равнинных условиях 0,2, в пересеченной местности 0,3 и в горах 0,5 высоты сечения рельефа, принятой для данного плана или карты. При таких работах вначале следует выделять структуру рельефа с его характерными переломами и основными структурными линиями, а затем назначать положение таких точек и определять их высоты.

При создании ЦММ на фотограмметрических приборах точность построения ее точек должна соответствовать точности определения на них фотограмметрических координат и точности обобщения контуров и рельефа местности, принятой при такой съемке.

§ 62. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ МЕСТНОСТИ

Цифровая модель местности строится на основе: топографической съемки (тахеометрической с автоматической записью результатов измерений) и абриса; наземной фототопографической съемки с аналитическим определением координат и автоматизированной записью аналитического абриса и результатов измерений на стереокомпараторе; стереофототопографической съемки на стереокомпараторе с автоматизированной регистрацией результатов измерений и аналитического абриса, или на универсальном фотограмметрическом приборе с автоматизированной записью номеров и координат точек и с кодированием контуров и объектов съемки; существующих топографических материалов — топографических планов и карт, по которым опорные точки, положение объектов ситуации и рельеф получают в соответствии с масштабом плана или карты и высотой сечения рельефа.

При реконструкции автомобильных дорог и городских улиц целесообразна цифровая модель, построенная на базе наземной топографической или аэрофототопографической съемки, в основу которых положен магистральный ход по оси существующей дороги с характерными для нее поперечными профилями.

При создании цифровых моделей для реконструкции площадей и аэродромов может быть использована сетка квадратов со сторонами 20 и 40 м.

При построении модели с геологическими и гидрогеологическими харатеристиками на ней выделяют как в плане, так и по высоте, границы размещения слоев грунтов и горных пород. Их делят на грунты и породы, пригодные для строительства насыпей, непригодные для их устройства, на скальные породы, обладающие высокой стоимостью разработки, а также на грунты и породы, являющиеся основными строительными материалами для изготовления различных бетонов и асфальтобетонов или дренирующих материалов при сооружении осушительных устройств. Кроме указанных выше грунтов, обычно выделяют грунт, снимаемый на полосе отвода и затем укладываемый ровным слоем на откосах в резервах и на кавальерах земляного полотна.

156

При таких определениях в сложных условиях рекомендуется строить модели с двумя или тремя поверхностями грунтовых наслоений. Например, в сильно заболоченной местности кроме поверхности земли целесообразно выделять, с учетом специально выполненных выработок и зондировок, а также оценки структуры гидравлических водных потоков и рельефа, поверхность минерального дна с его грунтовыми характеристиками и указанием направлений стока болотных вод. По такой специфической многослойной ЦИММ можно не только правильно запроектировать земляное полотно автомобильной дороги, но и инженерные сооружения (мосты, дренажные устройства, дренирующие насыпи, трубы и др.) внутри болотного массива с частичным преобразованием минерального дна и проложением по нему лотков и дренажа. В районах стока подземных грунтовых вод можно также по фотоснимкам установить направление движения и наметить мероприятия по предотвращению возникновения на их пути подземных препятствий: оползней, заболачиваний или наледей.

Интерполяцию высот и сгущение точек в плане на цифровых моделях можно выполнять раздельно по их составным частям.

Выбранную по стереомодели зону трассирования основных вариантов дороги, очевидно, следует выражать в виде математической моделц инженерного назначения, образованной структурными линиями местности в зоне размещения вариантов трассы, и учитывающей влияние природных геофизических условий на технико-экономические показатели дорожного строительства.

Построение цифровых моделей местности по аэрофотоснимкам производится на стереокомпараторах или универсальных фотограмметрических приборах. Измеренные координаты и параллаксы точек фиксируют на фотоснимках и на ЭВМ преобразуют в геодезические координаты, создающие основу цифровой модели местности.

