Науки о Земле (Geo-Science) №02-2012

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ «НАУКИ О ЗЕМЛЕ» № 2-2012

Международный научно-технический и производственный электронный журнал «Науки о Земле» (International scientific, technical and industrial electronic journal «GeoScience») является периодическим электронным изданием, цель которого публикация статей ученых и специалистов, занимающихся изучением широкого круга проблем, объединенных общим объектом исследования – Землей. Выходит 4 раза в год.

Свидетельство Роскомнадзора Эл№Фс77-44805 от 29.04.2011, ISSN: 2223-0831, Журнал включен в Российский индекс научного цитирования, DOAJ (Directory of open access jornals).

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ д.т.н., проф. Баранов Владимир Николаевич / Baranov Vladimir N. д.т.н., проф. Батраков Юрий Григорьевич / Batrakov Yuriy G. к.т.н., доц. Гаврилова Лариса Анатольевна / Gavrilova Larisa A. академик РАН, НАНБ, д.г-м.н., проф. Гарецкий Радим Гаврилович / Garetsky Radim G. к.т.н., гл.ред. Докукин Петр Александрович / Dokukin Petr A. к.г-м.н., с.н.с. Докукина Ксения Александровна / Dokukina Ksenia A. к.т.н., проф. Зайцев А.К. / Zaitsev A.K. д.т.н., проф. Карпик Александр Петрович / Karpik Alexandr P. д.т.н., г.н.с. Кафтан Владимир Иванович / Kaftan Vladimir I. д.э.н., проф. Косинский Владимир Васильевич / Kosinskij Vladimir V. к.т.н., проф. Левин Евгений / Levin Eugene д.т.н., проф. Малинников Василий Александрович Malinnikov Vasily A. д.с-х.н., проф. Нагорный Виктор Дмитриевич / Nagorny Victor D. д.т.н., проф. Певнев Анатолий Кузьмич / Pevnev Anatoly K. д.с-х.н., проф. Плющиков Вадим Геннадьевич / Plushikov Vadim G. д.т.н., проф., Рязанцев Геннадий Евгеньевич / Ryazancev Gennady E. член-корр. РАН, д.т.н., проф. Савиных Виктор Петрович / Savinykh Victor P. д.т.н., проф. Татевян Сурия Керимовна / Tatevian Suriya K. д.ф-м.н., проф. Харченко Сергей Григорьевич / Kharchenko Sergey G. к.э.н., проф. Чепурин Евгений Михайлович / Chepurin Eugene M. к.т.н., проф. Юзефович Александр Павлович / Yuzefovith Alexandr P.

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Докукин Петр Александрович / Dokukin Petr A. Поддубский Антон Александрович / Poddubsky Anton A. Поддубская Ольга Николаевна / Poddubsky OlgaN. Комков Дмитрий Сергеевич / Komkov Dmitry S.

Главный редактор: Докукин Петр Александрович [email protected] Шеф-редактор: Поддубский Антон Александрович [email protected] Редактор международного отдела: Поддубская Ольга Николаевна

Учредитель (издатель): ООО «ГеоДозор», Россия, Москва, 109129, а/я 39 Генеральный директор: Семисчастнов Олег Ярославович

Почтовый адрес учредителя/редакции: Россия, Москва, 109129, а/я 39 Russia, Moscow, index 109129, PoBOX 39

Электронный адрес: http://geo-science.ru Электронная почта: [email protected] Страница «В Контакте»: http://vkontakte.ru/geoscience Страница на Facebook: https://www.facebook.com/pages/edit/?id=297004870315291

Размещение статьи в номере журнала на его официальном интернет-сайте http://geo-science.ru является свидетельством публикации. Авторские права сохраняются в соответствии с международными правилами.

Авторы статей несут ответственность за содержание статей и за сам факт их публикации. Редакция не всегда разделяет мнения авторов и не несет ответственности за недостоверность публикуемых данных. Редакция журнала не несет никакой ответственности перед авторами и/или третьими лицами и организациями за возможный ущерб, вызванный публикацией статьи. Редакция вправе изъять уже опубликованную статью, если выяснится, что в процессе публикации статьи были нарушены чьи-либо права или общепринятые нормы научной этики. О факте изъятия статьи редакция сообщает автору, который представил статью, рецензенту и организации, где работа выполнялась.

INTERNATIONAL SCIENTIFIC, TECHNICAL AND INDUSTRIAL JOURNAL «GEO SCIENCE» № 2-2012 2

http://geo-science.ru/


СОДЕРЖАНИЕ / CONTENS

Главная тема: Научно-практическая конференция, посвященная памяти профессора Ю.К.Неумывакина

5

Батраков Ю.Г. Памяти Юрия Кирилловича Неумывакина / Batrakov Yu.G. Memory of Yury Neumivakin

6

Вернюк Ю.И., Савин И.Ю., Гайдаров К.А. Опыт применения локальной аэрофотосъемки, геодезических методов и гис технологий при исследовании почв и объектов окружающей среды для экологической экспертизы / Vernyuk Y.I., Savin I.Y., Gaidarov K.A. Experience of application of the local airial photography, geodetic methods and gis technologies in research of the soils and objects of environment for ecological expertise

7

Коробочкин М.И., Дмитриева Е.Е. Планово−высотное проектирование рельефа методами динамического программирования / Korobochkin M.I., Dmitrieva E.E. The plan-high-rise design of relief by the methods of dynamic programming

13

Никифоров М.В. Оценка калибровки наземных лазерных сканеров на эталонном базисе / Nikiforov M.V. Estimation of calibration of surface laser scintiscanners on standard base

20

Кочиев А.А. О теореме Стокса в теории фигуры планет / Kochiev A.A. Stokes' theorem in the theory of planets figures

23

Варварина Е.А. Обзор Российских беспилотных летательных аппаратов, применяемых в целях современной фотограмметрии и картографии / Varvarina E.A. The review of the Russian pilotless aircraft applied with a view of a modern photogrammetry and cartography

30

Буздина А.М. Особенности применения беспилотных летательных аппаратов в аэрогеодезическом производстве / Buzdina A.M. Features of use of pilotless aircraft in aero geodetic production

35

Авдеева М.В., Климченко Л.С. Проблемы подготовки межевого плана при постановке объекта недвижимости на кадастровый учет / Avdeeva M.V., Klimchenko L.S. Surveying the problem of preparing a plan for staging the property to the cadaster

40

Геология и геотектоника / Geology and geotectonic

Асланов Б.С. Сейсмогеодинамические условия нефтегазоносных провинций Южного Каспия и Персидского залива / Aslanov B.S. Seismogeodinamic terms of oil and gaz provinces of the Southerm Caspian sea and Persian gulf

43

Геодезия / Geodesy

Докукин П.А., Поддубский А.А., Поддубская О.Н. Мониторинг геодинамических процессов в Московском регионе по спутниковым наблюдением геодезической сети / Dokukin P.A., Poddubsky A.A., Poddubskaya O.N. Monitoring of geodynamic processes in Moscow region, based on the satellite observations of the geodetic network

51

Геоинформатика / Geoinformatics

Савиных В.П. Использование методов дистанционного зондирования для управления транспортом / Savinykh V.P. Use of methods for remote sensing of transport

58

Цветков В.Я. Лингвистический анализ термина “геоинформатика” / Tsvetkov V.Ya. Linguistic analysis of the term "geoinformatics"

62

Шайтура С.В. Электронно-геоинформационные ресурсы и технологии / Shaytura S.V. Electronic and geoinformatic resources and technologies

65



Булгаков С.В. Информационная безопасность в геоинформатике / Bulgakov S.V. Informative safety in geoinformatics

69

Цветков В.Я., Железняков В.А. Интеллектуальное обновление данных в банке данных земель сельскохозяйственного назначения / Tsvetkov V.Ya., Jelezniakov V.A. Intelligent update data in a data bank of agricultural land

73

Затягалова В.В. Геоинформационный подход при мониторинге загрязнения моря по данным дистанционного зондирования Земли из космоса / Zatyagalova V.V. Geoinformationаl approach for monitoring of pollution of the sea according to remote sensing of the Earth from space

80

Железняков В.А. Особенности банка пространственных данных земель сельскохозяйственного назначения / Jelezniakov V.A. Features of spatial data bank of agricultural land

86

Вознесенская М.Е. Формирование информационных ресурсов в геоинформатике / Voznesenskaya M.E. Forming of the information resources in geoinformatics

90

Геоэкология / Geoecology

Кордюков П.С. Сад на крыше. Инновационный метод воздействия на экологическое состояние окружающей среды города / Kordiukov P.S. Roof garden. The innovative method of influence on the ecological state of environment of the city

93

Новости высших учебных заведений / University news

Журкина Е.Е. Обучение ландшафтных архитекторов в Российском университете дружбы народов / Jurkina E.E. Education of landscape architects in the People`s friendship university of Russia

98

С Юбилеем / Congratulation on Your Anniversary

80 лет Вадиму Андреевичу Таранову / Vadim Taranov`s 80th Anniversary 101


ГЛАВНАЯ ТЕМА: НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ, ПОСВЯЩЕННАЯ ПАМЯТИ ПРОФЕССОРА Ю.К.НЕУМЫВАКИНА


ГЛАВНАЯ ТЕМА

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

«ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МЕЖЕВАНИИ И КАДАСТРАХ»,

ПОСВЯЩЕННАЯ 80-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ЮРИЯ КИРИЛЛОВИЧА НЕУМЫВАКИНА

25 марта 2012 года исполнилось 80 лет со дня рождения Юрия Кирилловича Неумы-вакина (1932-2009), выдающегося ученого в области геодезии, землеустройства и кадаст-ров, доктора технических наук, профессора, члена-корреспондента Россельхозакадемии, ректора Государственного университета по землеустройству (ГУЗ) в 1980-1997 гг.

Юрий Кириллович, участник самых представительных международных научных конференций, проходивших как в России, так и за рубежом, был постоянным слушателем и руководителем студенческих и аспирантских докладов на Ежегодной научной конференции студенческого научного общества сначала геодезического факультета, а его после реор-ганизации, факультета Городского кадастра ГУЗ.

3 мая 2012 года по инициативе деканата факультета Городского кадастра и кафедры геодезии и геоинформатики ГУЗ, при под-держке Международного научно-технического и производственного журнала «Науки о Зем-ле», в Государственном университете по зем-леустройству прошла Научно-практическая конференция «Геодезические работы при ме-жевании и кадастрах», посвященная памяти профессора Ю.К. Неумывакина.

Редакционный совет журнала «Науки о Земле» принял решение посвятить данный вы-пуск профессору Юрию Кирилловичу Неумы-вакину и итогам вышеназванной конференции. Кроме того, в выпуск включен ряд статей по геоинформатике – научной дисциплине, кото-рой активно занимался профессор Ю.К.Неумывакин.

Главный редактор

Докукин П.А.

5



ПАМЯТИ ЮРИЯ КИРИЛЛОВИЧА НЕУМЫВАКИНА / MEMORY OF YURY NEUMIVAKIN

Юрий Кириллович Неумывакин родился 25 марта 1932 года в Москве.

В 1955 году окончил геодезический фа-культет Московского института инженеров землеустройства. В 1956 году был приглашен в МИИЗ на должность ассистента кафедры геоде-зии. С этого времени более полувека работал ассистентом, доцентом, профессором, заведу-ющим кафедрой, деканом факультета, ректо-ром, профессором-консультантом.

Ю.К.Неумывакин защитил кандидат-скую, а затем докторскую диссертации, ему были присвоены ученые звания сначала доцен-та, а затем профессора. Ю.К.Неумывакин яв-лялся одним из ведущих преподавателей и уче-ных вуза. Его лекции отличались высоким научно-педагогическим уровнем. Написанные им учебники и учебные пособия широко ис-пользуются в вузах страны. Научные труды из-даны не только в России, но и за рубежом: в США, Германии, Бразилии, Венгрии и др. Спи-сок трудов насчитывает 160 наименований. Среди них: «Обоснование точности топографи-ческих съемок» (1976), «Практическое руко-водство по геодезии для архитектурной служ-бы» (1973, 1979), «Практикум по геодезии» (1985, 1989, 2008), «Информационные системы о Земле и землеустройство» (1987), «Геодезия. Топографические съемки» (1991), «Геодезиче-ское обеспечение землеустроительных и ка-дастровых работ» (1996), «Информационные технологии обеспечения земельного кадастра пространственными данными» (2001), «О раз-работке специального технического регламента для проведения территориального землеустрой-ства» (2005, 2006), «К вопросу создания базо-вых пространственных данных объектов земле-устройства и недвижимости» (2007) и др.

Будучи ректором института, а затем уни-верситета Ю.К.Неумывакин отдал много сил и энергии становлению вуза как крупного науч-но-учебного центра по землеустройству, зе-мельному кадастру, геодезии и картографии.

Профессором Ю.К.Неумывакиным со-здана научная школа. Под его научным руко-водством защитили кандидатские диссертации 13 аспирантов и соискателей. Результаты науч-ных исследований широко внедряются в учеб-ный процесс и в производство и защищены ав-торскими свидетельствами и патентами на

изобретения. Он является одним из разработчи-ков и соавторов нормативно-технических до-кументов по выполнению геодезических и зем-леустроительных работ при проведении зе-мельных преобразований в Российской Феде-рации, в том числе «Инструкции по межеванию земель» (1996), «Основных положений об опорной межевой сети» (2002), «Методических рекомендации по проведению межевания объ-ектов землеустройства» (2003) и др. За разра-ботку и внедрение технологий геодезического обеспечения Государственного земельного ка-дастра и землеустройства профессор Ю.К.Неумывакин удостоен премии им. Ф.Н.Красовского.

За заслуги перед Отечеством и добросо-вестный многолетний труд профессор Ю.К.Неумывакин награжден орденами «Знак почета» и «За заслуги перед Отечеством» IV степени, Грамотой Президиума Верховного Со-вета РСФСР «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР» и четырьмя медалями. За за-слуги в научно-педагогической работе и подго-товке высококвалифицированных специалистов ему объявлена благодарность Президента Рос-сийской Федерации В.В.Путина. Кроме того, он награжден Почетными грамотами: Минсельхо-за РФ, Россельхозакадемии, Губернатора Мос-ковской области, Золотым Почетным знаком ГУЗ, медалями ВДНХ, другими отраслевыми наградами и медалями. Он удостоен званий: почетного профессора университета (ГУЗ) и члена корреспондента Россельхозакадемии. Награжден Почетными грамотами: Междуна-родной академии информатизации, Междуна-родной академии аграрного образования, Уральской сельскохозакадемии и Хуончжун-ского аграрного университета Центрального Китая.

Юрий Кириллович Неумывакин, ушед-ший из жизни 28 августа 2009 года, был чело-веком высокой эрудиции и культуры. Он обла-дал незаурядными организаторскими способно-стями и тактом общения с коллегами, студен-тами и сотрудниками университета.

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор

Батраков Юрий Григорьевич

6



УДК 528.4

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ АЭРОФОТОСЪЕМКИ, ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И ГИС ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПОЧВ И ОБЪЕКТОВ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ

EXPERIENCE OF APPLICATION OF THE LOCAL AIRIAL PHOTOGRAPHY, GEODETIC METHODS AND GIS TECHNOLOGIES IN RESEARCH OF THE SOILS AND OBJECTS OF

ENVIRONMENT FOR ECOLOGICAL EXPERTISE

Вернюк Юрий Иванович / Vernyuk Yury I.

Научный сотрудник Лаборатория мониторинга почвенного покрова, ГНУ Почвен-ный институт им.В.В.Докучаева РАСХН, заведующий лабораторией кадастровой оценки земли Аграрного факультета Российского университета дружбы народов / Research associate of the soil monitoring laboratory of Dokuchaev V.V. soil research in-stitute of the Russian academy of agricultural sciences, head of the land cadastral valua-tion laboratory of the agrarian faculty of the Peoples’ Friendship University of Russia.

Tel.: +7 (967) 125-30-06; +7 (495) 953-78-64 e-mail: [email protected]

Савин Игорь Юрьевич / Savin Igor Y.

Доктор сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе ГНУ Почвенный институт им.В.В.Докучаева РАСХН / Doctor of agricultural sciences, dep-uty director of Dokuchaev V.V. soil research institute of the Russian academy of agricul-tural sciences.

Tel.: +7 (495) 951-09-25 e-mail: [email protected]

Гайдаров Кемендар Аббасович / Gaidarov Kemendar A.

Учащийся Муниципального образовательного учреждения «Мишлешская средняя общеобразовательная школа» Рутульского района Республики Дагестан / Student of the Municipal educational institution "Mishlesh general high school" of Rutul district of the Republic of Dagestan.

Tel.: +7 (960) 414-19-57 e-mail: [email protected]

Аннотация. Представлены результаты сов-местных научных исследований Аграрного факультета РУДН и Почвенного института им.В.В.Докучаева с уча-стием специалистов и студентов Государственного уни-верситета по землеустройству по разработке методов и средств комплексного оперативного мониторинга поч-венного покрова и объектов окружающей среды, бази-рующихся на новейших достижениях в областях почво-ведения, географии, дистанционного зондирования зем-ли с применением локальной аэрофотосъемки с беспи-лотных и сверхлегких пилотируемых летательных аппа-ратов, топографической съемки с применением геодези-ческого и GPS оборудования, ГИС-технологий, экспресс методов для оперативного сбора и обработки полевых данных. Приведены примеры использования этих ре-зультатов для решения научных, производственных и природоохранных задач, в частности, для экологической оценки возможных последствий размещения промыш-ленного предприятия на земельном участке.

Ключевые слова: деградации земель, загряз-нение окружающей среды, почвоведение, почвенное обследование полей, почвенная съемка, опорные поч-венные разрезы, строение профиля почвы, почвенная карта, карта неоднородностей почвенного покрова, про-гнозная карта, комплексный оперативный мониторинг почвенного покрова и объектов окружающей среды, карта залегания грунтовых вод, поверхностный сток атмосферных вод, внутрипочвенный сток, системы гло-бального позиционирования, геоинформационная си-стема (ГИС), экспресс методы оперативного сбора и обработки первичных экологических данных, локальное дистанционное зондирование земли, локальная аэрофо-тосъемка с беспилотных летательных аппаратов, GPS, карта рельефа, доступные спутниковые данные, ниве-лирная съемка, экологические исследования, экологиче-ская оценка, экологическая экспертиза.

Abstract. Are presented the results of joint scien-tific researches of the Agrarian Faculty of the Peo-ples’Friendship University of Russia and Dokuchaev V.V.

7



Soil Research Institute with participation of specialists and students of the State University of Land Management to develop the methods and means of integrated real-time monitoring of soil and environmental objects, based on the latest achievements of soil science, geography, remote sens-ing using the local aerial photography from pilotless and extralight piloted aircrafts, surveying with geodetic and GPS equipment, GIS technology, express methods of rapid col-lection and processing of the field data. Are given the ex-amples of use of these results for the solution of scientific, industrial and nature protection tasks, in particular for the environmental assessment of the possible consequences of placing an industrial enterprise on the land.

Keywords: land degradation, environmental pollution, soil science, soil inspection of fields, soil survey, basic soil cuts, structure of the soil profile, soil map, map of the inho-mogeneities of the soil cover, forecast map, comprehensive real-time monitoring of the soil and environmental objects, map of the ground waters, atmospheric water runoff, intra-soil water runoff, global positioning systems, geoinfor-mation system (GIS), express methods of operative collec-tion and processing of the primary environmental data, local remote sensing of the earth, local air photography from pi-lotless aircraft, GPS, relief map, available satellite data, nivelir shooting, ecological researches, environmental as-sessment, ecological expertise.

Изменение структуры землепользования, произошедшее в результате проведенных в 90-е годы в Российской Федерации политических, экономических и аграрных преобразований, привело к выводу десятков миллионов гекта-ров земель сельскохозяйственного назначения из активного использования, деградации зе-мель, загрязнению производимой продукции и окружающей среды. Имеет место неграмотное ведение земледелия и вторичного землепользо-вания, направленные на достижение един-ственной цели – извлечение максимальной прибыли, что приводит к указанным выше негативным явлениям.

В этих условиях особое значение приоб-ретает комплексный, оперативный и достовер-ный мониторинг почвенного покрова и объек-тов окружающей среды, базирующийся на но-вейших достижениях в областях почвоведения, географии, дистанционного зондирования зем-ли, систем глобального позиционирования, ГИС-технологий, экспресс методов для опера-тивного сбора и обработки первичных эколо-гических данных, предоставляющий информа-ционное обеспечение для научных исследова-ний, решения производственных и природо-охранных задач.

