыру;
- TIN бойынша бедердің регулярлы моделі DEM (Digital Elevation Model)
құрастыру арқылы дөрекі қателіктерді бақылау;

5-сурет. Photomod бағдарламалық кешенінің басты модульдерінің
құрамы
- TIN бойынша горизонтальдарды құрастыру арқылы дөрекі қателіктерді
бақылау;
- TIN-да стереорежімде қателіктерді іздеп, дұрыстау;
- 3D терезесінде қателіктерді іздеп, дұрыстау;
- ұшқындар фильтрі (фильтр выбросов) арқылы қателіктерді іздеп,
дұрыстау;
- көршілес стереожұптардағы құрылымдық сызықтарды біріктіру (снаппинг
немесе сшивка);
- TIN-ді пикеттер мен құрылымдық сызықтар арқылы суреттер блогына
құрастыру (жалпы TIN);
- жалпы TIN-ді соңғы рет қарап өтіп, тексеру;
- қажет болған жағдайда, бедердің регулярлы моделін (DEM) құрастыру.
Горизонтальдарды құрастыру үшін TIN немесе DEM түріндегі БСМ болуы
керек. Photomod-та құрастылған БДМ, сонымен қоса басқа импортталған
деректер негізіндегі БДМ-ді қолдануға болады.
Горизонтальдарды бөлек стереожұптар (бастапқы деректер ретінде
стереожұптар бойынша TINDEM жинағы ретінде БСМ қолданылады) немесе барлық
блокқа (бұл жағдайда TINDEM ретіндегі БСМ барлық блокка) құрастыруға
болады.
Егер құрастырылған горизонтальдар БСМ жасаған кезде үлкен қателіктер
жіберген болса, БСМ қателіктерін дұрыстап, горизонтальдарды қайтадан құру.
5) Құрастырылған горизонтальдарды өңдеу:
- жартылай автоматты ұшқындарды фильтрлау (фильтрация шумов и
выбросов);
- жұмсарту (сглаживание);
- моно- немесе стереорежімде қолмен редакторлау (DTM модулінде);
- қажет болса, қиылыстарды редакторлау кезінде туындайтын қателіктерді
автоматты түрде бақылап, жөндеп отыру;
- дайын болатын өнімдер: TIN, DEM, горизонтальдар мен пикеттер,
құрылымдық сызықтар.
6) Ортофотопландарды жасау – Mosaic модулі арқылы орындалады.
Ортотрансформациялау үшін БСМ ретінде 5 кезеңде құрылған БСМ, не сыртқы
дерек көзі ретінде импортталған БСМ (пикеттер мен құрылымдық сызықтар)
қолданылуы мүмкін.
Суреттерді енгізіп, ортотрансформациялау аудандарын іріктілген
порезы редакторы арқылы анықтау. Сәйкес БСМ болса, бір ортофотопланды
бірнеше жобаға құрастыруға болады.
Ортофотопланды жасау үшін дайындық жұмыстары БСМ-ды құрастыруға дейін
жүргізілуі мүмкін – бұндай жағдайда бастапқы бедер моделіне ұксатып жобаның
триангуляция нүктелері негізіндегі тегіс интерполяциялық модель қолданылуы
мүмкін.
Реңк пен кереғарлығын автоматты тегістеу (выравнивание яркости и
констраста).
Осы айтылған дайындық операцияларынан кейін ортофотопланның
құрастырылуы қолданушының қатысынсыз автоматты түрде жүргізіледі. Жасалатын
ортофотоплан берілген формадағы беттерге бөлінуі мүмкін [16].
Дайын өнім: ортофотоплан.
Жоғарыда айтылғаннан келесідей қорытынды жасауға болады:
1) Қазақстан Республикасында аймақ түсірісінің және топографиялық
план мен ірі масштабты карталардың ең жоғары дәлдігін қамтамасыз ететін
негізгі түсіріс болып аэрофототопографиялық түсіріс болып келеді.
2) Ортофотопланды құрастыру сандық топографиялық карта мен пландарды
құрастырудағы технологиялық сұлбасындағы ең маңызды кезең болып келеді.
3) Photomod барлық коммерциялық қол жетімді жүйелердің, сонымен
қатар, аэрофотосуреттердің өңдеу жұмыстарын жүргізуге мүмкіндік беретін ең
оңтайлы сандық фотограмметриялық жүйе болып келеді [8].