Измерения производят по ориентированным на приборе негативам или диапозитивам в соответствии с заданной точностью. Для выполнения аналитических определений элементов ориентирования аэрофотоснимков, развития пространственных фототриангуляционных сетей в целях получения геодезических координат наблюдавшихся точек местности используют ЭВМ. Для построения цифровых моделей следует применять высокоточные стереокомпараторы с автоматической регистрацией результатов наблюдений, имеющих точность отсчетов 1—2 мкм, плавное изменение увеличения наблюдательной системы от 4 до 12—20х и автоматизированную фоторегистрацию наведения марок на связующие точки смежных стереопар. В процессе измерений ведут аналитический абрис съемочных работ с характеристиками снимаемых объектов и фиксированием их в определенных видах на той же перфоленте или магнитной ленте, на которой были зафиксированы координаты точек цифровой инженерной модели.

157

Обычно влияние отдельных объектов и различных природных геофизических условий местности на строительство проект тируемой дороги и ее сооружений учитывается в цифровой модели специальными стоимостными показателями, которые присваиваются отдельным зонам такой модели. В каждую однородную стоимостную зону входят участки местности, занимаемые различными объектами и угодьями, стоимость занятия которых под дорожное полотно одинакова. При расхождении таких стоимостей на некоторые заданные пределы создают новые зоны. Стоимостные показатели устанавливают, исходя из стоимостей сельскохозяйственных земель и угодий, территорий, занятых под промышленные объекты и населенные пункты, под искусственные сооружения и коммуникации и т. д.

При учете влияния геологических, гидрогеологических и гидрологических характеристик местности (осыпей, оползней, карста, конусов выноса, селей, болот и т. д.) на технико-эконо- мические показатели строительства принимают во внимание стоимость инженерных мероприятий, которые требуется выполнить на данном участке для обеспечения устойчивости, капитальности и долговечности дороги и ее сооружений в данном месте, а также для бесперебойности и безопасности дорожного движения.

Аналогичные построения цифровых моделей инженерного назначения выполняют и на универсальных стереофотограмметрических приборах. Так как после ориентирования аэрофотоснимков на таких приборах образуется геометрическая модель местности, измеряемая в принятой системе геодезических прямоугольных координат, то со счетчиков координат и высот приборов могут быть сняты сразу координаты всех точек в такой системе.

Аналоговые методы образования стереоскопических и геометрических моделей местности на универсальных приборах обычно более медленны и трудоемки, чем на стереокомпараторах с аналитическим преобразованием координат на ЭВМ, поэтому последние предпочтительней. Однако стереокомпараторы неудобны при использовании аналитических методов для вертикальной планировки городских улиц и отдельных межквартальных территорий в равнинной местности. Здесь выгодны цифровые топографические модели с регулярной формой изображения рельефа местности. В таких случаях построение регулярной сетки или поперечников на планшетах универсальных приборов позволяет довольно быстро создавать цифровые модели.

Для построения цифровой модели местности существуют различные специализированные приборы и приспособления, обеспечивающие автоматическую регистрацию информации о положении точек. Имеются устройства, строящие цифровую модель по изображениям горизонталей на топопланах или картах, строящие профили линий по горизонталям, приспособления для выбора на топопланах точек поперечников, отстоящих

158

от трассы на стандартных расстояниях или в местах пересечения поперечников горизонталями. Все они снабжены автоматизированными регистрирующими устройствами. Такие приборы могут быть использованы и для образования цифровой модели на универсальных фотограмметрических приборах по стереоскопической или геометрической модели местности. Они регистрируют положения точек в процессе рисовки горизонталей на фотограмметрическом приборе или при съемке профилей вдоль стандартно расположенных линий на модели. Существуют системы, определяющие момент касания измерительной маркой прибора поверхности модели без вмешательства наблюдателя и автоматически регистрирующие положение точек, расположенных через определенные интервалы на горизонталях или профилях. В СССР

получили распространение автоматические регистраторы «Оне- га-2» (СССР) и коордиметры (ГДР), работающие с различными фотограмметрическими приборами.