Из-за высокой стоимости научно-исследовательских работ и необходимости привлечения высококвалифицированных спе-циалистов из различных областей для разра-ботки современных методов и средств монито-ринга возникает необходимость в междисци-плинарной и межведомственной кооперации, примером которой является научное сотрудни-чество между аграрным факультетом Россий-ского университета дружбы народов и Почвен-ным институтом им.В.В.Докучаева с привле-чением специалистов, техники, программных средств других отечественных и зарубежных учреждений, включая Государственный уни-

верситет землеустройства. Основным направ-лением совместных НИОКР является разработ-ка методики и технических средств проведения комплексного оперативного мониторинга поч-венного покрова и объектов окружающей сре-ды с применением данных локального дистан-ционного зондирования земли, систем гло-бального позиционирования и ГИС-технологий.

Результаты научных исследований нашли практическое применение при выполнении следующих работ: исследование эрозионных процессов на полях аграрного колледжа «Бого-словский» и Тульского почвенно-ландшафтного стационара; агрохимическое об-следование полей хозяйств Московской обла-сти в целях разработки системы удобрений; почвенная и геодезическая съемка полей Зеле-ноградского стационара в целях проектирова-ния полевых опытов; картографирование полей агрохолдинга в Лунинском районе Пензенской области с целью составления электронных карт полей для дальнейшей разработки агротехно-логий; почвенно-агрохимическое, токсиколо-гическое обследование полей в Предгорном районе г.Кисловодска с целью производствен-ной и экологической оценки территории; поч-венное обследование земельного участка в Московской области с применением локальной аэрофотосъемки с беспилотного летательного аппарата, топографическая съемка с примене-нием геодезического и GPS оборудования, со-ставление карты рельефа, почвенной карты, карты залегания грунтовых вод с целью эколо-гической оценки возможных последствий раз-мещения на данной территории промышленно-го предприятия. Результаты последней работы излагаются ниже.

Методика работ

Работы осуществлялись в 3 этапа.

8



На первом этапе проводился подбор и анализ имеющейся информации о почвах и природных условиях территории работ. Анали-зировалось изображение территории на до-ступных спутниковых данных.

На втором этапе осуществлялись полевые работы. Во время полевых работ велись визу-альные наблюдения за характером раститель-ности на поле и проводилась локальная аэро-фотосъемка с помощью беспилотного лета-тельного аппарата с высоты 40-50 метров. До-полнительно проводилась топографическая съемка поля с использованием нивелира в со-четании с GPS оборудованием. По спутнико-вым данным и полученным локальным аэрофо-тоснимкам и результатам топографической съемки составлялась предварительная карта неоднородностей почвенного покрова поля и намечались точки заложения почвенных разре-зов. Почвенный покров изучался путем зало-жения опорных почвенных разрезов или полу-ям с дополнительным бурением. Места зало-жения разрезов фиксировались с помощью GPS. Разрезы описывались по стандартным ме-тодикам. Бурение проводилось до глубины 200 см. С помощью GPS определялась также абсо-лютная высота местности в местах заложения разрезов. Основное внимание при проведении полевых работ уделялось таким факторам как гранулометрический состав почв, присутствие грунтовых вод, а также оценка возможного стока атмосферных вод по поверхности поля и внутрипочвенного стока.

На третьем этапе работ полученные в по-ле результаты обрабатывались, заносились в базу данных и с помощью географических ин-формационных систем строились почвенные карты территории исследований и прогнозная карта возможного стока поверхностных и грунтовых вод.

Полученные результаты

В подготовительный период была про-анализирована имеющаяся литература и карто-графические материалы по региону работ. Во время первого рекогносцировочного маршрута были уточнены границы участка в поле и опре-делены их координаты (рис.1). Кроме того, на участке была осуществлена нивелирная съемка поверхности. Было заложено 39 точек (рис.2) для определения высот. Затем на основе этих измерений была построена карта рельефа тер-ритории участка (рис.3).

Рис.1. Участок исследований

Рис. 2. Точки определения высот поверхности участка

Рис. 3. Абсолютная высота поверхности участка (в метрах)

9



Из карты следует, что участок обладает неровным рельефом. Северный и южный край участка несколько возвышен, а по центральной части проходит четко выраженное понижение. Причем превышение краевых зон участка над центральным понижением составляет около 2 метров.

С помощью беспилотного летательного аппарата была осуществлена локальная аэро-фотосъемка участка, в результате которой бы-ли получены цветные цифровые вертикальные (плановые) и панорамные аэрофотоснимки участка, и построены фотопланы и панорамы (рис.4).

Рис. 4. Цифровые аэрофотоснимки и панорамы участка, полученные с помощью беспилотного летательного ап-

парата

По данным космического и локальных аэрофотоснимков с учетом нивелирной съемки и наземного обследования была построена предварительная контурная сеть неоднородно-стей почвенного покрова участка, заложено и изучено 5 опорных разрезов почв. Места рас-положения показаны на рис. 5, а изображения профилей преобладающих почв приведены на рис. 6.

На участке преобладают почвы песчано-го и супесчаного гранулометрического соста-

ва, развитых на песчаных отложениях. Основ-ной спецификой почв участка является резкая смена песчаных поверхностных отложений на водоупорные глинистые. Эта смена имеет ме-сто на различной глубине (от 70 до 170 см). Переход между двумя типами отложений рез-кий.

Рис.5. Предварительная карта неоднородностей почвен-ного покрова участка с местами заложения разрезов

В профиле почв над контактом пород наблюдаются признаки оглеения и железистые новообразования. Кроме того, наблюдается ва-рьирование влажности почв в пространстве.

На рис.7 показана окончательная карта неоднородностей почвенного покрова, состав-ленная на основании анализа всех полученных данных. Различия в почвах обусловлены лишь степенью гумусированности поверхностного горизонта и их влажности. Почвы с повышен-ной гумусированностью характеризуются су-песчаным грансоставом верхнего горизонта, а с пониженной - песчаным гранулометриче-ским составом. Необходимо отметить обнару-женные следы дренажной системы, заложен-ной на поле еще в советское время. Местами направления дрен прослеживается по изобра-жению на космическом снимке и полученных локальных аэрофотоснимках.

Кроме того, почвы классов 2 и 3 (рис.7) характеризуются повышенной влажностью профиля и более выраженными железистыми новообразованиями, свидетельствующими о периодическом застое влаги в почвенной тол-ще.

10



Рис.6. Строение профиля почв исследуемого участка. Во всех разрезах с глубины 70- 170 см выяв-лена резкая смена песчаных отложений на глинистые

Рис.7. Карта неоднородностей почвенного покрова участка (1 - нарушенные почвы водоотводного ка-нала; 2 - дерново-глеевые супесчаные почвы пони-жений; 3 - дерново-глееватые супесчаные почвы; 4 - дерновые контактно-глеевые супесчаные почвы; 5

- дерновые контактно-глеевые песчаные почвы)

Грунтовые воды в летний период до глу-бины 200 см не обнаружены. Однако отмечает-ся повышенная влажность почв на контакте песка и глины.

Двучленность почвенного профиля (пе-сок на глине) приводит к накоплению в профи-ле почвы влаги, выпадающей с атмосферными осадками, а также талых вод весной. В зависи-мости от количества атмосферных осадков и количества снега влажность почв значительно колеблется по сезонам года. Минимальных

значений она достигает в межень (август-сентябрь), когда в почве переувлажнена лишь зона контакта песка и глины. Максимум при-ходится на время после весеннего снеготаяния, когда весь профиль почв переувлажнен и в не-которые годы даже возможен застой воды на поверхности почв классов 2 и 3 (рис.7).

Вода, накопленная в профиле почвы в пе-риоды переувлажнения, формирует внутрипоч-венный сток по поверхности глинистого гори-зонта. Этому способствуют и остатки старой дренажной системы. На рис.8 показана карта общего наклона уровня залегания водоупорно-го глинистого горизонта. Данная обобщенная карта дает представление о направленности внутрипочвенного стока.

Рис.8. Схематичная карта абсолютной высоты поверхности глинистого горизонта почв (фио-летовыми стрелками показаны направления

внутрипочвенного стока)

11



Внутрипочвенный сток вод с участка направлен на запад, в сторону р. Дорка и на восток, к водоотводной канаве, впадающей в р. Гогежа. Кроме того, неровный рельеф участка, северный и южный края которого несколько возвышены, а по центральной части проходит четко выраженное понижение в пределах 2 метров, создает достаточно хорошие условия для формирования поверхностного стока атмо-сферных осадков при их обильном выпадении в направлении на запад и на восток.

Выводы

1. Рельеф исследуемого участка характеризу-ется достаточно неровной поверхностью. Четко выражено понижение, проходящее по середине участка с запада на восток. Это создает хорошие условия для форми-рования поверхностного стока в случае выпадения обильных атмосферных осадков и в период весеннего снеготаяния.

2. На участке преобладают почвы песчаного и супесчаного гранулометрического соста-ва, развитые на песках, подстилаемых гли-ной.

3. Грунтовые воды в почвенном профиле до глубины 200 см не обнаружены в летний период, но во время весеннего снеготаяния их уровень поднимается до поверхности и в местах понижений имеет место затопле-ние участка.

4. Четкая выраженность в почвенной толще признаков оглеения и железистых новооб-разований свидетельствует о периодиче-ском застое воды над глинистом горизон-том. Количество воды, накопленной в про-

филе почвы, вероятнее всего достигает максимума в период весеннего снеготая-ния, когда в отдельные годы может наблю-даться застой воды на поверхности почвы на половине территории участка.

5. Накопленная в профиле почвы вода обра-зует внутрипочвенный сток по поверхно-сти глинистого горизонта, который направлен к восточной и к западной гра-ницам участка и далее соответственно в реки Гогежа и Дорка. Формированию этого стока способствуют и остатки старой дре-нажной внутрипочвенной системы.

6. На основании вышеизложенного можно предположить, что при осуществлении производственной деятельности на данном участке, предусматривающей непосред-ственное размещение на поверхности ма-териалов с вредными веществами, послед-ние могут попасть с поверхностным и внутрипочвенным стоком в близлежащие реки и загрязнить окружающую среду.

7. Совместное одновременное применение результатов космической и локальной аэрофотосъемки, геодезического оборудо-вания, средств GPS и ГИС при проведении экологических исследований и мониторин-га почв и объектов окружающей среды позволяют значительно ускорить и удеше-вить эти работы и получить объективные данные. Необходимы дальнейшие исследо-вания в целях усовершенствования мето-дики и средств мониторинга почв и объек-тов окружающей среды.

© Вернюк Ю.И., Савин И.Ю., Гайдаров К.А., 2012

12



УДК 528.4

ПЛАНОВО−ВЫСОТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА МЕТОДАМИ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

THE PLAN-HIGH-RISE DESIGN OF RELIEF BY THE METHODS OF DYNAMIC PROGRAMMING

Коробочкин М.И. / Korobochkin M.I.

Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатики Государственный университет по землеустройству / Doctor of Tech/Sci., professor, Head the chair of informatics, The State University of Land Use Plan-ning

Тел. +79165372982 E-mail: [email protected]

Дмитриева Е.Е. / Dmitrieva E.E.

кандидат технических наук, доцент кафедры информатики, Государствен-ный университет по землеустройству / Candidate of Tech/Sci., Assistant pro-fessor the chair of informatics, The State University of Land Use Planning

Тел. +79035057866 E-mail [email protected]

Аннотация. Рассмотрена задача оптимально-го деления участка местности сквозными граница-ми с целью минимизации земляных работ при пла-ново-высотном проектировании рельефа методом динамического программирования. Авторами раз-работана компьютерная программа RIS, решаю-щая задачу деления участка местности на гори-зонтальные площадки. Показано применение про-граммы. Обсуждаются результаты проектирова-ния.

Ключевые слова: проектирование рельефа, динамическое программирование, программа.

Abstract. Is examined the task of the optimum division of terrain sector by through boundaries for the purpose of the minimization of earthwork with the horizontal-vertical design of relief by dynamic pro-gramming. The authors developed computer program RIS, which solves the task of dividing the elongated terrain sector on horizontal areas. The application of a program is shown. The results of design are discussed.

Keywords: the design of relief, dynamic pro-gramming, the program.

Под проектированием рельефа понимает-ся проект преобразования исходного рельефа заданного в плане участка местности в проект-ный рельеф, который должен удовлетворять поставленным условиям. Участок может быть разделен на подучастки границы, которых так-же заданы в плане.

Более общей является ситуация, когда границы подучастков в плане не заданы и под-лежат определению. Такие задачи будем назы-вать планово-высотными. Они возникают при проектировании рисовых полей, террасном

земледелии, проектировании крупных строи-тельных объектов на участках с большими уклонами.

Постановка задачи

Сформулируем задачу оптимального раз-биения участка на подучастки при заданных ограничениях на размеры подучастков, на фор-му их поверхностей, на величины срезок и насыпей и на баланс объемов срезок и насыпей, с учетом необходимых ограничений на ряд

13



проектных отметок и определенных условий стыковки подучастков.

Оптимальным будем считать вариант, ко-торый удовлетворяет поставленным условиям и обеспечивает минимальные затраты на зем-ляные работы.

Частным случаем разбиения является раз-биение участка на подучастки сквозными гра-ницами. Именно такое разбиение и будет рас-смотрено ниже.

Пусть заданы исходные отметки Hj узло-вых точек участка, подлежащего разбиению. Рассматриваемый участок имеет m строк и n столбцов. Участок вытянут по горизонтали (n > m). Узлы сетки квадратов нумеруются по стро-кам: 1,2,…,n,n+1,…,2n,….,mn .

Необходимо определить оптимальное разбиение участка, то есть найти номера столб-цов n1 , n2 ,…nk-1 , где k –количество подучаст-ков, обеспечивающих минимум затрат на зем-ляные работы. Таким образом, минимизируется следующий функционал:

V = V ( n1 , n2 ,…, nq-1 ), (1)

где V(n1, n2,…,nq-1) – затраты на земляные рабо-ты при допустимом варианте разбиения n1, n2,…,nq-1 .

Подчеркнем, что число подучастков q не является фиксированным и оптимальное коли-чество подучастков k и их границы определя-ются из условия минимума (1).

При этом для i-го подучастка левый стол-бец имеет номер ni-1, правый ni. Очевидно, что

n0 = 1 , nq = n.

Теперь целевую функцию (1) можно запи-сать в следующем виде:

∑=

−− =q

iiiiq nnVnnnV

11121 ),,(),...,,( (2)

где Vi (ni-1, ni ) – затраты на земляные работы на i-том подучастке разбиения.

Ограничения на размеры подучастков и на проектный рельеф имеют следующий вид.

1. На размеры подучастков разбие-ния:

∆1 ≤ li ≤ ∆2 ( i = 1 ,2 ,…,l ), (3)

где l i – число столбцов рассматриваемого под-участка, ∆1, ∆2 минимально и максимально до-пустимые размеры подучастка в продольном направлении.

2. На форму и параметры проектной по-верхности.

При проектировании под топографиче-ские поверхности

ε1 ≤ zj - zj+1 ≤ d1, (4) ( j = 1 ,…, mn ; j ≠ n , 2n ,…, mn )

ε2 ≤ zj - zj+n ≤ d2, (5) ( j = 1 , 2 ,…, m ( n – 1 ) ),

где ε1, d1, ε2, d2 –минимально и максимально допустимые разности смежных проектных от-меток в продольном и поперечном направлени-ях участка, zj – проектная отметка j-ой точки.

При проектировании подучастков под плоскости, проектные отметки выражаются че-рез параметры плоскостей и ограничения накладываются на эти параметры.

3. На проектные отметки:

−≤≤

−j

zj

zj

z (j ∈ Q), (6)

где −

−jj zz , – минимальное и максимальное зна-

чение проектной отметки j-ой точки; Q – мно-жество номеров точек с ограниченными про-ектными отметками.

4. На стыковку подучастков: если граница проходит по столбцу отме-

ток, то

δ1 ≤ ijгр

ijгр zz −+ 1 ≤ δ2, (7)

где 1+ijгрz — проектная отметка j–ой точки, на

границе i–го и i +1–го подучастков; если граница проходит посередине между

столбцами отметок, то

δ1 ≤ ijгр

iгрj zz −+

+11 ≤ δ2 ,

где δ1, δ2 –минимально и максимально допу-стимые разности проектных отметок смежных граничных точек стыкуемых подучастков.

5. На величины срезок и насыпей:

ε3 ≤ hj ≤ d3 ( j = 1 , 2 ,…, mn ), (8)

где ε3 , d3 –максимально допустимые величины срезок и насыпей для р-ой зоны участка; hj-рабочая отметка j-ой точки.

6. На баланс объемов срезок и насыпей:

,0=++ ∑∑≥≤

chhhh

jjhh

jj

jj

βτβ (9)

14



где, βj – «вес» рабочей отметки hj; τ – параметр, регулирующий нужное превышение срезок над насыпями; h – некоторый характерный линей-ный размер ( обычно полагают h = 5см ); с – суммарный объем дополнительных контуров.

Таким образом, допустимый вариант раз-биения, удовлетворяющий условиям (3) – (9) и сообщающий минимум функционалу (2), и яв-ляется оптимальным вариантом разбиения участка (полосы) на подучастки.

Метод решения

Поставленная задача решается методом динамического программирования Беллмана [1].

В соответствии с принципом оптимально-сти Беллмана, оптимальное поведение должно быть таким, что каковы бы ни были начальное состояние и решение в начальный момент, по-следующие решения должны быть оптимальны относительно состояния, получающегося в ре-зультате первого решения.

При этом решение исходной задачи заме-няется решением определенной последова-тельности более простых задач.

Соответствующий многошаговый процесс можно условно разделить на два этапа.

Первый этап – прохождение участка (по-лосы) от начала к концу, при котором для каж-дого текущего столбца t (t = 1, 2, …, n) выбира-ется условное оптимальное разбиение и вычис-ляется условный минимум затрат на земляные работы. (Под условным оптимальным разбие-нием понимается оптимальное разбиение участка от начала до текущего столбца).

Второй этап – движение от конца к нача-лу, в результате которого определяются опти-мальные (уже не условные) границы подучаст-ков разбиения всего исходного участка от нача-ла до последнего столбца n.

Разберем более подробно каждый этап. На первом этапе рассматриваются только

подучастки, удовлетворяющие условию (3) на их размеры.

Для каждого допустимого по размерам подучастка строится требуемая оптимальная проектная поверхность [2].

Определяются проектные и рабочие от-метки и вычисляется оценка данного подучаст-ка. Для упрощения, в качестве оценки можно принять объем земляных работ:

,),(),(

∑∈

=tij

jj htiV β (10)

где i и t – соответственно номера левого и пра-вого крайних столбцов подучастка.

Минимально допустимый размер под-участка разбиения равен параметру ∆1, поэтому крайним левым столбцом первого рассматрива-емого подучастка будет 1-й, а крайним правым столбцом будет столбец ∆1. Вычисляется зна-чение V (1, ∆1). Так как здесь существует только один вариант разбиения, то условная опти-мальная оценка столбца ∆1, которую обозначим F∆1 (1, ∆1) равна V(1, ∆1).

Аналогично рассматриваются подучастки с граничными крайними столбцами: (1 , ∆1 + 1), (1 , ∆1+ 2),… и т.д. Последним, участвующей в таком анализе, будет подучасток: (1, ∆1 +∆1 -1). Для этих подучастков определяются объемы: V (1, ∆1 +1), V (1, ∆1 + 2), … , V (1,2∆1 -1).

То есть получаются оценки Ft, где

t = ∆1, ∆1 + 1, …, ∆1 +∆1 -1.

Для получения оценок следующих столб-цов (с номерами, превышающими 2∆1-1) нужно исходить из лучшего из возможных вариантов разбиения, которых теперь будет больше, чем один.

Для этого решается следующее функцио-нальное уравнение:

{ },),(min 1 tiVFF ii

t += − (11)

где t – номер столбца, подлежащего оценке; i – номер левого столбца подучастка i – t (t - ∆2

+1<= i <=t - ∆1 +1); V(i,t) – оценка подучастка между столбцами i и t; Fi-1 – условная опти-мальная оценка столбца i - 1; Ft – условная оп-тимальная оценка столбца t.