2 Зерттеу нысаны және әдістемесі

2.1 Шарын өзені бассейнінің жалпы физикалық-географиялық сипаттамасы

Шарын өзені – Алматы облысының Райымбек пен Ұйғыр аудандарынан ағатын
Іле өзенінің сол жақ саласы. Бастаулары теріскей және Күнгей
Алатауларындағы мұздықтарда және Кетпен (Ұзынқара) жотасының оңтүстік
беткейлерінде жатыр. Жоғары ағысы Шалкөде деп аталады, бастауын Кетмен
жотасынан 3000 м биіктікте Бұрмансай бұлағынан алады. Далалық бөктерлі
тауаралық жазыққа түскеннен кейін борпылдақ үйінділерде жоғалып, ортаңғы
ағысында (саз арасында) пайда болып Кеден деп аталады. Сол жақ тармағы
Қарқара өзені құйғаннан кейін, су ағыны Шарын деп аталып осыдан бастап
ұзындығы 225 км болады. Ал жалпы ұзындағы 427 км, су жиналатын алабы
7720 км2. Өзен ұзындығы 30-40 м, тереңдігі 2-3 м.
Шарынға көптеген салалары Күнгей Алатау жотасының солтүстік
бөктерінен келіп құяды да (Кенсу, Орта Мерке, Шет Мерке), суы мол өзен
болып, Жалаңаш ойпатының шығыс бөліктерін және Торайғыр тауларын орасан зор
шатқал қылып кесіп өтеді. Содан соң жалғыз үлкен Темірлік саласының суын
қосып және кішкене солтүстік-шығысқа ауытқып, Іле өзеніне құяды. Шарын
бассейні өзендерінің жиынтық ұзындығы 1700 км-ден асады. Өзен ағысы еріген
қар, жаңбыр және жер асты суларымен, сонымен қатар, Оғлытастау мен Теріскей
Алатау бөктерінің 20 шақты мұздықтарымен (2,4 км2) қоректенеді [9].
Көктемгі жазғы кезеңде тасып, күз бен қыста сабасына түседі.
Суы тұщы, минералды 150 мгл-ден 560 мгл-ге дейін өзгереді,
гидрокабонаттылар класының кальцийлер тобына жатады. Көпжылдық орташа су
ағымы 37,7 м3с, тасынды ағындысы 11,1 ктс.
Өзен бойында ұзындығы 208 км-дей, жалпы аумағы 25,0 мың га жерді
суаратын және суландыратын Ортатоған, Қаратоған, Ұқыршы, Құмтекей, Дараты,
Белтоған, Жаңа Жеміс (Райымбек ауданы), Төменгі Шонжы және Исамилов
атындағы су құбыры жүйелері тартылған. Кеген, Сарыбастау, Көлсай,
Сарыбұлақ, Қосағаш, Сүйімбай бөгендері және Тоғызбұлақ, Тоғызбұлақ-2
әуіттері салынған. Өзен алабында суармалы егіншілік кең дамыған. Жайылмасы
шабындық ретінде пайдаланылады. Қараторғай шатқалынан бастап Іле өзеніне
құяр сағасына дейін көптеген демалыс орындары, туристік маршруттар
ұйымдастырыған [10].
Шарын шатқалы – Қазақстанның Алматы облысындағы 154 км-ге созылып
жатқан Шарын өзенінің төменгі ағысы бойында орналасқан жартасты өңір.
Шатқал Алматыдан шығыс бағытында 195 км орналасқан, оңтүстік батыстан
солтүстік шығыс бағытымен созылып жатыр.
Палеоген дәуірінен келе жатқан бірден-бір табиғи ескерткіш. Каньон
оңтүстік-батыстан солтүстік-шығысқа қарай Шарын өзенінің бойымен 154 км-ге
созылған. Жартастардың биіктігі 150-300 м-ге дейін жетеді. Негізгі Шарын
шатқалының тамаша көрінісін Көртоғай, Сарытоғай қоныстарының аралығында
30 км-дей бөлігі құрайды. Шарын өзені аңғарында Шарын тоғайы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.