§ 63. ПОСТРОЕНИЕ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКИМ ПЛАНАМ И КАРТАМ

Построение математических моделей по топографическим планам и картам связано с их масштабами, точностями и полнотой изображения ситуации и рельефа, степенью обобщения контуров и рельефа местности. Чем мельче масштаб плана и карты, тем ниже точность и подробность цифровых и аналитических моделей. Для того, чтобы обеспечить на ЦММ точность существующей топографической карты или плана, пересъемка с них на ЦММ контуров и рельефа должна соответствовать точности их составления.

Отклонения контуров от прямолинейности не должны превышать 0,5 мм. Для съемки рельефа заменяют участки горизонталей хордами, которые не должны отклоняться от линий горизонталей более чем на 1/6 высоты сечения рельефа.

Построение цифровой модели начинается с выбора ее вида и основной формы, которые обусловлены характером решения инженерных или народнохозяйственных задач, условиями местности и видом конечной продукции.

При построении цифровой модели инженерного назначения вначале производят съемку рельефа местности. В соответствии с принятым изображением рельефа на карте размещают все его основные точки с обозначением их в определенном коде. Затем выполняют съемку ситуации, элементов геологии и гидрогеологии местности.

В качестве дополнительной информации служат данные геологических выработок и гидрологических съемок, выполненных изыскателями в поле или результаты дешифрирования аэрофотосъемок прошлых лет, произведенных ГУГК или другим ведомством в районе проектируемого сооружения. Точность таких работ должна соответствовать точности производства изысканий на проектируемом объекте. Номера точек и

159

код каждого объекта съемки указывают положение однородных контуров и объектов, а для моделей инженерного назначения еще и основные технико-экономические показатели влияния изобразившихся объектов на стоимость строительства проектируемой дороги и ее сооружений. Если такое влияние на какой-либо площади окажется сложным, но имеющим определенную закономерность, то в программе и исходной информации для аналитических решений должны быть учтены такие закономерности и указаны направления действия их в пределах сложного места. Все общие точки ситуации, рельефа и геофизических объектов в таких моделях обычно обозначают особо или повторяют отдельно

вкаждом элементе общей ЦИММ.

Вцелях получения быстрой и объективной оценки результатов такой съемки используют преобразование графической информации в цифровую. Его ведут с помощью кодирующих устройств. Разработаны специальные цифрователи (дигитайзеры). Они обычно входят в прецизионные системы измерения, цифрования и регистрации координат точек и предназначены для любых графических изображений. Регистрация координат в них сопровождается вводом дополнительной информации, связанной с характеристикой точек и их принадлежностью к

контурам и объектам местности.

В цифровом преобразователе измерения ведут с помощью установочной лупы, а регистрация координат происходит автоматически через педаль и клавиатуру прибора, позволяющие дополнять данные о регистрируемых величинах. Например, можно указывать номер точки или участка, их положение, ценность угодья, границы участка и т. д.

При записи на магнитные ленты или перфоленты пользуются инструкцией о порядке ввода исходной информации и программ в ЭВМ.

Преобразователи информации позволяют восстанавливать планы и дополнять их новой информацией. Они имеют подвижный центрирующий направитель, каждое движение которого пропорционально проходимому пути. Им создаются электрические импульсы, приводящие в действие электронное управление. С пульта управления вводятся дополнительная информация, обозначения координат определяемых точек, кодированные команды для дальнейшей обработки.

Приборы обычно имеют светящийся чертежный стол с системой сервоприводов, держатель инструмента и матового экрана, проектир технической телеустановки, полярную измерительную головку или ортогональный дигимет, пульт управления и телетайпы. Им придают средства программирования с пакетами стандартных и специальных программ, а малую вычислительную систему снабжают запоминающими устройствами, имеющими достаточно большую память.

Приборы работают с максимальным ускорением перемещения измерительного устройства около 3 м/с2 и макси-

160