Таким образом, на каждом шаге при за-данном правом столбце t для всех допустимых вариантов разбиения проводится оценка Fi= F i-

1+V(i,t). Минимальное значение Fi определяет выбор условного оптимального разбиения и оценку текущего столбца t, равную Ft (11). В результате для каждого столбца t (t = ∆1 ,…, n) будут найдены условная оптимальная оценка Ft и номер i левого столбца подучастка (i,t), кото-рый привел к этой оптимальной оценке.

На этом этап условной оптимизации раз-биения заканчивается, и начинается этап без-условной оптимизации – построение оптималь-ного разбиения.

15



Здесь, для уже имеющейся оптимальной оценки Fn крайнего правого столбца n полосы, восстанавливается номер левого столбца i = nk-

1 последнего подучастка, приводящего к этой оптимальной оценке, и т.д. до тех пор, пока но-мер крайнего левого столбца не станет равным единице.

Полученное разбиение n0 = 1 , n1 ,…, nk-1 , nk = n и будет оптимальным.

Простейшим, но практически важным частным случаем планово–высотной оптимиза-ции является задача деления рисовой карты на чеки. Рисовая карта представляет собой часть рисового поля (как правило, вытянутый прямо-угольник), ограниченную по длинным сторонам оросительным и сбросным каналами. Чеки, со-здаваемые внутри карты, это горизонтальные площадки разного уровня, разделенные земля-ными валиками. Такая конструкция карты необходима потому, что при посадке риса се-мена нужно заливать водой так, чтобы они бы-ли покрыты слоем строго заданной толщины.

Ясно, что для любого допустимого вари-анта разбиения карты на чеки, суммарная вели-чина затрат на земляные работы зависит от конкретного положения его границ на плане.

Задача состоит в отыскании оптимального варианта деления карты на чеки. Под опти-мальным решением будем понимать вариант, который удовлетворяет условиям (3) – (9) и обеспечивает минимальный суммарный объем земляных работ (2).

Для отработки алгоритма и проверки ме-тодики задача была решена для профиля с при-менением табличного процессора Excel. Неко-торые процессы в электронной таблице автома-тизированы. На рис. 1 (а, б) представлена элек-тронная таблица для оптимизации профиля в режиме показа результатов (а) и в режиме пока-за формул (б).

Для реального решения задач оптималь-ного деления рисовых карт на чеки авторами разработана компьютерная программа «RIS», с помощью которой просчитан профиль. Резуль-таты оптимального деления профиля приведе-ны на рис. 2 (а, б).

Ниже приведен пример деление на чеки карты размером 8 х 72. Исходные данные под-готавливаются в текстовом файле (Рис. 3).

В начале файла вводятся параметры про-ектирования. В первой строке размер стороны квадрата проектной сетки в метрах (а). Во вто-рой размеры рисовой карты: число строк, число

столбцов и вес рабочих отметок (m, n, β). В тре-тьей строке ограничения на минимальную и максимальную ширину чеков (∆1 и ∆2) В чет-вертой ограничения на уступы между соседни-ми чеками и на величины срезок и насыпей (∆z, -∆h, ∆h). В пятой строке количество закрепляе-мых (ограничиваемых по высоте) точек (N). За-тем N строк ограничений на закрепляемые точ-ки (i, j, zijmin, zijmax).

После параметров проектирования вводится массив исходных отметок Hj карты, содержа-щий m строк и n столбцов. (Если в прямоуголь-ник m,n вписана непрямоугольная карта, то от-метки точек, не принадлежащих карте, прини-маются равными нулю и не участвуют в про-цессе проектирования).

В приведенном примере реальное ограни-чение поставлено только на минимальный раз-мер чека ∆1 =4. Остальные ограничения факти-чески сняты. Так верхнее ограничение на раз-мер чека принято равным размеру всей карты ∆2=72. Ограничения на уступы между соседни-ми чеками и на величины срезок и насыпей (∆z, -∆h, ∆h) приняты равными соответственно 1.00 , - 1.00 , 1.00 м. Ни одно из них в оптимальном решении не стало лимитирующим. Количество закрепляемых точек принято равным нулю.

После запуска программы « RIS», исходные данные из подготовленного файла вводятся кнопкой «Ввод данных».

Вид формы после ввода исходных данных в программу показан на рис. 4.

На рис. 5 показан вид формы после вы-полнения программы «Проектирование».

Когда решение найдено, выполняется процедура «Сохранение результатов» (рис. 6).

Получили, что при оптимальном решении карту нужно делить на 14 чеков шириной от 80 до 200 метров. При этом суммарный (накоп-ленный) объем земляных работ составляет 15029,56 кубометров.

Очень важен не только сам результат, но и имеющаяся гарантия того, что лучшего ре-зультата, чем полученный, не существует.

Подчеркнем также следующее обстоя-тельство. При решении задачи деления участка на подучастки со значимыми ограничениями на несколько параметров, только программным путем можно проверить совместность условий и обеспечить необходимые согласования.

16



Рис 1. (а) Электронная таблица для оптимизации профиля в режиме показа результатов

Рис 1. (б) Электронная таблица для оптимизации профиля в режиме показа формул.

Рис. 2 (а) Исходные данные профиля в программе RIS

17



Рис. 2 (б) Результаты оптимального деления профиля в программе RIS

Рис 3. Файл с параметрами проектирования и исходными отметками

Рис.4 Вид формы после ввода исходных данных

18



Рис. 5 Вид формы после выполнения проектирования

Рис. 6 Файл с результатами проектирования

Например, если в предыдущем примере сделать значимыми ограничения на стыковку чеков (∆z=0.40) и на величины срезок (-∆z=0.40), то не найдется ни одного допустимо-го решения. Если несколько ослабить второе

ограничение (-∆z=0.45), то получим решение, где карта делится на 10 чеков с объемом зем-ляных работ 24 638 м. куб.

Выводы

1. Рассмотрены постановка, математическая модель и метод решения задачи планово-высотной оптимизации рельефа.

2. Разработана программа планово-высотной оптимизации для случая горизонтальных площадок.

3. Изложенный подход универсален и полно-стью применим для проектирования под любые виды поверхностей (системы наклонных плоскостей, нелинейные по-верхности, топографические поверхности).

Литература

1. Беллман Р. Динамическое программирова-ние. М.: Иностранная литература, 1960.

2. Коробочкин М.И. Математическое моде-лирование в геодезии. М.: ГУЗ, 2011.

© Коробочкин М.И., Дмитриева Е.Е., 2012

19



УДК 528.4

ОЦЕНКА КАЛИБРОВКИ НАЗЕМНЫХ ЛАЗЕРНЫХ СКАНЕРОВ НА ЭТАЛОННОМ БАЗИСЕ

ESTIMATION OF CALIBRATION OF SURFACE LASER SCINTISCANNERS ON STANDARD BASE

Никифоров М.В. / Nikiforov M.V.

Аспирант кафедры геодезии и геоинформатики, Государственный уни-верситет по землеустройству / Post graduated study of chair “Geodesy and geoinformatics”, The State University of Land Use Planning

E-mail: [email protected]

Аннотация. В настоящее время большинство приборов калибруются внутри помещений. Эта техно-логия имеет свои недостатки. В связи с этим были про-ведены исследования заводских калибровок сканера на высокоточных геодезических базисах.

Ключевые слова: Лазерное сканирование, мет-рологические исследования, калибровки наземных ла-зерных сканеров.

Abstract. Presently most devices calibrated into apartments. This technology has failings. Researches of factory calibrations of scintiscanner were in this connection conducted on high-fidelity geodesic bases.

Keywords: Laser scan-out, metrology researches, calibrations of surface laser scintiscanners.

Современные варианты метрологических испытаний наземных лазерных сканеров преду-сматривают, в основном проведение различных тестов внутри помещений. Для этих целей предусмотрены стационарные метрологические стенды или временные эталонные сети. К недо-статкам данной технологии калибровки лазер-ных сканеров можно отнести их невысокую эффективность, связанную с короткими рассто-яниями от сканера до контрольных целей, а также пренебрежение влиянием внешних фак-торов, характерных для реальных условий ра-боты вне помещений. В таких условиях отсут-ствует информация о точности определения ко-ординат удаленных объектов, и возникают сложности оценки точности угломерных устройств.

Полевые эталонные построения позволя-ют проводить метрологические испытания из-мерительной аппаратуры в реальных полевых условиях. Такими построениями сегодня в си-стеме государственного картографо-геодезического обеспечения являются эталон-ные базисы разных разрядов точности. Они широко используются для определения точ-

ностных характеристик линейно-угловых изме-рительных средств и последнее время стали ис-пользоваться для тестирования приемников и антенн спутниковых радионавигационных си-стем. Их достоинствами являются высокая точ-ность измеренных элементов, принимаемых за эталонные значения для многих типов геодези-ческой аппаратуры, и их расположение в есте-ственных условиях. Следует отметить, что точ-ность определения линейных компонент эта-лонных базисов достигает 0.3 мм, что гаранти-рует надежный контроль дальномерных устройств различных геодезических измери-тельных средств. Точность створа эталонных базисов достигает 1-2 мм. Превышения между геодезическими центрами базисов определяют-ся нивелированием I класса или II класса по-вышенной точности.

Эксперименты по использованию эталон-ных базисов для полевых метрологических ис-пытаний наземных сканеров были выполнены в 2010-2011 гг. на метрологическом полигоне ЦНИИГАиК.

Первый эксперимент был проведен на ло-кальном 100 метровом базисе, расположенном

20

ГЛАВНАЯ ТЕМА: НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ, ПОСВЯЩЕННАЯ ПАМЯТИ ПРОФЕССОРА Ю.К.НЕУМЫВАКИН


во дворе института. Исследование лазерного сканера Riegl VZ-400 проходило на пунктах эталонного базиса ЦНИИГАиК. Максимальное дальность сканирования составляет 600 м, ско-рость работы прибора 122000 изм/сек. Распо-ложение сканера и отражательных марок пред-

ставлено на рис.1. Измерения проводились при температуре -15 С̊, то есть температура во вре-мя измерений была на 15 градусов ниже заяв-ленной производителем. Измерения проводи-лись в течение трех часов.

Рис. 1 Расположение сканера и марок на локальном базисе ЦНИИГАиК

Результаты оценки точности линейной ча-сти сканера представлены на рис.2, на котором видно, что размах ошибок измерений составля-ет 9 мм. Имеется систематическое отклонение в сторону уменьшения измеряемых значений расстояний. Для расстояний от 24 до 96 м про-является тенденция уменьшения ошибок, кото-рую можно аппроксимировать уравнением ∆d = a + bD + cD2. В то же время измерения корот-кого расстояния в 4 м не следуют этой тенден-ции и имеют значительный разброс значений.

Рис.2. Характер изменения истинных ошибок линейных измерений (точки) в зависимости от расположения отражательной марки и аппрок-

симирующая кривая

Второй эксперимент был выполнен на «большом» базисе, расположенном на загород-ном метрологическом полигоне ЦНИИГАиК. Исследованиям был подвергнут лазерный ска-нер типа VZ-1000 с максимальной дальностью измерений до 1400 м.

Основной особенностью проводимого эксперимента являлась значительная, до 1.5 км протяженность эталонного базиса. Для выпол-нения исследований понадобились визирные цели большого размера. На рис.3 представлен вариант установки отражательной цели на цен-тре эталонного базиса.

Рис. 3 Отражательная цель и центр «большого» эталонного базиса ЦНИИГАиК

По итогам двух экспериментов было смоделировано несколько видов теоретических сетей. Результаты расчетов (табл.1) показали, что расположения сканера в створе с контроль-

21

ГЛАВНАЯ ТЕМА: НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ, ПОСВЯЩЕННАЯ ПАМЯТИ ПРОФЕССОРА Ю.К.НЕУМЫВАКИН


ными марками является не самым удачным расположением.

Оценка наклона вертикальной оси ска-нера в плоскости, перпендикулярной направле-нию базиса, как показывают результаты. Для контроля этой характеристики на основе эта-лонных базисов целесообразно создавать спе-

циальные сети эталонных пунктов, связанных с базисами. Марки на этих пунктах должны рас-полагать по бокам от базиса, это позволит зна-чительно повысить точность определения па-раметров калибровки сканера. Схема предпола-гаемой сети на основе большого базиса пред-ставлена на рис. 4.

Таблица 1. Результаты определения параметров калибровки лазерного сканера на эталонном базисе

№ Серии Параметры преобразования

∆X м ∆Y м ∆Z м δm (10-6) ωX ωY ωZ Малый 1 0,004 0,003 0,215 32,4 1,2 1,17’ 0.3’

2 0,002 0,003 0,215 12,3 1,2 1,16’ 0.1’ 3 0,002 0,002 0,215 59,5 1,3 1,15’ 0.3’

Большой 327,58 -0,001 -0,978 2,7 48,4” 35,9” -0,8”

№ Серии СКО параметров µ

(м) m∆X m∆Y m∆Z mδm (10-6) mωX mωY mωZ Малый 1 0,003 0,006 0,003 73,8 10,7 15.2” 2,3’ 0,007

2 0,003 0,005 0,003 71 10,8 14.6” 2,3’ 0,007 3 0,003 0,005 0,003 72 10,8 14.9” 2,3’ 0,007

Большой ё0,005 0,005 0,005 7,4 1,8' 1,5” 3,7” 0,008

Рис.4. Схема расположения марок для проведения контроля калибровки наземных лазерных сканеров

Результаты проведённых экспериментов

показывают, что эталонные базисы можно эф-фективно использовать для полевой калибровки лазерных сканеров. Они позволяют оценить

точностные возможности как дальномерного, так и угломерного блоков.

© Никифоров М.В., 2012

22



УДК 528.2

О ТЕОРЕМЕ СТОКСА В ТЕОРИИ ФИГУРЫ ПЛАНЕТ

STOKES' THEOREM IN THE THEORY OF PLANETS FIGURES

Кочиев А.А. / Kochiev A.A.

Доктор физико-математических наук, профессор кафедры информатики, Государственный университет по землеустройству / Doctor of Sci., profes-sor of chair “Informatics”, The State University of Land Use Planning


Аннотация. В статье получено решение инте-гральное уравнение с помощью которого можно определить плотность распределения вещества внутри тела, создающего заданное гравитационное поле сил.

Ключевые слова: Теорема Стокса, Теория фигу-ры планет, Земля.

Abstract. In this paper we solve the integral equation that can be used to determine the density dis-tribution of matter inside the body that produces a giv-en gravitational field strength.

Keywords: Stokes theorem, Theory of the fig-ures of the planets, the Earth.

Как известно, в теории фигуры планет исключительно важную роль играет теорема Стокса, которую сформулируем в соответ-ствии с [1]:

Теорема Стокса. Если дана внешняя замкнутая уровенная поверхность и известна масса и угловая скорость вращения планеты, то величина и направление силы тяжести определяются однозначно для каждой точки данной поверхности и во всем внешнем про-странстве.

Однако, ни Стоксом, ни дальнейшими авторами, включая современных, не только не обсуждались, но даже не ставились следую-щие два вопроса:

1. Три физических параметра тела (масса, уг-ловая скорость вращения и уровенная по-верхность) независимы или между ними существует какая-та связь.

2. Какое (положительное) распределение масс внутри тела обеспечивает указанные три физических параметра, и, если такое распределение масс существует, то, как его найти.

Эти два вопроса, особенно второй, представляют одну из сложнейших задач гео-

физики. Они же прокладывают путь между геофизикой и высшей геодезией, которая, к сожалению, на сегодня отсутствует.

Решению этих двух вопросов посвя-щена настоящая работа.

Начнем с решения первого вопроса. Пусть заданы три вышеуказанных фи-

зических параметра тела Т. Требуется найти соотношение, которому они удовлетворяют.

Для этого рассмотрим следующую за-дачу физической геодезии, несколько иначе сформулированную в трудах [1,2], и приво-дящую к принципиально важным задачам геофизики и геодезии.

Пусть в прямоугольной системе коор-динат Oζηχ задано выпуклое твердое тело T, которое удовлетворяет условиям:

1. Центр масс тела T совпадает с нача-лом координат, а оси центрального эллипсои-да инерции направлены по Oζ, Oη, Oχ.

2. Поверхность S тела T задана урав-нением

Ф(ζ,η,χ)=0, (1)

с произвольной, непрерывно-дифференцируемой функцией Ф(ζ,η,χ).

23



3. Произведение гравитационной по-стоянной f на массу m тела T положительно fm>0. Масса m>0 связана с функцией плотно-сти распределения вещества ρ(ζ,η,χ)>0 и уро-венной поверхностью S формулой

, (2)

4. Тело T равномерно вращается во-круг оси Oχ с постоянной угловой скоростью ω > 0. Вследствие этого появляется поле сил инерции с потенциалом

(3)

5. Поверхность S, является уровенной для потенциала силы тяжести U. Сила тяже-сти определяется на поверхности S как сумма сил тяготения тела T с потенциалом и сил инерции с потенциалом, определяемым формулой (3). Потенциал определя-ется формулой

, (4)

Где (5)

Соответственно, потенциал силы тяже-сти на поверхности S в соответ-ствии с формулами (3), (4) и условием 5, име-ет вид

, (6)

где константа на уровенной поверхности потенциала силы тяжести.

Константа не зависит от x,y,z, но за-висит: от значений параметров ; от фор-мы уровенной поверхности S; от положитель-ной функции ρ(ζ,η,χ)>0 плотности распреде-ления вещества, удовлетворяющей условию 3.

6. Вектор силы тяжести на поверхно-сти S тела направлен противоположно векто-ру n внешней нормали к поверхности S. Соот-

ветствующее условие имеет вид .

Отвлекаясь от физического толкова-ния, дадим эквивалентную абстрактную фор-мулировку условиям 4-5 в виде условия, ко-торое было сформулировано Пицетти [1], для определения внешнего гравитационного поля и значения параметра тела T.

Условие Пицетти. Значение потенциа-ла поля сил тяготения тела T на его уровен-ной поверхности S равно

(7)

где A та же константа, что и в уравнении (6). Заметим, что условие Пицетти шире,

чем условия 4,5, так как оно справедливо и в случае, когда функция плотности распределе-ния вещества ρ(ζ,η,χ) принимает отрицатель-ные значения. Но в этом случае исчезает фи-зический смысл, как самой функции ρ(ζ,η,χ), так и важнейших параметров тела m и ω, что недопустимо.

Еще раз подчеркнем, что в условиях 1-6 (в отличие от условия Пицетти) речь идет о реальном теле, для которого считаются:

• Известными масса m>0; постоянная угло-вая скорость вращения ω>0; геометриче-ская поверхность S, заданная формулой (1), являющаяся уровенной поверхностью по-тенциала силы тяжести;

• Неизвестными плотность распределения вещества ρ(ζ,η,χ)>0 и постоянное значение потенциала силы тяжести на поверхности S (значение параметра A).

Условия 1-6 впервые были введены Стоксом. Он четко представлял, что далеко не у каждого тела указанные выше физические параметры им удовлетворяют, что отметил в формулировке своей теоремы первым словом “если”.

В связи с этим, прежде чем ставить и решать задачи физической геодезии, необхо-димо выяснить, в каких случаях существует тело, удовлетворяющее условиям 1-6. И толь-ко для таких тел (т.е. ответа на первый выше поставленный вопрос), используя условия Пицетти , ставить и решать соответствующие задачи.

Легко видеть, что условия 1-4 незави-симы, т.е. значения параметров m > 0, ω > 0 и форма поверхности S могут быть произволь-ными, независимыми друг от друга. Вместе с тем функция плотности распределения веще-ства ρ(ζ,η,χ) > 0 связана с массой m > 0 и по-верхностью S тела T соотношением (2), а в остальном также произвольна. Существова-ние весьма обширного класса таких положи-тельных функций плотности распределение вещества (и соответствующих тел) достаточ-но очевидно.

Однако, условие 5, вместе с условием не отрицательности функции плотности рас-пределения вещества ρ(ζ,η,χ) > 0, накладывает

24



весьма жесткие ограничения на тело T и мо-жет оказаться зависимым от условий 1-4. Т.е. если произвольно задать значения параметров m > 0, ω > 0 и форму поверхности S, то может не существовать ни одной положительной функции плотности распределения вещества ρ(ζ,η,χ) > 0, удовлетворяющей условиям 3,4,5,6.

В самом деле, условия 1-6 эквивалент-ны соотношениям:

(8)

где A та же константа, что и в уравнении (6) U- потенциал силы тяжести, определяемый формулой (6).

В системе (8), как сказано выше, счи-тается:

1. Параметры m>0, ω>0 и форма поверхности S, заданная соотношением (1), известны;

2. Положительная функция плотности рас-пределения вещества ρ(ζ,η,χ)>0 и параметр A неизвестны.

Интегральное уравнение, входящее в систему (8), может не иметь решение вида

. Но, в случае существования такого решения, значение параметра A>0 определяется однозначно.

Следует заметить, что условие ρ(ζ,η,χ)>0 принципиально. Из него, в частно-сти, следует физический смысл параметров ω>0 и m>0. Игнорирование этого условия, что и делалось дальнейшими после Стокса иссле-дователями, т.е. функция плотности распре-деления вещества ρ(ζ,η,χ) может принимать и отрицательные значения, приводит к тому, что исчезает физический смысл как самой функции , так и вышеприведен-ных условий 1-6, а это недопустимо.

Таким образом, в общем случае при соблюдении условий 1-6 значения параметров m>0, ω>0 и форма поверхности S тела T мо-гут оказаться зависимыми друг от друга, а си-стема (8) не иметь решения. Т.е. может не существовать ни одного тела, три указанных физических параметров которого удовлетво-ряют условиям 1-6.

В этом случае для геодезии также представляют большой интерес условия 1-6 (и система (8)) в следующей расширенной по-становке:

Определить значения (теперь неиз-вестных) параметров m, ω, A, а также форму поверхности S и положительную функцию плотности распределения вещества ρ(ζ,η,χ)>0 так, чтобы они удовлетворяли условиям 1-6 и соответственно, эквивалентной им системе (8).

В такой расширенной постановке си-стема (8) может иметь решение, только если значения неизвестных параметров связанны какими-либо математическими соотношения-ми, доказательство существования и вывод которых необходимо делать. Очевидно, полу-ченное таким образом тело, удовлетворяющее условиям 1-6, может представить интерес не только для теоретической геодезии, но и для ее практических приложений.

Только после того, как доказано суще-ствование тела, т.е. получено какое-либо ре-шение системы (8), можно ставить основные задачи физической геодезии.

Это определение для тела его:

1. Внешнего гравитационного поля (космиче-ская геодезия, GPS, Глонасс, авиация, и т.д.);

2. Поверхности S (фигуры), заданной уравне-нием (1), (теория фигуры Земли, картогра-фия, и т.д.);

3. Внутреннего строения, т.е. положительной функции плотности распределения веще-ства (геофизика, поиск и раз-ведка полезных ископаемых внутри Земли и других планет солнечной системы, про-гноз и предотвращение землетрясений и т.д.).

Первую, основную задачу гравимет-рии, впервые поставил и частично решил Стокс.

Используя идеологию доказательства теоремы Стокса, можно доказать, что если система (8) имеет не единственное решение, то есть существуют два тела с разными плот-ностями, удовлетворяющие условиям 1-6, то параметр A один и тот же для обоих тел.

Если параметры тела T удовлетворяют условиям 1-6, то фактическое определение потенциала V(x,y,z) его поля сил тяготения сводится (принципиально в случае, когда

25



функция плотности распределения вещества ρ(ζ,η,χ)>0 неизвестна, но существует) к реше-нию внешней краевой задачи Дирихле для уравнения Лапласа следующего вида [1,2]:

Найти решение V(x,y,z) уравнения Лапласа

∆V=0, (9)

которое: 1. На поверхности S, заданной уравне-

нием (1), принимает вид:

(10)

где A не зависящая от x,y,z неизвестная по-стоянная.

2. Удовлетворяет условию регулярно-сти на бесконечности т.е.

(11)

где r - величина радиуса вектора притягивае-мой точки.

Окончательно, решение вышеприве-денных задач и связанных с ними наук (гра-виметрии, теории фигуры Земли, картогра-фии, геофизики и т.д.) необходимо начинать с всестороннего анализа системы (8), включая ее расширенную постановку, т.е. выяснения существования тела T, что эквивалентно не-противоречивости условий 1-6. Это ответ на первый выше поставленный вопрос.

Получим ответ на второй вопрос. Пусть система (8) имеет решение, т.е.

задано тело Т три указанных физических па-раметра которого существуют и найдем плот-ность распределения вещества ρ(ζ,η,χ)>0, обеспечивающих эти параметры.

Для этого решим интегральное урав-нение, входящее в систему (8), записав его в несколько ином и в более общем виде:

(12)

где r-дается формулой (5), а определяется на поверхности S и является произвольной непрерывной и заданной функцией.

Плотность распределения вещества ρ(ζ,η,χ)>0 неизвестна.

Для системы (8) функцию , как пока-зано в работах Стокса, легко определить [1,2,4].

Используя внешнюю краевую задачу Дирихле для уравнения Лапласа, можно

найти регулярную на бесконечности и гармо-ническую во всем внешнем относительно по-верхности S пространстве функцию K(x,y,z). Причем выполнены краевые условия:

(13)

Отсюда легко определить производ-

ную функции по направле-

нию внешней нормали к поверхности S. Пусть далее внутри поверхности S за-

дана произвольная функция , име-ющая непрерывные вплоть до поверхности S вторые частные производные.

Тогда справедлива формула [4]:

(14)

Здесь -внутренняя к поверхности S нормаль, r-определена формулой (5), точка

лежит вне поверхности S, -оператор Лапласа.

Взяв внутри поверхности S произволь-ную гармоническую функцию , и, заменив на получим:

(15)

Пусть теперь функция удо-влетворяет условию

, (16)

а функция пока произвольна. Тогда формулу (15) можно записать

так:

(17)

Если теперь взять:

(18)

то на основании равенства (16) справа в ра-венстве (17) будет стоять потенциал простого слоя, который во внешнем относительно тела Т пространстве будет равен [4]

(19)

26



Из (19) и (17) получаем во всем внеш-нем относительно тела Т пространстве тожде-ство:

(20)

Далее функция

(21)

где точка лежит внутри поверхности S, на основании теоремы Пуассона [4] являет-ся гармонической при любой функции M(ζ, η, χ).

На основании первого из равенств (18) и формулы (20) можно заключить, что:

(22)

Из (22) в силу единственности реше-ния внутренней задачи Дирихле для уравне-ния Лапласа следует, что

(23)

во всех точках внутри поверхности S. Окончательно, доказана теорема1: при любой дважды непрерывно диф-

ференцируемой функции , опреде-ленной внутри поверхности S, и, удовлетво-ряющей условиям:

(24)

Функция

(25)

является решением интегрального уравнения (12) и задает плотность распределения веще-ства тела, значения потенциала которого на его поверхности определяются первой из формул (24).

При этом внутри поверхности S, где находится точка на основании ра-венства (23) имеет место тождество:

(26)

Для геодезии, теорему 1 можно сфор-мулировать в виде теоремы 2:

Если на поверхности S функция M удовлетворяет граничным условиям (24), с определенной выше функцией K, и является решением неравенства , то она пред-ставляет внутренний потенциал тела с поло-

жительной функцией плотности распределе-ния вещества, определяемой формулой (25).

Т.е. получены достаточные условия существования решения интегрального урав-нения (12).

Пусть теперь функция явля-ется решением интегрального уравнения (12).

Тогда существует функция

, (27)

где точка находится внутри поверх-ности S и которая очевидным образом удо-влетворяет условиям (24), (25).

В силу теоремы Пуассона, применен-ной к равенству (27), выполнено и условие (25).

Обозначим через частное решение неоднородного интегрального уравнения (12). Тогда общее решение складывается из част-ного решения неоднородного уравнения и общего решения однородного уравнения , которое, как показано в работе [4], а также выше, имеет вид:

(28)

где M произвольная функция, определенная и непрерывная внутри поверхности S вместе со своими частными производными второго по-рядка.

Следовательно, плотность распределе-ния вещества внутри поверхности S в самом общем виде дается формулой:

(29)

где определяется формулой (28). Плотность распределения вещества в

виде функций (28), (29) определяется струк-турой внешнего гравитационного поля тела Т.

Существование и тем более однознач-ное определение тел, удовлетворяющих усло-виям 1-6, как можно увидеть из равенств (28), (29) непростой вопрос и требует своего реше-ния. Этот вопрос принципиально стоит перед геофизиками, занимающимися внутренним строением Земли.

Таким образом, равенства (28), (29) при любой дважды непрерывно дифференци-руемой функции , определенной внутри поверхности S, дают в самом общем виде решение интегрального уравнения (12),

27



и, вместе с тем, очевидным образом системы (8).

Однако, как в работах Стокса, так и в последующих исследованиях, включая со-временных [1,2]:

1. Система (8), т.е. существование физиче-ского тела, а также плотность распределе-ния вещества, вообще не только не учиты-вались, но даже не упоминались;

2. Не выяснялась связь условий 1-6 с теорией фигуры Земли, по той причине, что внеш-нее гравитационное поле тела неоднознач-но, а то и вообще не определяет его внут-реннее строение и, тем более, поверхность. Однако, как показано выше, в расширен-ной постановке условий 1-6, и эта связь возможна;

3. Ни слова не сказано о фактическом нахож-дении функции плотности распределения вещества, даже если тело существует. То есть, геофизическое направление важней-ших условий 1-6 исчезло, что повлекло за собой разрыв между геофизикой и высшей геодезией, теорией фигурой Земли и т.д.

Вместе с тем нельзя считать, что они забыты геодезистами, поскольку, в работе [2, глава 2.7, стр.67], посвященной уровенному эллипсоиду говорится дословно: «Основным здесь является то, что постулируя уровенный эллипсоид как эквипотенциальную поверх-ность нормального гравитационного поля и задавая общую массу M, мы тем самым пол-ностью и однозначно определяем нормальный потенциал U. Точное распределение плотно-сти внутри эллипсоида, создающего потенци-ал U, не имеет значения, и знать его не требу-ется. В действительности, нам не известно ни одного приемлемого распределения масс для уровненного эллипсоида (Moritz 1990: гл. 5). Pizzeti (1894) безуспешно использовал одно-родное распределение плотности в сочетании с поверхностным слоем отрицательной плот-ности, что довольно «неестественно».

Несмотря на сказанное, и, по всей ве-роятности осознанно, в основу современной теоретической геодезии ставится и использу-ется модель (уровенный эллипсоид), физиче-ское существование которого неизвестно. Не ясно четыре произвольных параметра (масса m>0, угловая скорость вращения ω>0, боль-шая и малая полуоси) уровенного эллипсоида удовлетворяют системе (8) или нет. Т.е. ис-

пользуемый уровенный эллипсоид физически существует или это абстрактная математиче-ская модель, не имеющая никакого отноше-ния к геодезии.

Также осознанно, в приведенной и в остальных аналогичных работах, эта модель используется и трактуется как реальное эл-липсоидальное тело, посчитав возможное от-сутствие физической модели не имеющим значения.

Далее по предположению авторов, ре-альные эллипсоидальные тела представляют все уровенные эллипсоиды (Гельмерт 1901 – 1909год, Кассинис 1930год, И.Д.Жонголович 1952год и т.д. по сей день).

Однако, согласно сказанному, все эти предположения требуют доказательств.

Рассмотрение в приведенном выше смысле системы (8), четко выделяет три направления исследований:

1. Если системы (8) имеет решение , то тело T существует и для

него можно определить все его характери-стики (гравитационное поле, и т.д. - грави-метрия).

2. Используя расширенную постановку, мож-но выделить класс поверхностей, заданных уравнением (1), удовлетворяющих системе (8), (теория фигуры Земли и других планет солнечной системы).

3. В пунктах 1 и 2 функцию плотности рас-пределения вещества не обязательно знать, но факт существования хотя бы одной та-кой функции необходимо иметь.

4. Определить класс, структуру и функцию плотности распределения веще-ства , что невозможно осуще-ствить измерениями вне тела и на его по-верхности (геофизика - внутреннее строе-ние Земли и планет солнечной системы).

В пункте 3 существование, знание и однозначность функции плотности распреде-ления вещества необходимы. Это требуется для того, чтобы внутреннее строение каждого конкретного тела, с чем мы имеем дело на практике, определялось однозначно. И тут встает еще одна нерешенная задача. Какие дополнительные (граничные) условия следует наложить на решение (параметры) системы (8), в том числе в ее расширенной постановке, чтобы оно существовало и определялось од-нозначно.

28



Каждое из этих направлений может быть подразделено на свои направления.

На сегодняшний день мы не знаем су-ществование и тем более точное решение ни одной системы (8), т.е. неизвестно ни одного тела, параметры и ρ(ζ,η,χ)>0 которо-го удовлетворяют системе (8).

Однако, используя расширенную по-становку системы (8), в работе [3] получено такое тело. Но оно пока не получило практи-ческого приложения в геодезии.

Таким образом, получено нефредголь-мовское интегральное уравнение (8), позво-ляющее:

1. Доказать существование и найти функцию плотности распределения веще-ства тела, при котором его поверхность S будет уровенной для потен-циала поля силы тяжести.

2. Ставить в новой расширенной постановке главные задачи геофизики, физической геодезии и т.д. Это позволит находить тела,

поверхности которых являются уровенны-ми для потенциала поля силы тяжести.

3. Получать функции плотностей и уравнения фигур тел, создающих вне заданной и охватывающей эти тела поверхности S, одинаковое известное гравитационное по-ле.


1. П.Пицетти, «Основы механической теории фигуры планет», ГТТИЗ, Москва, 1933, Ленинград.

2. Бернхард Гофман-Велленгоф, Гель-мут Мориц, Физическая Геодезия, МИИ-ГАиК, Москва, 2007г.

3. Кочиев А.А., Б.Х.А.Васкез, «Связь между Стоксовыми постоянными и ее след-ствия», Известия Вузов. Геодезия и аэрофото-съемка, Москва, №3, 2008г. Стр.10-19.

4. Л. Н. Сретенский, Теория ньютонов-ского потенциала, ГИФМЛ, Москва, 1946.

29



УДК 528.7

ОБЗОР РОССИЙСКИХ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЦЕЛЯХ СОВРЕМЕННОЙ ФОТОГРАММЕТРИИ И КАРТОГРАФИИ

THE REVIEW OF THE RUSSIAN PILOTLESS AIRCRAFT APPLIED WITH A VIEW OF A MODERN PHOTOGRAMMETRY AND CARTOGRAPHY

Варварина Е.А. / Varvarina E.A.

Аспирант кафедры аэрофотогеодезии, Государственный Университет по землеустройству, ведущий специалист отдела развития ОАО «ОПИН» / Post-graduate student to chair airphotogeodesy, The State University Of Land Use Planning, The leading expert of department of development OPIN

Тел.: 8(916)718-37-17, 8(910)441-43-98 E-mail: [email protected]

Аннотация. В данной работе приведен обзор всех типов беспилотных летательных аппаратов. Также приведен сравнительный анализ российских бес-пилотных летательных аппаратов, применяемых в целях современной фотограмметрии и картогра-фии. Приведена схема строения одного из самых популярных беспилотных летательного аппаратов, с описанием составных частей.

Ключевые слова: фотограмметрия, картогра-фия, беспилотные летательные аппараты, беспи-лотная авиация, экспериментальная авиация.

Abstract. In the given work the review of all types of pilotless flying machines is resulted. Also the comparative analysis of the Russian pilotless flying machines applied with a view of modern photogram-metry and cartography is resulted. The scheme of a structure of one of the most popular pilotless flying devices, with the description of components is result-ed.

Keywords: photogrammetry, cartography, pi-lotless flying machines, pilotless aircraft, experimental aircraft.

Несмотря на появление воздушного лазерного сканирования и общее развитие технологий сбора информации о земле, круп-номасштабное картографирование сравни-тельно небольших участков с размерами до 30 квадратных километров до сих пор является проблемным.

Причины заключаются в том, что данные такой точности пока не могут быть получены по результатам космических съе-мок, применение наземных съемок на участ-ках более 1 квадратного километра не отве-чают требованиям оперативности и требуют вложения значительных средств, а использо-вание метода воздушного лазерного сканиро-вания для съемки участков до 10 квадратных километров является экономически нецелесо-образным.

В тоже время практика показывает, что часто аэрофтоснимки и карто-материалы небольших участков, площадью до 30 квад-ратных километров, в масштабе 1:5000 и

крупнее являются востребованными для та-ких целей как:

• ландшафтное проектирование; • разработка архитектурных и экологиче-

ских решений; • проектирование локальных линейных се-

тей (линий электропередач, автомобиль-ных дорог местного назначения, газо- и нефтепроводов);

• оценка рентабельности и другое.

Решение подобных задач существен-но упрощается при наличии крупномасштаб-ной аэрофотосъемки.

В связи с этим беспилотные лета-тельные аппараты приобрели широкую попу-лярность. Развитие вычислительной техники и цифровых технологий обработки сигналов позволило существенно повысить, качество, скорость и объемы обработки изображений, обеспечить их передачу на большие расстоя-ния.

30



Оптические системы в беспилотной летательной технике применяются для:

• мониторинга местности; • получение детального изображения

участков местности и объектов, находя-щихся на них;

• обнаружения объектов, находящихся на местности и визуально невидимых.

Технические системы реализуются в виде системы оптических устройств, разме-щаемых либо непосредственно на корпусе летательного аппарата и жестко связанных с его конструкцией, либо с помощью гиро ста-билизированных платформ, обеспечивающих поворот оптических осей устройств в любую сторону с заданной скоростью.

Как правило, жесткая связь оптиче-ской оси устройства с конструкцией лета-тельного аппарата используется для авиаци-онных аппаратов и оптических устройств об-зора передней или другой полусфер летатель-ного аппарата. Термин "жесткая связь" явля-ется условным, практически все оптические устройства, устанавливаемые в конструкцию летательного аппарата, имеют возможность некоторого углового перемещения для ком-пенсации углового положения летательного аппарата относительно поверхности земли и угловых колебаний самолета относительно осей нормальной системы координат.

Далее в табл.1 приведен обзор беспи-лотных летательных аппаратов Российского производства:

Таблица 1. Обзор беспилотных летательных аппаратов Российского производства

Модель Размах крыла, м Длина, м Высота, м Масса, кг

Средняя скорость,

Км/ч

Продолжи-тельность

полета, минут

Высота полета, м

Т23 «Элерон» 1,47 0,45 3,4 85 85 3000 Инспектор-301 1,5 6,5 105 120 4000 «Орлан-3М» 7,0 110 180 7000 ZALA 421-06 1,77 1,57 0,57 12 50 90 2000

Т23 «Элерон» — комплекс дистанци-

онного наблюдения. Предназначен для наблюдения наземной обстановки и объектов с воздуха. Разработка завершена в 2003 году компанией «ЭНИКС». Имеет несколько мо-дификаций.

В состав комплекса входят: пусковое устройство Т23П, беспилотный летательный аппарат (БПЛА) Т23Э, портативная наземная станция управления (НСУ) Т23У.

Беспилотный летательный аппарат сконструирован складным, что предоставляет возможность его хранение в контейнере раз-мерами не более 0,9×0,5×0,12 м. Оснащён электрическим двигателем с толкающим вин-том, установлена стабилизированная ТВ си-стема, цифровая фотокамера и передающая аппаратура.

Старт беспилотного летательного ап-парата производится с использованием рези-нового жгута, который обеспечивает аппарату необходимую взлетную скорость, посадка осуществляется с использованием парашют-ной системы с высот от 30 м.

Комплекс предусматривает обслужи-вание расчетом из двух человек.

Комплекс может использоваться днем при скорости ветра до 15 м/с, темпера-туре от минус 30 до плюс 45 градусов и влаж-ности 98 %. В 2007 году принят на снабжение МЧС РФ. Сотрудниками МЧС используется для обнаружения лесных и ландшафтных по-жаров, при возникновении различных ЧС и для поиска пропавших людей.

Инспектор-301 — российский беспи-лотный летательный аппарат дистанционного зондирования, разработан в ЗАО «Аэрокон». Предназначен для ведения воздушной развед-ки, аэрофотосъёмки.

Конструктивно представляет собой микро-беспилотный летательный аппарат , выполненный по схеме бесхвостка, с толка-ющим воздушным винтом, вращаемым элек-тродвигателем. Целевая аппаратура включает в себя микросхемы передачи информации, а также малогабаритную видеокамеру передне-го или панорамного обзора со стабилизацией по крену (не менее 520 TV-линий) или циф-ровым фотоаппаратом (10 мегапикселей).

Запуск аппарата осуществляется с помощью резино-механической катапульты.

Особенностью конструкции беспи-лотного летательного аппарата является пол-

31



ностью отклоняемый киль — подобная кон-струкция реализована в самолётах Ту-160 и ПАК ФА.

Получение информации с беспилот-ного аппарата и выдача ему команд осу-ществляется через блок управления, реализо-ванный на базе портативного персонального компьютера.

«Орлан-3М» — беспилотный лета-тельный аппарат для проведения видеосъем-ки.

Беспилотный летательный аппарат «Орлан-3М» предназначен для использования в качестве носителя при разработке авиаци-онных комплексов для выполнения аэрофото- и видеосъемки панорамной и плановой, а также для других похожих задач.

Конструктивное исполнение с мо-дульной архитектурой позволяет оперативно менять полезные нагрузки беспилотного лета-тельного аппарата и варьировать состав бор-тового оборудования. А герметичное испол-нение модуля системы управления и полезной нагрузки существенно продлевает срок служ-бы дорогостоящего оборудования при регу-лярной эксплуатации беспилотного летатель-ного аппарата.

Высокая устойчивость и хорошая управляемость допускают использование бес-пилотного летательного аппарата "Орлан-3М" в сложных метеоусловиях и с ограниченных площадок.

Компоновочная схема с силовой установкой на пилоне беспилотного лета-тельного аппарата, наилучшим образом соот-ветствуют решаемым задачам и обеспечению безопасности персонала. Дополнительный объем внутри консолей крыла беспилотного летательного аппарата позволяет разместить на борту широкий спектр контрольно-измерительной аппаратуры.

Информационно-измерительная ап-паратура и САУ АПС 2.2 обеспечивают ви-део- и фотосъемку в сочетании с регистраци-ей текущих параметров (координаты, высота, номер кадра и т.д.), что значительно облегча-ет последующую обработку, а главное, позво-ляет автоматизировать процесс сшивки от-дельных кадров.

На беспилотном летательном аппара-те устанавливаются фотокамера, видеокамера, тепловизор и гиростабилизированная телеви-зионная камера.

Наличие генератора на борту беспи-лотного летательного аппарата позволяет ис-пользовать активные нагрузки в течение всего полета.

С одного НПУ обеспечивается одно-временное управление до 4 беспилотных ле-тательных аппаратов. Любой беспилотный летательный аппарат может работать в каче-стве ретранслятора для остальных.

ZALA 421-06 — беспилотный верто-лёт компании «Беспилотные системы» (Ижевск), предназначенный для аэрофото-съёмки, трансляции и ретрансляции теле- и радиосигналов, проведения экологических экспериментов, доставки медикаментов, про-дуктов и почты при оказании экстренной по-мощи в процессе ликвидации аварий и ката-строф в труднодоступных и опасных для че-ловека местах, а также для инженерной, ради-ационной, химической и биологической раз-ведки.

Бортовое оборудование ZALA 421-06 включает инфракрасную и электрооптиче-скую камеры. В качестве опциональной по-лезной нагрузки используются детекторы ра-диации, химических газов и громкоговори-тель. Передача данных на станцию управле-ния аппаратом осуществляется в режиме ре-ального времени по защищенному цифровому каналу.

Далее на примере ZALA 421-06 рас-смотрим строение беспилотного летательного аппарата и принцип его действия.

В табл.2 представлен состав комплек-са беспилотного летательного аппарата. На рис.1 представлена схема беспилотного лета-тельного аппарата.

Система автоматического управ-ления беспилотного летательного аппарата (автопилот) установленная внутри планера представляет контейнер с разъемом. Внутри контейнера размещена плата с датчиками ста-билизации платформы в трех плоскостях и чипами управления. Автопилот поддержива-ет два режима полета: полуавтоматический и автоматический. Полетное задание загружа-ется в автопилот до взлета, но, при этом в не-го можно внести изменения, вплоть до полно-го обновления полетного задания на любом этапе полета. Автопилот передает в режиме реального времени по каналу радиосвязи ко-ординаты GPS, напряжение питания, угловое положение аппарата в пространстве, скорость

32



беспилотного летательного аппарата, ско-рость ветра, высоту полета над подстилаю-щей поверхностью от точки старта. При нарушении канала передачи телеметрии авто-

пилот автоматически проводит процедуру возврата беспилотного летательного аппарата к точке старта.

Таблица 2 Состав комплекса беспилотного летательного аппарата

Наименование Количество

НСУ в кейсе (ноутбук, монитор, джойстик, видеорегистратор, кабель питания НСУ) 1

Антенно фидерное устройство 1

Контейнер транспортировочный беспилотного летательного аппарата 1

Беспилотный самолет с парашютом 2

Полезная нагрузка видеокамера 1

Полезная нагрузка фотоаппарат 2

Полезная нагрузка тепловизор 1

Катапульта эластичная с буром в чехле 1

Зарядное устройство в кейсе 1

АКБ 10 Ач 4

Запасные части и инструменты 1

Рис.1. Схема беспилотного летательного аппарата

Бортовая радиосистема беспилотно-

го летательного аппарата / Модем состоит из передатчика видеоинформации и приемопе-редатчика телеметрической информации и команд управления. Видео передатчик бывает цифровой или аналоговый.

Малогабаритный автономный ма-як встроенный в планер, представляет собой радиопередатчик со штыревой антенной длинной 170 мм и позволяет при аварийной посадке беспилотного летательного аппарата вне зоны видимости обнаружить его на уда-лении до 3 км. Характеристики маяка: Пита-ние – литиевый элемент питания типа CR 2032 3V; Время работы – 20 ч. (от нового элемента питания); Масса с элементом пита-ния – 9,5 г. Для включения маяка необходимо установить в него элемента питания и за-мкнуть контакты заглушкой-перемычкой.

Источник питания беспилотного летательного аппарата - Аккумуляторная батарея состоит из литий-полимерных акку-муляторов (банок), собранных в единый блок АКБ. Предприятие-изготовитель гарантирует сохранение емкости, без существенного сни-жения, на 50 циклов «заряд-разряд» и в тече-ние одного года с момента первого заряда, при соблюдении режимов хранения и эксплу-атации. Температурный диапазон работы ак-кумулятора, составляет от -30°C до +40°C.

Силовая установка беспилотного летательного аппарата - воздушный винт. Силовая установка беспилотного летательно-го аппарата ZALА 421-06 - синхронный элек-тродвигатель с системой управления. ZALА 421-06 состоит из лопастей, соединенных ступицей. Ступица при помощи цангового зажима крепится на вал синхронного элек-

33



тродвигателя беспилотного летательного ап-парата.

Система посадки беспилотного ле-тательного аппарата (парашют) состоит из установленного в планере механизма откры-тия крышки парашютного отсека, подвеса стабилизации положения аппарата при спуске на парашюте с амортизатором и парашюта с крышкой отсека.


1. Зинченко О.Н. Беспилотные летательные аппараты: применение в целях аэрофото-съемки для картографирования. Часть 1

2. www.uvs-international.org 3. Салычев О.С. Автопилот БПЛА с инер-

циальной интегрированной системой — основа безопасной эксплуатации беспи-лотных комплексов. Портал «Беспилот-ная авиация».

34



УДК 528.7

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В АЭРОГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

FEATURES OF USE OF PILOTLESS AIRCRAFT IN AERO GEODETIC PRODUCTION

Буздина А.М. / Buzdina A.M.

Инженер компании ООО “Питер Газ», выпускница МИИГАиК / Post graduated study of chair “Geodesy and geoinformatics”, The State University of Land Use Planning

Тел. (495)784-71-61


Аннотация. Аэрофотосъемка давно прочно во-шла в геодезическое производство. Современное рас-ширение научных познаний и как следствие расширение спектров человеческих интересов выявляет всё новые пути получения достоверных данных. Кроме традици-онных методов съемки с пилотируемых воздушных средств применяют съемку с беспилотных летательных аппаратов. Применение беспилотных летательных ап-паратов имеет свои особенности, как при производстве съемки, так и при обработке полученных данных.

Ключевые слова: Аэрофотоснимок, беспилот-ный летательный аппарат, калибровка фотокамеры, беспилотная авиационная система.

Abstract. Aerial view of the long time firmly estab-lished in the surveying industry. The current expansion of scientific knowledge and as a consequence of expanding the range of human interests reveals new ways of obtaining reliable data. In addition to traditional methods of photog-raphy from manned aerial vehicles used to shoot with un-manned aerial vehicles. The use of unmanned aerial vehicles has its own characteristics as in the manufacture of record-ing and processing the data.

Keywords: Aerial view, unmanned aerial vehicle, calibration of the camera, Unmanned Aircraft System.

Получение геопространственных цифро-вых аэрофотоснимков участков земной по-верхности и находящихся на ней объектов с любых летательных аппаратов с использовани-ем аэрофотосъёмочных систем и модулей дав-но нашло применение в геодезическом произ-водстве. Аэрофотоснимки пользуются попу-лярностью особенно с середины весны и до начала опадения листвы, т.к. получаемые кад-ры передают всю реальную картинку местно-сти со всеми мельчайшими дорогами, тропами, а так же наиболее полно характеризуют расти-тельность. Кроме традиционных летательных аппаратов для производства съемки стали при-менять беспилотные летательные аппараты.

Беспилотники зарекомендовали себя как эффективное средство разведки, сопровожде-ния боя, для выполнения прочих боевых задач в ходе военных операций армиями США и Из-раиля.

Основными предпосылками применения БПЛА в качестве фотограмметрического ин-струмента являются недостатки традиционных

способов получения данных с помощью кос-мических спутников (космическая съемка), воздушных пилотируемых аппаратов (аэрофо-тосъемка), геодезических изысканий (геодези-ческая съемка).

Данные спутниковой съемки позволяют получить снимки с максимальным общедо-ступным разрешением 0,5м, что недостаточно для крупномасштабного картирования. Так же не всегда удается подобрать безоблачные снимки из архива, в отношении компактных участков нет гибкой ценовой политики. В слу-чае съемки под заказ теряется оперативность получения данных.

Традиционная аэрофотосъемка проводит-ся с помощью самолетов (Ту-134, Ан-2, Ан-30, Ил-18, Cesna, L-410) или вертолетов (Ми-8Т, Ка-26, AS-350), требует высоких экономиче-ских затрат на обслуживание и заправку, что приводит к повышению стоимости конечной продукции. Ее особенно неэффективно приме-нять там, где с небольшой высоты надо прове-

35



сти фотосъемки территории, ограниченной по своей протяженности и площади.

Альтернативная – геодезическая съемка требует больших трудовых и материальных затрат, а также отсутствует возможность про-водить наблюдения в труднодоступных и опасных районах.

Аэрофотосъемка с БПЛА принципиально не отличается от съемки с «больших самоле-тов», но имеет определенные особенности, ко-торые мы далее рассмотрим.

Основными преимуществами съемки с БПЛА перед классической АФС являются:

• Компактность и съемные модули; • Возможность старта и посадки на ограни-

ченной территории; • Отсутствие необходимости в специально

подготовленных аэродромах; • Возможность маловысотной съемки (ниже

границы облаков); • Мобильность и оперативность в эксплуа-

тации; • Независимость использования; • Бесшумность; • Простота в обслуживании и т.д.

Существует ряд признаков для определе-

ния аэрофотосъемочных БПЛА, применяемых в целях картографирования.

1. Тип конструкции: БПЛА самолетного или вертолетного типа.

2. Способ управления: автоматический или полуавтоматический.

3. БПЛА для аэрофотосъемки в целях карто-графирования должен иметь на своем борту полноценный автопилот, способный выдер-живать параметры съемки (маршрут, углы наклона фотоаппарата, процент продольного и поперечного перекрытия, высоту и т.д.) даже при малой массе аппарата в широком диапазоне метеоусловий.

4. Полезная нагрузка: откалиброванная цифро-вая автоматическая фотокамера (возможно в качестве дополнения видеокамера, теплови-зор и ИК-камера).

5. Это должны быть модели БПЛА, летающие на высотах до 4,5км.

Для еще более точного определения БПЛА, которые применяются для картографи-рования, необходимо подробнее остановиться

на такой важной характеристике как способ управления БПЛА.

Существует следующие способы: Ручное управление оператором (или ди-

станционное пилотирование) с дистанционного пульта управления в пределах оптической наблюдаемости или по видовой информации, поступающей с видеокамеры переднего обзора. При таком управлении оператор прежде всего решает задачу пилотирования: поддержание нужного курса, высоты и т.д.

Автоматическое управление обеспечива-ет возможность полностью автономного полета БЛА по заданной траектории на заданной вы-соте с заданной скоростью и со стабилизацией углов ориентации. Автоматическое управление осуществляется с помощью бортовых про-граммных устройств.

Полуавтоматическое управление (или ди-станционное управление) — полет осуществ-ляется автоматически без вмешательства чело-века с помощью автопилота по первоначально заданным параметрам, но при этом оператор может вносить изменения в маршрут в интер-активном режиме. Таким образом, оператор имеет возможность влиять на результат функ-ционирования, не отвлекаясь на задачи пило-тирования.

Ручное управление может быть одним из режимов для БПЛА, а может быть единствен-ным способом управления. БПЛА, лишенные каких-либо средств автоматического управле-ния полётом — радиоуправляемые авиамодели — не могут рассматриваться в качестве плат-формы для выполнения серьезных целевых за-дач.

Последние два способа в настоящее вре-мя являются наиболее востребованными, т.к. предъявляют наименьшие требования к подго-товке персонала и обеспечивают безопасную и эффективную эксплуатацию систем беспилот-ных летательных аппаратов. Полностью авто-матическое управление может быть оптималь-ным решением для задач аэрофотосъемки за-данного участка, когда нужно снимать на большом удалении от места базирования вне контакта с наземной станцией. В то же время, поскольку за полет отвечает лицо, осуществ-ляющее запуск, то возможность влиять на по-лет с наземной станции может помочь избе-жать внештатных ситуаций.

Для выполнения специальных задач, в частности для аэрофотосъемки, БПЛА должен

36



рассматриваться в совокупности с его прибор-ным оснащением и полезной нагрузкой, для чего введен термин беспилотная авиационная система (БАС).

БАС, помимо БПЛА, состоит из бортово-го комплекса управления, полезной нагрузки и наземной станции управления.

1. Бортовой комплекс: • Интегрированная навигационная система; • Приемник спутниковой навигационной

системы; • Автопилот. Задачи автопилота: пилоти-

рование, автоматический полет по задан-ному маршруту, автоматический взлет и заход на посадку, поддержание заданной высоты и скорости полета, стабилизация углов ориентации, принудительная по-садка в случае отказа двигателя или про-чих серьезных неполадок.

• Программное управление бортовыми си-стемами и полезной нагрузкой, например: стабилизация видеокамеры и синхрони-зация по времени и координатам сраба-тывания затвора фотоаппарата, выпуск парашюта.

• Накопитель полетной информации.

2. К полезной нагрузке для задач аэрофото-съемки относится цифровая фотокамера, как дополнение могут использоваться видеока-мера, тепловизор, ИК-камера.

3. Функции наземного пункта управления: слежение за полетом; прием данных; пере-дача команд управления.

Выполнение аэрофотосъемки с целью профессионального картографирования предъ-являет повышенные требования к выходным данным, а именно к выдерживанию геометри-ческих параметров съемки. Небольшие БПЛА экономичны в эксплуатации и портативны, од-нако менее стабильны с этой точки зрения. Как следствие, блоки снимков, полученные с БПЛА, обладающие отличной детальностью, яркостью и контрастом могут иметь низкое фотограмметрическое качество с точки зрения традиционных фотограмметрических пакетов.

Для строгой фотограмметрической обра-ботки данных аэросъемки и получения макси-мально точных результатов необходимо, чтобы снимки в одном маршруте имели тройное пе-рекрытие, а перекрытие между снимками со-седних маршрутов при площадной съемке со-

ставляло не менее 20%. На практике, при съемке с БПЛА эти параметры выдерживаются далеко не всегда. Полет БПЛА не устойчив, на него влияют порывы ветра, турбулентность и другие возмущающие факторы. Если съемку с обычных самолетов планируют с перекрытием вдоль маршрута 60%, а между маршрутами 20-30%, то проектировать съемку с БПЛА следует с перекрытием вдоль маршрутов 80%, а между маршрутами — 40%, чтобы, по возможности, исключить разрывы в фототриангуляционном блоке.

В аэрофотогеодезическом производстве используются классические аэрофотоаппараты (АФА): LMK, АФА-ЕЭ, АФА-ТЭС, RC и дру-гие, которые устанавливаются на пилотируе-мые летательные аппараты. Использование бы-товых камер имеет как преимущества (невысо-кая стоимость, легкость замены при «жесткой посадке»), так и недостатки. Основным недо-статком является то, что бытовые камеры из-начально не откалиброваны — неизвестны их точные фокусные расстояния, главная точка, дисторсия. При этом нелинейные искажения оптики (дисторсия), допустимые при бытовой съемке, могут составлять до нескольких десят-ков пикселей, что на порядок снижает точность результатов обработки. Однако такие камеры могут быть откалиброваны в лабораторных условиях, что позволяет получать точности об-работки, практически такие же, как и для про-фессиональных малоформатных фотограммет-рических камер.

Предпочтительней устанавливать на та-кие камеры объективы с фиксированным фо-кусным расстоянием. При съемке следует вы-ставлять фокусировку на бесконечность и от-ключать функцию «автофокуса».

Второй недостаток используемых на БПЛА камер, в отличие от профессиональных фотограмметрических камер, используется ще-левой затвор, в результате чего экспозиция разных частей изображения производится в разные моменты времени и соответствует раз-ным положениям носителя. Такие ошибки мо-гут накапливаться в процессе фотограмметри-ческого сгущения (уравнивании) при съемке протяженных территорий. Для того чтобы уменьшить влияние этого эффекта и для лик-видации «смаза» снимков, следует осуществ-лять съемку с БПЛА с наименьшими возмож-ными выдержками (не длиннее 1/250c, макси-мальная выдержка зависит от высоты). Ча-

37



стично проблему щелевого затвора могли бы решить камеры с центральным затвором. Тем не менее, чтобы избежать «смаза», выдержки все равно следует ограничивать.

Снимки цифровых камер, как любитель-ских, так и профессиональных, имеют прямо-угольную форму. «Выгоднее» располагать ка-меру так, чтобы длинная сторона снимка рас-полагалась поперек полета — это позволяет снимать большую площадь при той же длине маршрута. Съемку следует производить с мак-симальным качеством — с наименьшим jpeg сжатием или в RAW.

Современный уровень развития навига-ционных средств позволяет производить изме-рения элементов внешнего ориентирования (ЭВО) непосредственно в процессе съемки. Ча-сто этого достаточно, чтобы производить обра-ботку без использования опорных точек. В лю-бом случае, наличие таких данных значительно упрощает обработку и позволяет выполнять некоторые этапы обработки полностью в авто-матическом режиме.

Если при съемке использовался двухдиа-пазонный GPS приемник в дифференциальном режиме (или PPP обработка данных GPS), то требуется минимальное число опорных точек для получения наиболее точных результатов обработки, обычно достаточно 1-2 точки на 100 снимков, в ряде случаев обработку можно проводить без опорных точек. В случае, когда нет точных центров проекции, требования к планово-высотному обоснованию стандартные: одна планово-высотная точка на 6-10 базисов съемки.

Обработка аэрофотосъемки с БПЛА в цифровых фотограмметрических системах (ЦФС) в целом аналогична обработке аэрофо-тосъемки с «больших самолетов». Однако осо-бенности данных с борта БПЛА часто не поз-воляют использовать автоматические процеду-ры стандартных пакетов.

Съемка с борта БПЛА производится с увеличенными перекрытиями. Нестабильность полета летательного аппарата иногда может привести к очень большим перекрытиям между соседними снимками, что вызывает сложности в стандартных фотограмметрических пакетах.

Широкое применение беспилотников для профессиональной картографической аэрофо-тосъемки возможно при консолидации усилий как производителей БПЛА (в том числе произ-водителей полноценного бортового оборудо-

вания), так и разработчиков профессионально-го фотограмметрического программного обес-печения. С одной стороны должно повышаться качество съемки, с другой стороны программ-ные пакеты должны быть доработаны в сторо-ну снижения требований к входным данным в случае работы со снимками, полученными с БПЛА.

Одним из сдерживающих факторов внед-рения БПЛА для решения перечисленных вы-ше задач является отсутствие у большинства организаций практического опыта их исполь-зования, а также отсутствие теоретически обоснованных рекомендаций по выбору съе-мочной аппаратуры для БПЛА и параметров выполняемой с их помощью аэрофотосъемки.

Использование БПЛА в качестве аэро-съемочной платформы имеет большие пер-спективы при съемке небольших по протяжен-ности площадных объектов и при съемке ли-нейных объектов. Данные с БПЛА позволяют получать качественные картографические ма-териалы (пространственные данные) при сле-дующих условиях:

• выполнении определенных требований к съемочной аппаратуре и процессу съемки (гарантия достаточности перекрытий);

• строгой фотограмметрической обработке. • Для получения максимальной точности

результатов съемки необходимо: • использовать на БПЛА калиброванные

камеры; • производить съемку с выдержкой не

длиннее 1/250с; • использовать объективы с фиксирован-

ным фокусным расстоянием. Если это не-возможно, следует фиксировать увеличе-ние (Zoom). Съемка должна производить-ся с фокусировкой на бесконечность и с отключенным режимом автофокусиров-ки.

• Проектировать съемку с увеличенными перекрытиями (80% вдоль, 40% поперек маршрута).

• Желательно использовать камеры с цен-тральным затвором.

• Желательно использовать двухдиапазон-ные GPS приемники на борту и диффе-ренциальный режим измерений.

В целом, использование БПЛА для аэро-съемки и для получения материалов картогра-

38



фической точности показывает экономическую эффективность и является оперативным. Для широкого внедрения такой аэросъемки требу-ется координация усилий как производителей БПЛА, так и пользователей их эксплуатирую-щих, а также разработчиков цифровых фото-грамметрических систем.


1. Беспилотные летательные аппараты: при-менение в целях аэрофотосъемки для кар-тографирования (часть 1) О.Н. Зинченко, «Ракурс», Москва, Россия

2. Беспилотные летательные аппараты: при-менение в целях аэрофотосъемки для кар-тографирования (часть 2) А.Ю. Сечин, М.А. Дракин, А.С. Киселева, «Ракурс», Москва, Россия

3. Геоинформатика технологический центр http://www.tc-geo.ru/uslugi/

4. Институт телекоммуникаций. http://www.itain.spb.ru/aerial-photography

5. Профессиональная аэрофотосъемка FLY-PHOTO http://www.fly-photo.ru/index.htm

© Буздина А.М., 2012

39



УДК 528.4

ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ МЕЖЕВОГО ПЛАНА ПРИ ПОСТАНОВКЕ ОБЪЕКТА НЕДВИЖИМОСТИ НА КАДАСТРОВЫЙ УЧЕТ

SURVEYING THE PROBLEM OF PREPARING A PLAN FOR STAGING THE PROPERTY TO THE CADASTRE

Авдеева М.В. / Avdeeva M.V.

Студентка II курса факультета Земельного кадастра, Государственный уни-верситет по землеустройству / Student of the II course the faculty “Land cadas-tre”, The State University of Land Use Planning


Климченко Л.С. / Klimchenko L.S.

Студентка III курса факультета Городского кадастра, Государственный уни-верситет по землеустройству / Student of the III course the faculty “Urban ca-dastre”, The State University of Land Use Planning

E-mail [email protected]

Статья написана под научным руководством проф., к.т.н. Зайцева А.К., ст.преп. Каширкина Ю.Ю., сотрудников кафедры геодезии и геоинформатики Государственного университета по землеустройству.

Аннотация. В статье рассматриваются про-блемы подготовки межевого плана, связанные с принятой в Росреестре «безошибочной стыков-кой» границ земельных участков. Предлагается решение данной проблемы.

Ключевые слова: Межевой план, «безоши-бочная стыковка», Росреестр, кадастровый инже-нер, геодезия, земельный участок, объект недви-жимости, СКП.

Abstract. The paper considers the problem of surveying training plan related to the adopted in Rosreestr «error-free docking» of the boundaries of land areas. It is proposed to address this problem.

Keywords: landmark plan, "error-free docking," Rosreestr, cadastral engineer, geodesy, landarea, property, federal law.

В соответствии с федеральным законом № 221 о ГКН от 24 июля 2007 года Министерством экономического развития РФ подготовлен приказ № 412 от 24 ноября 2008 г, в котором утверждена форма межевого плана и требования к его подготовке [1], [2].

Межевой план составляется на основе полевых геодезических измерений соответствующего земельного участка. В нем содержатся сведения, которые будут внесены в государственный кадастр недвижимости при постановке объекта недвижимости на кадастровый учёт.

Межевой план состоит из текстовой и графической частей, которые делятся на обязательные разделы и разделы, включение которых зависит от вида кадастровых работ. Обязательными разделами являются: исходные данные, сведения о выполненных измерениях и расчетах, схема расположения земельных участков, чертеж земельных участков и их частей. В отдельных случаях в состав межевого плана включается заключение кадастрового инженера (если, например, ранее установленные границы земельных участков не соответствуют их фактическому

40



местоположению или необходимо обосновать размеры образуемых земельных участков) [4].

Для оформления межевого плана используются кадастровые выписки о земельном участке и смежных земельных участках, получаемые в Росреестре РФ, правоустанавливающие документы, кадастровый план территории, картографические материалы и землеустроительная документация, иные документы. Межевой план готовит кадастровый инженер. Среднее время для подготовки Межевого плана составляет 30 дней.

При подготовке Межевого плана существует одна из главных проблем, связанная с пересечением границ ранее учтённых объектов недвижимости (земельных участков) [6]. При постановке земельного участка на кадастровый учёт необходимо обеспечить допуск в расхождении координат точек смежных границ ранее учтённых участков и участка, который ставится на кадастровый учёт, не более 1см, т.е. соблюсти условие так называемой «безошибочной стыковки». Такой подход в некоторых случаях может позволить кадастровому инженеру, используя программу AutoCad, не производить полевых геодезических измерений, а готовить раздел межевого плана в камеральных условиях, используя кадастровые выписки по смежным земельным участкам, ранее поставленным на кадастровый учёт. Данное решение Росреестра технически не обосновано, т.к. игнорирует одно из фундаментальных понятий геодезии - наличие погрешностей полевых измерений, приводящих к различию координат одноименных граничных точек смежных земельных участков, учитываемых в кадастровом реестре с разрывом во времени. Эта ситуация наглядно видна на приведенном ниже рис.1, где отмечены граничные точки вновь определяемого для постановки на кадастровый учет земельного участка (красный цвет), расположенного среди участков ранее поставленных на кадастровый учет (черный цвет).

Кроме этого, при подготовке межевого плана на большие по размерам земельные массивы, где имеется множество смежных участков как стоящих, так и не стоящих на кадастровом учёте, возникает процедура многократной переделки межевого плана. Действительно, в связи с тем, что процедура

проверки межевого плана в Росреестре составляет в среднем 30 дней, возможны появления новых учтенных земельных участков, которые на момент составления межевого плана данного участка отсутствовали в электронной кадастровой карте Росреестра (ЕГРЗ). В связи с этим время для постановки на кадастровый учет земельного участка (объекта недвижимости) может значительно увеличиться (от 6 месяцев и более). Причём процедура переделки (корректировки) межевого плана ложится на кадастрового инженера, а не на Росреестр.

Рис.1.

Также при подготовке межевого плана необходимо выдерживать надлежащую точность определения координат поворотных точек границ земельного участка (СКП положения характерных точек Мt), которая в настоящее время окончательно не определена Минэкономразвития РФ. Последняя существующая редакция проекта приказа по этому вопросу была размещена на сайте министерства 01 марта 2012 года для обсуждения [3].

В данном проекте приказа для различных категорий земель указана величина СКП местоположения характерных точек: 0,10, 0,20, 0,50, 2,50, 5,00 метра. Это предложение на наш взгляд, не является целесообразным, тем более при «безошибочной стыковки» участков, о которой упоминалось выше. Учитывая современные возможности геодезической техники и технологий полевых геодезических измерений, целесообразнее оставить только две величины СКП: 0,10м и 0,20м. При этом

41



следует отнести их к двум видам категорий земель: 0,10м - земли населенных пунктов; 0,20м - для всех остальных категорий земель на урбанизированных территориях, т.е. исключая земли специального назначения и земли особо охраняемых природных территорий. При межевании последних возможно допустить СКП граничных пунктов до 2,5 м. Если принять данное предложение, вполне можно было бы отказаться от «безошибочной стыковки», что значительно повысило бы ответственность кадастровых инженеров за результаты полевых геодезических измерений и сняло бы проблему «подгонки границ земельных участков».

В качестве критерия допустимого расхождения координат ранее учтенного участка и участка, для которого подготовлен межевой план может служить формула [5] :

норм221

221 5,2)()( tMyyxxf ≤−+−= ,

где x1, y1 - ранее полученные координаты общей точки границ участков, при межевании первого из них; x2, y2 – вновь полученные координаты, той же точки границ участков, при межевании второго из них; Mt

норм – нормативная СКП положения точки границы земельного участка.

Для вычисления площади земельного участка по координатам характерных точек его границы применяют формулу [5]:

∑ ∑= =

+−−+ −=−=n

i

n

iiiiiii XXYYYXP

1 11111 ),(5,0)(5,0

где iX и iY - прямоугольные координаты −i ой

характерной точки границы земельного участ-ка.

В этом случае СКП площади земельного участка может быть получена по формуле [5]

∑ +−=n

iitP dmm1

21;18

1

,

где −tm СКП положения точки границы зе-

мельного участка (межевого знака); d – диаго-

наль, соединяющая точки, смежные с данной точкой.

Приведенная формула является строгой. Для предварительных расчетов точности можно воспользоваться формулой [5]:

K

KPmm tP 2

1 2+=.

Следует отметить, что в этом случае Росреестру придётся частично пересмотреть технологию хранения геодезической информации по земельному участку в электронной карте (ЕГРЗ).


1. Федеральный закон ФЗ №221 от 24.07.2007 г. «О государственном кадастре недвижимости».

2. Приказ Министерства экономического развития России № 412 от 24.11.2008 г. «Об утверждении формы межевого плана и требований к его подготовке, примерной формы извещения о проведении собрания о согласовании местоположения границ земельных участков»

3. Проект приказа Минэкономразвития России от 01.03.2012 г. «Об утверждении требований к точности и методам определения координат характерных точек границ земельного участка, а также характерных точек контура здания, сооружения или объекта незавершенного строительства на земельном участке».

4. Методические рекомендации по проведению межевания объектов землеустройства. Росземкадастр от 17 февраля 2003 года.

5. Неумывакин Ю.К., Перский М.И. Земельно-кадастровые геодезические работы. - М.: КолосС, 2006.

6. Юнусов А.Г., Беликов А.Б., Баранов В.Н., Каширкин Ю.Ю. Геодезия, М.: Академический Проект, 2011.

© Авдеева М.В., Климченко Л.С., 2012

−нормt

M

42

ГЕОЛОГИЯ И ГЕОТЕКТОНИКА / GEOLOGY AND GEOTECTONICS


УДК 551.1/.4

СЕЙСМОГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ПРОВИНЦИЙ ЮЖНОГО КАСПИЯ И ПЕРСИДСКОГО ЗАЛИВА

SEISMOGEODINAMIC TERMS OF OIL AND GAZ PROVINCES OF THE SOUTHERM CASPIAN SEA AND PERSIAN GULF

Асланов Б.С. / Aslanov B.S.

Доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный работник ла-боратории «Геолого-геофизические обобщения» НИПИ «Нефтегаз» Азербайджанской Государственной Нефтяной Компании, доцент кафед-ры «Сейсмология и физика недр земли» Бакинского Государственного Университета / Doctor of Geologo-mineralogical Sci,, leading research work-er of laboratory «Geologo-geophysical generalizations» of Research Institute «Neftgazelmitedgigatlayikhe» to State Oil Company, associate professor of department «Seismology and physics of bowels of the earth of Earth», Geolog-ical faculty of Baku State University

Тел.: (994 12) 5211954 E-mail: [email protected]

Аннотация. Исследуемые в данной работе нефтегазо-носные провинции Южного Каспия и Персидского за-лива приурочены к активной и единой сейсмогеодина-мической зоне. Эта зона является реликтом Палеотетиса и относится к мобильной зоне Кавказского сегмента Альпийско-Гималайского пояса. Периферия палеоокеа-на Тетис регионально нефтегазоносна. Когда говорят о мировом „черном золоте“, прежде всего, вспоминают о Персидском заливе, в районе которого размещаются извлекаемые запасы около 70 млрд. т. нефти и 20 трлн. м3 газа. Подсчеты показывают, что по модели органиче-ского нефтегазообразования биогенные вещества нефтематеринских отложений (позднеюрских карбонат-ных горных пород) могли дать не более 7,5 млрд. т. нефти, что составляет менее 5 % от геологических нефтяных запасов Персидского залива. Установленное же “генетическое родство” (образование за счет одного и того же источника) всех природных углеводородов в окрестности нефтегазоносных провинций Персидского залива и Южного Каспия, также отсутствие других нефтематеринских свит, отвечающих понятию един-ственного общего источника, свидетельствуют об абио-генной природе нефтяных запасов. Анализируя вкратце структурно-тектоническое строение, сеймогеодинами-ческие особенности на основе существующих каталогов землетрясений, углеводородного состава и процессы эволюции геотектонического образования, предполага-ем, что углеводородный потенциал этих провинций свя-зан с рифтовой системой океана Тетис. Реликтовые остатки рифтовой системы океана Тетис в исследуемом регионе являются: – в Южно-Каспийской нефтегазо-носной провинции Предкавказско-Туркменский разлом, а в пределах Персидского залива – Загросская надвиго-вая система глубинных разломов.

Ключевые слова: Персидский залив, Южно-Каспийская нефтегазоносная провинция, океан Талеоте-тис, Альпийско-Гималайский пояс.

Annotation. Researched in this study oil and gas province of the South Caspian Sea and Persian Gulf are con-fined to the active zone and a single seismogeodynamic. This zone is a relic Paleotetisa and refers to the mobile zone of the Caucasian segment of the Alpine-Himalayan belt. Peripheral paleo Tethys regional is oil and gas beared re-gion. When people talk about the world “black gold”, first of all, think of the Persian Gulf, which are located in the recoverable reserves of 70 billion tons of oil and 20 trillion. m3 of gas. Calculations show that the model of organic nu-trients oil source oil and gas deposits (Late Jurassic car-bonate rocks) could give no more than 7.5 billion tons of oil, which is less than 5% of the geological oil reserves of the Persian Gulf. Determined “genetic relationship” (educa-tion by the same source) of all natural hydrocarbons in the vicinity of oil and gas provinces of the Persian Gulf and the southern Caspian Sea, and the absence of other oil source formations corresponding to the concept of a single com-mon source, indicates the nature of the abiogenic oil re-serves. Analyzing the structural short-tectonic structure, seymogeodinamical features based on existing earthquake catalogs, the hydrocarbon composition and geotectonic evo-lution of the processes of education, we assume that the hydrocarbon potential of these provinces is associated with the rift system of the Tethys Ocean. Relic remnants of the Tethys rift system in the study region are: – in the South Caspian petroleum province Caucasian-Turkmen break, and within the Gulf – Zagros Thrust system of deep faults.

Keywords: Persian Gulf, South-Caspian oil and gas province, the ocean Taleotetis, the Alpine-Himalayan belt.

В настоящее время в качестве основы интерпретации геологического строения, про-

гноза и поисков нефти и газа многие исследо-ватели (А.А.Абидов, А.В.Балли, В.П.Гаврилов,

43



М.Е.Герасимов, Г.Ж.Жолтаев, В.А.Игнатова, С.Клутин, Е.В.Кучерук, Л.И.Лобковский, К.О.Соборнов, Б.А.Соколов, А.Перродон, Г.Ульмишек, В.Е.Хаин, М.Хелбути и др.) пы-таются использовать новую теоретическую парадигму – геодинамику.

Исследуемый в данной статье регион приурочен к активной сейсмогеодинамической зоне (рис.1.), которая и в современной эпохе считается сейсмоактивной. Она расположена между крупными Евразийским и Аравийским

литосферными плитами и относится к мо-бильной зоне Кавказского сегмента Альпий-ско-Гималайского пояса. Здесь характерны большая контрастность и интенсивность маг-матических процессов (в том числе грязевул-канизм), необычайно высокая тектоническая и геодинамическая активность и подвижность, большая сеть разнонаправленных разломов, являющихся путями движения масс при до-ставлении на поверхность полезных ископае-мых, в том числе и продуктов углеводородов.

Усл.обозначения:

Чёрноеморе

Кас

пийс

кое

мор

е

Персидский залив

1 2

3 4

4025

45 50 55 60

35

25

30

45

40

45 605550

30

4045

40

35

Рис.1. Современная сейсмогеодинамическая карта исследуемого региона. Усл. об.: 1 - Эпицентры

землетрясений, 2 - Гистограммы землетрясений(чёрным показано поле сжатия, белым - растяжение), 3 - Трансформные разломы, 4 - Надвиговые участки.

В мезозойской истории развития ос-новных тектонических элементов региона установлены все главные этапы её формиро-вания в условиях взаимовстречных перемеще-ний Евроазиатской и Афроаравийской конти-нентальных плит, в ходе которых происходи-ло возникновение структуры сжатия и растя-жения с активно субдукционным и рифтоген-ным магматизмом и постепенное сокращение

акватории палеокеана Тетис до полного его замыкания. Основываясь на общих законо-мерностях тектонической и магматической эволюции установлено, что в этом регионе в Мезотетисе существовали условия пассивной континентальной окраины (ПКО).

Приуроченность большинства запасов углеводородов к пассивным окраинам конти-нентов – закономерность, которая также неод-

44



нократно отмечалась геологами А.И.Конюховым, Л.Э.Левиным, B.E.Хаиным, Б.А.Соколовым, Р.Г.Гарецким, С.А.Ушаковым и др. По их данным, с пассивными окраинами континентов (пассивные окраины континен-тов, в которых шельф подстилается континен-тальной корой) связано 7/8 всех выявленных запасов нефти и газа; только 1/8 этих запасов приходится на долю активных континенталь-ных окраин (активная континентальная окраи-на возникает там, где под континент погружа-ется океаническая кора). Закрытие мезозойского океана Тетис прихо-дится на кайнозойскую эру, причем в ряде мест процессы субдукции продолжаются до настоящего времени с различной степенью выраженности, например, в Южном Каспии, на севере Персидского залива (Загросский надвиг). Периферия палеоокеана Тетис регио-нально нефтегазоносна. Именно в её пределах находятся нефтегазоносные провинции Юж-ного Каспия и Персидского залива. В.А.Левченко ошибочно классифицировал зо-ны Персидского залива, как внутриматерико-вую область опускания. На самом деле севе-ро-восточная окраина Африкано-Аравийского континента в кайнозойское время испытала столкновение с Иранской плитой. Благодаря субдукционному геодинамическому режиму создались условия для ускоренной переработ-ки рассеянной органики, содержащейся в мощных осадочных толщах пассивной окраи-ны, приведшие к новому циклу формирования богатых нефтью и газом месторождений со-временного Персидского залива (рис.2). Ин-тенсивное прогибание этой территории земной коры – результат надвигания на край плат-формы островодужных систем юго-западной периферии океана Тетис. Наибольшие запасы углеводородов также концентрируются в тех толщах, которые существовали на окраинах материков в период закрытия океанов, прежде всего, это юрские и меловые отложения, а также палеозойские (пермские) в нефтегазо-носных зонах Персидского залива, а в Южном Каспии плиоценовые отложения.

Обычно, когда говорят о "черном золо-те", прежде всего вспоминают о Персидском заливе, в районе которого размещаются извле-каемые запасы около 70 млрд. т. нефти и 20 трлн. м3 газа (рис.3).

Подсчеты показывают, что по модели органического нефтегазообразования биоген-

ные вещества нефтематеринских отложений (позднеюрских карбонатных горных пород) могли дать не более 7,5 млрд. т. нефти, что со-ставляет менее 5 % от геологических нефтя-ных запасов Персидского залива. Установлен-ное же генетическое родство (образование за счет одного и того же источника) всех при-родных нефтей Саудовской Аравии, Ирака, Ирана, Катара, Кувейта, ЮКВ и отсутствие других нефтематеринских свит, отвечающих понятию единственного общего источника, свидетельствуют об абиогенной природе нефтяных запасов Персидского залива и при-легающих регионов, также ЮКВ. Какова при-рода этих уникальных образовании? Где воз-никла эта нефть, когда, откуда и каким обра-зом она переместилась в нынешние районы? Ее плотность 966-1030 кг/м3, а температура застывания столь велика, что на глубинах до 600 м она либо твердая, либо напоминает по консистенции зубную пасту.

Сегмент Альпийско-Гималайского поя-са Центральный Иран, Загрос, Макран и Юж-ный Каспий – расположен к востоку от север-ного выступа Аравийской плиты [1]. Вероят-ным продолжением северной ветви Неотетиса, следовавшей от зоны Вардара через Северную Анатолию и центральный Малый Кавказ, яв-ляется сутура по южному ограничению склад-чатой системы Эльбурса, а к югу от последней в ретроспективе располагался Центрально-Иранский микроконтинент. Он характерен позднедокембрийским метаморфическим фун-даментом и венд-триасовым платформенным чехлом. Метаморфический фундамент датиру-ется 1100-600 млн. лет и включает и район южного Закавказья, а на востоке его основная часть ограничивается Больше-Кевирским раз-ломом северо-восточного направления. Ещё восточнее зона развития верхнемелового офи-олитового меланжа отделяет меридионально вытянутый Лутский блок, который ограничен расширяющейся к югу зоной развития верх-немеловых-нижнеэоценовых офиолитов и со-провождающего их флиша. Образование пояса связывается с коллизией Аравийской и Цен-трально-Иранской плит.

Южно-Каспийская нефтегазоносная провинция расположена в пределах Азербай-джана, восточной части Грузии и западной ча-сти Tуркмении (рис.4).

45



0

0 100 200 300

400200 ИРАКкм

мил

ТУРЦИЯ

Кас

пий

ское

мор

е

ИРАН

ТУРКМЕНИСТАН

ЙЕМЕН

К р а с н о е м о р е

С А

У Д

О В

С К

А Я

А Р А

В И

Я

ОБЪЕДИЁННЫЕ АРАБСКИЕ ЭМИРАТЫ

ОМАН

СИРИЯ

ИРАК

АЗЕРБАЙДЖАН

КУВЕЙТ

Рис.2. Месторождения Персидского залива. Усл. об.: 1 - Линии межгосударственных границ,2 - Богатая нефтегазоносная территория, 3 - Самая богатая нефтегазоносная территория,

4 - Территория месторождений Персидского залива.

ЛИВАН

ИОРДАНИЯПерсидский залив

1 2 3 4

46



Рис.3. Запасы нефти

Рис.4. Южно-Каспийская нефтегазовая провинция

47



Площадь свыше 200 тыс. км2 включает Габырры-Аджиноурскую, Евлах-Агджебединскую, Гобустано-Абшеронскую, Нижнекуринскую, собственно Южно-Каспийскую нефтегазоносные области и За-падно-Tуркменскую газонефтеносную обла-сти. Hаиболее известны месторождения: Cам-гори-Патардзеульское, Hафталанское, Mурад-ханлинское, Kюровдагское, Hефтечалинское, Биби-Эйбатское, Бинагадинское, Hефтяные Kамни, Шах-дениз, Азери, Чыраг, Умид, Kотуртепинское, Hебит-Дагское, Гограньдаг-ское, Oкаремское и др. Первые нефтяные ме-сторождения (Балаханы-Cабунчи-Pоманы, Че-лекенское) открыты и разрабатывались ку-старно c cepедины XIX века. Планомерные поисковые работы на нефть и газ стали прово-диться c 20-x гг. XX века.

В тектоническом отношении Южно-Каспийская область регионального прогиба-ния, будучи сопряженной с главнейшими гео-структурными элементами Б.Кавказа, Копет-дага и Эльбурса с похожими геодинамически-ми режимами, разбита на ряд депрессионных структур, отличающихся по геологическому строению и истории развития межгорных впа-дин и прогибов. Последние представлены на западе Куринской межгорной впадиной, со-стоящей из Верхне-, Средне- и Нижнекурин-ского прогибов, впадиной Южного Каспия, в которую входят Южно-Апшеронский, Пехле-ви-Горганский, Приэльбрусский прогибы, а на востоке – Западно-Туркменским, Прибалхано-Кызылкумским и Огурчино-Чикишлярским прогибами.

С севера к данной системе прогибов примыкают другие составные части мегавпа-дины – Шемаха-Гобустанский и Апшеронский прогибы. Северным и северо-восточным огра-ничением мегавпадины служат мегантиклино-рий Большого Кавказа и его подводное про-должение, представленное Апшероно-Прибалханской зоной антиклинальных подня-тий, а южным – мегантиклинорий Малого Кавказа. На востоке мегавпадина упирается в Дзирюльский выступ кристаллического фун-дамента. Кристаллическое основание Южно-Каспийской мегавпадины в ее различных ча-стях имеет тенденцию к ступенчатому погру-жению. В западной части оно залегает на глу-бине 4-6 км, в Среднекуринском прогибе – 16 км, в Нижнекуринском погружается до 20 км, а в Южно-Каспийской впадине опускается бо-

лее чем 25 км. Ступенчатое погружение доальпийского субстрата происходит и в по-перечном направлении от Большого и Малого Кавказа к центральной части впадины. Грани-цами между частными прогибами служат по-гребенные поднятия доальпийского фунда-мента и ограничивающие их глубинные раз-ломы.

Oсновным нефтеносным комплексом Южно-Kаспийской нефте-газоносной провин-ции, содержащим почти все разведанные запа-сы нефти и газа, является „Продуктивная“ толща (ПТ) плиоцена и её аналог - „красно-цветная“ толща (КТ) в Западной Tуркмении.

ПТ представлена чередованием песча-ных коллекторов и глинистых покрышек об-щей мощностью от 1,2 до 4 км, КТ – монотон-ным чередованием песчано-алевритовых и глинистых пород мощностью 0,8-3 км. B за-падной части провинции на погружении Mалого Kавказа (Гянджинский нефтегазонос-ный район) и в восточной Грузии ПТ отсут-ствует, залежи углеводородов обнаружены в отложениях майкопской серии олигоцена - нижнего миоцена и в породах верхнего мела. Основные районы добычи нефти и газа при-урочены к Aпшероно-Прибалханской нефтега-зоносной области Азербайджана и к Западной Туркмении. Коллекторы ПТ на месторождени-ях Апшеронского полуострова представлены хорошо отсортированными кварцевыми пес-ками c высокими значениями пористости и проницаемости. B разрезе выделяется до 40 нефтегазоносных объектов. Залежи пластовые, сводовые, тектонически и литологически экранированные, реже литологически ограни-ченные. Месторождения приурочены к брахи-антиклиналям, интенсивно разорванным мно-гочисленными нарушениями различной ам-плитуды, осложнённым грязевым вулканиз-мом. Нефти нафтено-метанового состава c плотностью 850-910 кг/м3, содержанием S 0,4%, парафина до 18%. B составе газового конденсата преобладают лёгкие углеводороды, количествово парафина, смол, асфальтенов незначительно. Плотность конденсата 729-813 кг/м3. Cвободные газы метановые c незначи-тельным содержанием CO2, N2. По данным фондовых материалов, ограниченно опубли-кованных в интернетовских сайтах в разное время и разными авторами, нефтегазовые за-лежи Персидского залива характеризуются именно подобным составом [2,3].

48



Западно-Туркменская впадина является восточной частью Южно-Каспийской области прогибания. Она выполнена громадными по мощности мезозойскими и кайнозойскими от-ложениями. Только мощность неогена в пре-делах Западно-Туркменской впадины достига-ет 5-6 км. Нефтяные и газовые залежи Запад-но-Туркменской впадины связаны с песчано-глинистой толщей плиоцена.

Вкратце анализируя сейсмогеодинами-ки региона и процессы эволюции геотектони-ческого образования вышеописанные нефтега-зоносные провинции, мы предполагаем, что нефтегазовые конденсаты этих месторожде-ний образовались в пассивной и континен-тальной окраине океана Тетис. Это представ-ление наглядно иллюстрируется на рис.5 и 6.

Рис.5. Тектоническая схема Ирана

49



Рис.6. Сопоставление разрезов эпибайкальского платформенного чехла

Резкое отличие геолого-тектоническое строение провинций, связано сейсмогеодина-мической эволюций. Но справедливости ради, надо признаться, что для правильного пони-мания и объяснения связи вышеотмеченных месторождений нефти и газа с окраинной континентальной зоной Тетиса, необходимо выявить те благоприятные условия, которые создаются в пределах рифтов и предопреде-ляют процессы образования и накопления уг-леводородов.


1. Запивалов Н. П. Морская нефть – новая веха человечества // Нефтяное хозяйство. 2008, июнь, № 6. С. 54–58.

2. Хаин В. Е., Соколов Б. А. Роль флюидоди-намики в развитии нефтегазоносных бас-сейнов // История нефти в осадочных бас-сейнах / Под ред. Б. А. Соколова. М.: Изд-во МГУ, Интерпринт, 1994.

3. http://neftegaz.ru/analisis/view/7630.

50

ГЕОДЕЗИЯ / GEODESY


УДК 528.2 Статья на английском языке

MONITORING OF GEODYNAMIC PROCESSES IN MOSCOW REGION, BASED ON THE SATELLITE OBSERVATIONS OF THE GEODETIC NETWORK

МОНИТОРИНГ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МОСКОВСКОМ РЕГИОНЕ ПО СПУТНИКОВЫМ НАБЛЮДЕНИЕМ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ

Докукин П.А. / Dokukin P.A.

Кандидат технических наук, заместитель декана по инновационной дея-тельности и развитию, Аграрный факультет, Российский университет друж-бы народов / Candidate of Tech. Scci., vice dean of the Agrarian faculty on in-novative activity and development, Russian People`s friendship university.

e-mail: [email protected]

Поддубский А.А. / Poddubsky A.A.

Магистр техники и технологии, ассистент кафедры экономической оценки и земельного кадастра, Российский университет дружбы народов / Master's degree of technique and technology, assistant of department of economic evalua-tion and landed cadastre, Russian People`s friendship university.


Поддубская О.Н. / Poddubskaya O.N.

Кандидат филологических наук, доцент / Candidate of Phil. Sci., associate pro-fessor.


Аннотация. В статье представлены результаты исследования параметров движений и деформаций зем-ной поверхности, охваченной спутниковой геодезиче-ской сетью. Проанализированы изменения деформаций сети во времени.

Ключевые слова: Геодинамика, мониторинг, спутниковые наблюдения, GPS, Москва.

Abstract. A scientific article presents the results of the study parameters of movements and deformations of the earth's surface covered by satellite geodetic network. Com-pleted analysis of changes in deformation network in time.

Keywords: Geodynamics, monitoring, satellite ob-servation, GPS, Moscow.

This article is translation of the comple-mented material, published authors in [3].

In Moscow region building of residential buildings and complex engineering constructions is being actively conducted. Not the account of the geodynamic phenomena, endogenous and ex-ogenous geological processes can result in large failures and catastrophes. The territory captured by a geodetic quadrangle Mendeleevo – Zvenigo-

rod -TsNIIGAiK - Obninsk (fig. 1) in which tops the constant-operating points of the satellite su-pervision of the Fundamental astronomy-geodetic network (FAGN) are situated, is located within the East European platform – one of the largest relatively steady sites of the earth crust.

The ancient folded crystal base and sedi-mentary cover easy lying down on it are allocated in the structure of the East European platform.

51

ГЕОИНФОРМАТИКА / GEOINFORMATICS


There are crumpled in folds and strongly meta-morphosed sedimentary and magmatic breeds in the structure of foundation. There are also areas where these breeds have very ancient archaic age – they are older than 2500 million years. As a part of a sedimentary cover there are some adjourn-ment from the upper Proterozoic (rifeya) to An-thropogene. Sedimentary thickness of the cover in places is broken by the flat bends, dome-shaped (arches) and extended (shaft) raisings, and also dumps. Besides, the considered site is located in the joint zone of structures with the crystal base: the Moscow hollow and the Voronezh ledge, and also dividing them Moscow and Pachelmsky sub-urb avlakogens. The structure of Moscow and Pachelmsky suburb avlakogens has difficult char-acter. Within the avlakogens, on their edges lon-gitudinal dislocations (breaks) are allocated by geophysical methods. Moscow syneclise, Voro-nezh antekliza, Moscow Suburb bending and Pachelmskiy deflection inherit the base structure in the sedimentary cover.

Fig. 1. A satellite geodetic network

To carrying out the analysis of movements and deformations of the terrestrial surface in the considered network, the results of the satellite geodetic supervision for 2007 have been pro-cessed (measurements of every tenth days of the year have been included in processing). After that according to the technique [1] by means of the program product DEF04 the components of spa-tial vectors of the displacement for each of the network points, and also the parameters of the horizontal deformations (stretching, compression, dilatation and rotations), related to the centers of the gravity of each of four triangles of the net-work have been calculated. By the results of the

processing the schedules of the changes of the movements parameters (fig. 2-5) are constructed. The figure denotes the following – the graph shows the parameter change, the yellow area is the corresponding level of errors.

In some cases the values of the parame-ters of displacement exceed the errors of meas-urements from what it is possible to judge the re-ality of the displacement and the physical (tec-tonic) nature of their origin.

The greatest displacements of the point of Mendeleevo on the axes the north-east are ob-served in the beginning of the year to the middle of February, in the middle of the year – in June and in the end of the year since the middle of Oc-tober. The changes on height are observed in June and from the middle of September till the end of the year. The greatest displacements of the point of Zvenigorod on the axes the north-east are ob-served in the middle of February, in August and in the end of the year – in October and Novem-ber. The big change (sign change) on height is in the beginning of April. The greatest displace-ments of the point of TsNIIGAiK on the axes the north - the east are observed in the beginning of March (an increment e), August, October and November. The change of height is in the end of May and October. The greatest displacement of the point of Obninsk on the axes the north – the east are in the middle of January, in the beginning of March, in the middle of May, in the beginning of August and October - November. The big change on height is by the end of the year.

The schedules of change of the parameters of deformations in time for each point are pre-sented on fig. 6-9 (the schedule shows the values of the parameters of deformations, the area shows the corresponding values of errors). From fig. 7 it is clear that the greatest displacement of the tri-angle of Zvenigorod – Mendeleevo - TsNIIGAiK (№2) is in the end of January, in the beginning of July and in October, the stretching is in the end of January, in July and in October-November, and dilatation is also in January, in the end of May and October - November. Fig. 8 shows that the greatest displacement of the triangle of Mende-leevo – TsNIIGAiK - Obninsk (№3) is in the end of May, in the beginning of July, in the middle of August, the stretching is in October, and dilata-tion is in the middle of August, and also in the middle of October.

52



-0,0100-0,0080-0,0060-0,0040-0,00200,00000,00200,00400,00600,00800,0100

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время

Смещение по оси e

, m

-0,0150

-0,0100

-0,0050

0,0000

0,0050

0,0100

0,0150

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время

Смещение по оси n

, м

-0,0650

-0,0450

-0,0250

-0,0050

0,0150

0,0350

0,0550

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время

Смещ

ение п

о о

си

u, м

Fig. 2. Displacement of the point of Mendeleevo

-0,0080

-0,0060

-0,0040

-0,0020

0,0000

0,0020

0,0040

0,0060

0,0080

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время


, m

-0,0100

-0,0050

0,0000

0,0050

0,0100

0,0150

0,0200

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время


, м

-0,0650

-0,0450

-0,0250

-0,0050

0,0150

0,0350

0,0550

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время

Смещ

ение п

о о

си

u, м

53



Fig. 3. Displacement of the point of Zvenigorod

-0,0080

-0,0060

-0,0040

-0,0020

0,0000

0,0020

0,0040

0,0060

0,0080

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время


, m

-0,0250

-0,0200

-0,0150

-0,0100

-0,0050

0,0000

0,0050

0,0100

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время


, м

-0,0650

-0,0450

-0,0250

-0,0050

0,0150

0,0350

0,0550

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время

Смещ

ение

по

оси

u, м

Fig. 4. Displacement of the point of TsNIIGAiK

-0,0100-0,0080-0,0060-0,0040-0,00200,00000,00200,00400,00600,00800,0100

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время


, m

-0,0100-0,0080-0,0060-0,0040-0,00200,00000,00200,00400,00600,00800,0100

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время


, m

-0,1000

-0,0800

-0,0600

-0,0400

-0,0200

0,0000

0,0200

0,0400

0,0600

01.0

1.07

15.0

1.07

29.0

1.07

12.0

2.07

26.0

2.07

12.0

3.07

26.0

3.07

09.0

4.07

23.0

4.07

07.0

5.07

21.0

5.07

04.0

6.07

18.0

6.07

02.0

7.07

16.0

7.07

30.0

7.07

13.0

8.07

27.0

8.07

10.0

9.07

24.0

9.07

08.1

0.07

22.1

0.07

05.1

1.07

19.1

1.07

03.1

2.07

17.1

2.07

31.1

2.07

Время

Смещ

ение п

о о

си

u, м

Fig. 5. Displacement of the point of Obninsk

54



-0,6000

-0,4000

-0,2000

0,0000

0,2000

0,4000

0,6000

0,800001

.01.2

007

15.0

1.2

007

29.0

1.2

007

12.0

2.2

007

26.0

2.2

007

12.0

3.2

007

26.0

3.2

007

09.0

4.2

007

23.0

4.2

007

07.0

5.2

007

21.0

5.2

007

04.0

6.2

007

18.0

6.2

007

02.0

7.2

007

16.0

7.2

007

30.0

7.2

007

13.0

8.2

007

27.0

8.2

007

10.0

9.2

007

24.0

9.2

007

08.1

0.2

007

22.1

0.2

007

05.1

1.2

007

19.1

1.2

007

03.1

2.2

007

17.1

2.2

007

31.1

2.2

007

Время

Растяжени и

сжатие E

1 и E

2

-0,8000

-0,6000

-0,4000

-0,2000

0,0000

0,2000

0,4000

0,6000

0,8000

01

.01

.20

07

15

.01

.20

07

29

.01

.20

07

12

.02

.20

07

26

.02

.20

07

12

.03

.20

07

26

.03

.20

07

09

.04

.20

07

23

.04

.20

07

07

.05

.20

07

21

.05

.20

07

04

.06

.20

07

18

.06

.20

07

02

.07

.20

07

16

.07

.20

07

30

.07

.20

07

13

.08

.20

07

27

.08

.20

07

10

.09

.20

07

24

.09

.20

07

08

.10

.20

07

22

.10

.20

07

05

.11

.20

07

19

.11

.20

07

03

.12

.20

07

17

.12

.20

07

31

.12

.20

07

Время

Дилата

ция

Fig. 6. Change of the parameters of deformations for triangle 1 (the top schedule is a compression, the bottom one is a stretching)

-1,0000-0,8000-0,6000-0,4000-0,20000,00000,20000,40000,60000,80001,0000

01.0

1.2

007

15.0

1.2

007

29.0

1.2

007

12.0

2.2

007

26.0

2.2

007

12.0

3.2

007

26.0

3.2

007

09.0

4.2

007

23.0

4.2

007

07.0

5.2

007

21.0

5.2

007

04.0

6.2

007

18.0

6.2

007

02.0

7.2

007

16.0

7.2

007

30.0

7.2

007

13.0

8.2

007

27.0

8.2

007

10.0

9.2

007

24.0

9.2

007

08.1

0.2

007

22.1

0.2

007

05.1

1.2

007

19.1

1.2

007

03.1

2.2

007

17.1

2.2

007

31.1

2.2

007

Время


сжатие E

1 и E

2

-1,5000

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

01

.01

.20

07

15

.01

.20

07

29

.01

.20

07

12

.02

.20

07

26

.02

.20

07

12

.03

.20

07

26

.03

.20

07

09

.04

.20

07

23

.04

.20

07

07

.05

.20

07

21

.05

.20

07

04

.06

.20

07

18

.06

.20

07

02

.07

.20

07

16

.07

.20

07

30

.07

.20

07

13

.08

.20

07

27

.08

.20

07

10

.09

.20

07

24

.09

.20

07

08

.10

.20

07

22

.10

.20

07

05

.11

.20

07

19

.11

.20

07

03

.12

.20

07

17

.12

.20

07

31

.12

.20

07

Время

Дилата

ция


55



-0,8000

-0,6000

-0,4000

-0,2000

0,0000

0,2000

0,4000

0,6000

0,8000

01.0

1.2

007

15.0

1.2

007

29.0

1.2

007

12.0

2.2

007

26.0

2.2

007

12.0

3.2

007

26.0

3.2

007

09.0

4.2

007

23.0

4.2

007

07.0

5.2

007

21.0

5.2

007

04.0

6.2

007

18.0

6.2

007

02.0

7.2

007

16.0

7.2

007

30.0

7.2

007

13.0

8.2

007

27.0

8.2

007

10.0

9.2

007

24.0

9.2

007

08.1

0.2

007

22.1

0.2

007

05.1

1.2

007

19.1

1.2

007

03.1

2.2

007

17.1

2.2

007

31.1

2.2

007

Время


сжатие E

1 и E

2

-1,0000-0,8000-0,6000-0,4000-0,20000,00000,20000,40000,60000,80001,0000

01.

01.

20

07

15.

01.

20

07

29.

01.

20

07

12.

02.

20

07

26.

02.

20

07

12.

03.

20

07

26.

03.

20

07

09.

04.

20

07

23.

04.

20

07

07.

05.

20

07

21.

05.

20

07

04.

06.

20

07

18.

06.

20

07

02.

07.

20

07

16.

07.

20

07

30.

07.

20

07

13.

08.

20

07

27.

08.

20

07

10.

09.

20

07

24.

09.

20

07

08.

10.

20

07

22.

10.

20

07

05.

11.

20

07

19.

11.

20

07

03.

12.

20

07

17.

12.

20

07

31.

12.

20

07

Время

Дилата

ция


-0,8000-0,6000-0,4000-0,20000,00000,20000,40000,60000,80001,00001,2000

01.0

1.2

007

15.0

1.2

007

29.0

1.2

007

12.0

2.2

007

26.0

2.2

007

12.0

3.2

007

26.0

3.2

007

09.0

4.2

007

23.0

4.2

007

07.0

5.2

007

21.0

5.2

007

04.0

6.2

007

18.0

6.2

007

02.0

7.2

007

16.0

7.2

007

30.0

7.2

007

13.0

8.2

007

27.0

8.2

007

10.0

9.2

007

24.0

9.2

007

08.1

0.2

007

22.1

0.2

007

05.1

1.2

007

19.1

1.2

007

03.1

2.2

007

17.1

2.2

007

31.1

2.2

007

Время


сжатие E

1 и E

2

-1,0000-0,8000-0,6000-0,4000-0,20000,00000,20000,40000,60000,80001,0000

01

.01

.20

07

15

.01

.20

07

29

.01

.20

07

12

.02

.20

07

26

.02

.20

07

12

.03

.20

07

26

.03

.20

07

09

.04

.20

07

23

.04

.20

07

07

.05

.20

07

21

.05

.20

07

04

.06

.20

07

18

.06

.20

07

02

.07

.20

07

16

.07

.20

07

30

.07

.20

07

13

.08

.20

07

27

.08

.20

07

10

.09

.20

07

24

.09

.20

07

08

.10

.20

07

22

.10

.20

07

05

.11

.20

07

19

.11

.20

07

03

.12

.20

07

17

.12

.20

07

31

.12

.20

07

Время

Дилата

ция

Fig. 9. Change of the parameters of deformations for triangle 4 (the top schedule is a compression, the

bottom one is a stretching)

56



Fig. 9 shows that the greatest displace-ment of triangle TsNIIGAiK – Obninsk - Zvenigorod (№4) is in the end of May, in the be-ginning of July, in the end of August – the be-ginning of September, the stretching is in Febru-ary, in the beginning of July, and dilatation is in February, in the end of May, in the beginning of July, in the end of August, and also in the middle of November.

In work [2] it is told that the phenomena of reorientation of the axes of the main defor-mations concern the most convincing prognostic

effects about the center of the future earthquake. Examples are described when some months prior to moderate earthquakes the periods of increase of orderliness of the orientation of the axes of deformations and their reorientation approxi-mately on 900 for the first months before seismic events twice were observed. The technique ap-plied by us [1] allows to check up the character of the change of deformations of the terrestrial surface in connection to seismic events. Changes of the axes of the main deformations are pre-sented in the form of the schedules on fig. 10.

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

3,0000

01.0

1.2

007

15.0

1.2

007

29.0

1.2

007

12.0

2.2

007

26.0

2.2

007

12.0

3.2

007

26.0

3.2

007

09.0

4.2

007

23.0

4.2

007

07.0

5.2

007

21.0

5.2

007

04.0

6.2

007

18.0

6.2

007

02.0

7.2

007

16.0

7.2

007

30.0

7.2

007

13.0

8.2

007

27.0

8.2

007

10.0

9.2

007

24.0

9.2

007

08.1

0.2

007

22.1

0.2

007

05.1

1.2

007

19.1

1.2

007

03.1

2.2

007

17.1

2.2

007

31.1

2.2

007

Время (2007 год)

Θ1 Θ2 Θ3 Θ4

Fig. 10. Change of the azimuth of the main axis of deformations (Θ1 – number corresponds to triangle number)

From the schedules it is clear that from 1/1/2007 to 3/20/2007 the orientation of the main axes of deformations changed chaotically enough, after 3/20/2007 (on that day the earth-quake was fixed) some orderliness of the orienta-tion of the axes of deformation is observed. The same laws can be seen in some other periods of the year, in triangles № 1, 3, 4 from 7/2/2007 to 9/24/2007 before the seismic event the behavior of the axis is randomly, after the earthquake in 9/28/2007 the behavior of the axes is stabilized.

Thus, the analysis of the repeated meas-urements of the local geodetic network in Mos-cow region has shown the real possibility of its use for studying the movements and defor-mations of the given territory, and also for the search of geodetic harbingers of the strongest earthquakes. The values of the parameters of spa-tial vectors of displacement of points, and also sizes of the parameters of deformations exceed the errors of measurements in most cases so it is possible to judge the reality of movements and deformations of the terrestrial surface and the physical nature of their origin.

Literature

1. Кафтан В.И., Докукин П.А. Определение смещений и деформаций по данным спутниковых геодезических измерений // Геодезия и картография. – 2007 - №9. – P. 18-22

2. Докукин П.А. Анализ движений и деформаций земной коры по спутниковым измерениям в локальных геодезических сетях / Проблемы землеустройства и кадастра недвижимости в реализации государственной земельной политики и охраны окружающей среды. Материалы научно-практической конференции (ГУЗ, 27 мая 2009 г.); ГУЗ. – М. 2009. – 177-181 с.

3. Докукин П.А., Поддубский А.А. Мониторинг геодинамических процессов в Московском регионе по спутниковых наблюдениям геодезической сети // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. – 2010. - №9 – с.90-96

4. Dokukin P.A., Poddubsky A.A., Poddubskaya O.N. Research of deformations of the local satellite geodetic network // Международный научно-технический и производственный журнал «Науки о Земле». – 2012. - №1. – с.45-48

© Dokukin P.A., Poddubsky A.A., Poddubskaya O.N., 2012

57



УДК 004.6

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТОМ

USE OF METHODS FOR REMOTE SENSING OF TRANSPORT

Савиных В.П./ Savinykh V.P. Член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, Прези-дент Московского государственного университета геодезии и картогра-фии Россия / Corresponding Member of RAS, Doctor of Tech. Sci., Professor, President of the Moscow State University of Geodesy and Cartography

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы при-менения методов дистанционного зондирования Земли при управлении транспортом. Рассматривается приме-нение методов дистанционного зондирования при при-менении интеллектуальных транспортных систем (ИТС). Показаны и раскрыты основные проблемы, ко-торые возникают при управлении обычным транспор-том и при использовании ИТС. Обозначены основные проблемы: обеспечение единства терминологического поля, обеспечение единства времени, обеспечение единства координат, обеспечение функционирования ИТС в реальном времени, реализация координатной среды. Показано решение этих проблем. Раскрыты осо-бенности решения проблем в России. Доказано, что без использования методов дистанционного зондирования современное решение задач управления транспортом невозможно.

Ключевые слова: дистанционное зондирование, данные дистанционного зондирования, применение ме-

тодов дистанционного зондирования, единое информа-ционное пространство, управление транспортом

Abstact. The paper considers the application of re-mote sensing in the management of transport. The applica-tion of remote sensing techniques in the application of intel-ligent transportation systems (ITS). Shown and disclosed the basic problems that arise in the management of common transport and the use of ITS. The major issues: ensuring the unity of the terminology of the field, ensuring the unity of time, ensuring the unity of the origin, maintenance of ITS in real time, coordinate the implementation of the medium. Shows the solution to these problems. The features of the solution of problems in Russia. It is proved that without the use of remote sensing techniques present the solution of problems of transport management can not

Key words: remote sensing, remote sensing data, the application of remote sensing, a single information space, transportation management.

Современное управление транспортом основано на развитии и применении интеллек-туальных транспортных систем (ИТС), основой которых является геоинформация, включаю-щая данные дистанционного зондирования (ДДЗ).

Особое значение ДДЗ приобретают при решении задач глобализации и глобальных транспортных перевозках [8]. Геоинформатика интегрирует многие науки и технологии [5], а интеграция ДДЗ и геоинформации дает синер-гетический эффект [6]. Методы дистанционно-го зондирования служат основой создания еди-ной информационной среды, которая является основой управления транспортом и управления с использованием ИТС.

Современные ИТС сгруппированы по подсистемам. Таких подсистем четыре: подси-

стема реализации цели, управляющая подси-стема, обеспечивающая подсистема и обслу-живающая подсистема.

При создании обеспечивающей подси-стемы ИТС необходимо решить следующие проблемы: обеспечение единства терминоло-гического поля, обеспечение единства време-ни, обеспечение единства координат, обеспе-чение функционирования ИТС в реальном времени, реализацию координатной среды из-мерений. Основой при использовании ИТС яв-ляются пространственные отношения [10]. Все эти факторы играют существенную роль при создании ИТС и ее функционировании. Рас-смотрим сначала единство времени и термино-логического поля.

Обеспечение единства времени. В ас-пекте создания единой временной среды раз-

58



личий нет. Эта задача достаточно давно реша-лась международным союзом связи и в насто-ящее время решена. В большинстве стран для обеспечения единства времени используют «Всемирное координированное время» (UTC) [4].

Обеспечение единства терминологиче-ского поля, Координатное обеспечение связано с рядом терминов, которые в большинстве не геодезической литературы трактуют не кор-ректно. В этом смысле можно говорить об ис-кажении терминологического поля [9], что в итоге ведет к неверной постановке научных задач и не четкой трактовке результата.

С целью обеспечения единства термино-логии в области координатного обеспечения в международной практике применяется стан-дарт ISO 19111:2003 «Geographic information — Spatial referencing by coordinates». Аналогом этого документа, особенно в части координат-ных систем отсчета и операций с координатами соответствует Российский национальный стан-дарт «Географические информационные си-стемы. Координатная основа. Общие требова-ния» ГОСТ Р 525722006 [3].

Наибольшая путаница в литературе имеет место между понятиями система отсчета и си-стема координат [1]. Часто систему отсчета ошибочно называют системой координат. В международной терминологии системой отсче-та является система координат + исходные геодезические даты. Координатная система отсчета получается при соотнесении математи-ческой системы координат с земной поверхно-стью за счет введения исходных геодезических дат. Такую операцию называют ориентирова-нием системы координат в пространстве. Для обеспечения единого терминологического поля приведем основные определения из названно-го стандарта [3].

Координатная основа — совокупность данных, обеспечивающих описание местопо-ложения с использованием координат;

Система координат — набор матема-тических правил, описывающих, как координа-ты должны быть соотнесены с точками про-странства;

Система координат проекции — двух-мерная система координат, образованная в ре-зультате картографического проектирования;

Исходные геодезические даты — набор параметров, описывающих связь координатной системы с Землей. Они определяют положение

начала, масштаб и ориентировку осей системы координат по отношению к Земле;

Координатная система отсчета — си-стема координат, связанная с Землей исходны-ми геодезическими датами;

Геодезическая отсчетная основа (геоде-зическая основа) — совокупность геодезиче-ских пунктов (или иных объектов — носителей координат) и соответствующих значений коор-динат;

Перевычисление координат — операция с координатами пространственных объектов, ос-нованная на строго определенной связи, при переходе от одной системы координат в дру-гую, используя одни и те же исходные геоде-зические даты;

Картографическое проектирование — перевычисление координат, когда одна коор-динатная система является геодезической, а другая — плоской;

Таким образом, использование стандар-тизованных терминов устраняет противоречия в трактовке результатов измерений.

Существенная неоднозначность имеет место при координатном обеспечении гло-бальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). С помощью ГНСС в заданной точке на Земле можно определить следующие два значения: 1. точное расположение (координаты долготы, широты и высоты) обеспечивается в диапазоне от 20 м. 2. Прецизионное время (UTC), его точность лежит в диапазоне от 60 нс. Но эти определения осуществляются в той глобальной (геоцентрической) системе отсчета которую использует ГНСС.

Обеспечение единства координат, Проблемой при использовании систем ГНСС является множество национальных и локаль-ных координатных систем в мире. В результа-те, координаты, вычисленные системой ГНСС, не всегда совпадают с местными коор-динатами. Если сделать неправильный выбор системы координат, ошибка позиционирования может составлять несколько сотен метров. Это является следствием нарушения условия обес-печения единой координатной среды [10].

Например, обозначения сферических ко-ординат, принятые в Америке таковы, что по-ложение точки P определяется тремя компо-нентами: (ρ, φ, θ). В терминах декартовой си-стемы координат: ρ — это расстояние от точки Р до полюса; φ — широта или полярный угол (угол между z-осью и прямой, проведённой из

59



полюса до точки P); θ —азимут или долгота (угол между положительной x-осью и проек-цией прямой, проведённой из полюса до точки P на xy-плоскость).

В Европе принято использовать другие обозначения. Положение точки задаётся чис-лами: (r, θ, φ). Где r — расстояние от точки P до начала координат; θ— полярный угол φ — азимутальный угол. То есть, в европейской си-стеме, которая применяется и в России, обо-значения для углов переставлены по сравне-нию с Американской.

Для глобальных определений используют геоцентрические системы отсчета: геоцентри-ческая экваториальная инерциальная систем и Гринвическая геоцентрическая система. Это название обусловлено тем, что в этом случае ось Х находится в экваториальной плоскости Земли, но фиксируется с вращением Земли, так что она проходит через Гринвичский меридиан (0° долготы).

Геодезические координатные системы ( определяют положение с точки зрения широ-ты, долготы и высоты над эллипсоидальной поверхности Земли. Они используют модели Земли и так называемые референц-эллипсоиды [4, 10].

Важным является различие между гео-центрической системой отсчета и локальными национальными координатными системами. Исторически сложилось так, что для разных регионов выбирали наиболее подходящие ре-ференц-эллипсоиды.

Для устранения различий между систе-мами измерения координат для применения глобальных навигационных спутниковых си-стем (ГНСС) рекомендованы - мировая геоде-зическая система WGS–84 (для зарубежных стран) и ее отечественный аналог ПЗ–90 (для России и содружества). Для перехода между этими системами необходимо использовать приемники GPS/ГЛОНАСС, в которых данная проблема решается алгоритмически.

Постановлением Правительства Россий-ской Федерации от 28 июля 2000 г. № 568 «Об установлении единых государственных систем координат» установлены:

• единая государственная система геодези-ческих координат 1995 года (СК-95) для использования в геодезических и карто-графических работах Российской Федера-ции, начиная с 1 июля 2002 года;

• единая государственная геоцентрическая система координат (ПЗ-90) – для геодези-ческого обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач.

Обеспечение функционирования ИТС в реальном времени. Одним из важных факто-ров определения координат объекта и управле-ния им в реальном времени является время со-гласования [7]. Оно определяется условием, чтобы подвижный (управляемый) объект не успел переместиться на значительное расстоя-ние. Для решения этой задачи необходимо ис-пользование специальной динамической моде-ли геоданных [2], в которой учитывается не только пространственная, но и временная со-гласованность в аспекте управления и приня-тия решений.

В то же время недостатком ГНСС являет-ся то, что точность определения местоположе-ния зависит от времени. В частности, для вы-сокоточного определения координат процесс измерения может длиться до 24 часов. Есте-ственно, что для управления транспортом это не подходит и возникает необходимость в при-влечении дополнительных по отношению к ГНСС технологий и методов [7].

Реализация координатной среды изме-рений. Реализацию координатной среды изме-рений ИТС образуют геодезические сети. На практике не используют сложные модели гео-центрических систем координат или систем отсчета. При измерениях используют уже определенные точки, относительно которых и привязывают результаты измерений. Такая ме-тодика позволяет исключать зависимость от моделей Земли, моделей координатных систем и разных формул перехода при измерениях. Такая методика обеспечивает переносимость результатов измерений в любые системы.

Результат реализации координатной сре-ды измерений называется геодезическая от-счетная основа. Геодезическая основа тесно связана с формой поверхности Земли. Поэтому в каждой стране или содружестве стран (Евро-па) она своя.

Реальные измерения осуществляются на конкретной территории с использованием гео-дезической отсчетной основы [3] совокупно-сти геодезических пунктов. В России для этой цели применяют Государственную геодезиче-скую сеть (ГГС). Государственная геодезиче-ская сеть России, создаваемая в настоящее

60



время, структурно формируется по принципу перехода от общего к частному - и включает в себя геодезические построения различных классов точности:

• фундаментальную астрономо-геодезическую сеть (ФАГС)

• высокоточную геодезическую сеть (ВГС) • спутниковую геодезическую сеть 1 класса

(СГС-1)

В указанную систему построений вписы-ваются также существующие астрономо-геодезическая сеть (АГС) и геодезические сети сгущения (ГСС).

Таким образом, использование методов ДДЗ для обеспечивающей подсистемы ИТС не сводится к определению координат, а включает перечень проблем и, вытекающих из них, за-дач.

Использование ДДЗ создает основу, но не решает полностью задачу создания и нормаль-ного функционирования и управления транс-портных объектов. Для решения комплекса за-дач необходимо привлечение дополнительных методов. В частности, применение специаль-ных моделей - динамических геоданных [2] является обязательным условием управления ИТС и транспортными объектами. Однако без использования методов дистанционного зон-дирования современное решение задач управ-ления транспортом невозможно.


1. Кафтан В.И. Системы координат и систе-мы отсчета в геодезии, геоинформатике и навигации. // Геопрофи. – 2008. - №3. - с 60- 63.

2. Малинников В.А., Цветков В.Я. Динами-ческая модель геоданных // Международ-ный научно-технический и производствен-ный журнал «Науки о Земле». Выпуск 01-2012.- с.49-53. — URL: http://geo-science.ru/geodesy_tasks.pdf.

3. Национальный стандарт Российской Феде-рации. ГОСТ Р 52572 - 2006. Географиче-ские информационные системы. Коорди-натная основа. Общие требования. — М.: Стандартинформ, 2006. — 11 с.

4. Савиных В.П. . Цветков В.Я. Геоинформа-ционный анализ данных дистанционного зондирования. - М.: Картоцентр-Геодезиздат, 2001. - 224с

5. Савиных В.П., Максудова Л.Г., Цветков В.Я Интеграция наук об окружающем ми-ре в геоинформатике // Исследование Зем-ли из космоса.- №1. - 2000. с.46-50

6. Савиных В.П., Цветков В.Я. Синергетиче-ский аспект геоинформатики и технологий дистанционного зондирования//Там же. Исследование Земли из космоса.-2002.-№ 5.-С. 71-78

7. Савиных В.П., Цветков В.Я. Развитие ме-тодов искусственного интеллекта в геоин-форматике // Транспорт Российской Фе-дерации. – 2010. –№ 5. – с.41-43

8. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоинформа-тика как инструмент изучения процессов глобализации // Международный научно-технический и производственный журнал «Науки о Земле». 2011. — №003-04. с.31-38

9. Тихонов А.Н., Иванников А.Д., Цветков В. Я. Терминологические отношения // Фун-даментальные исследования -2009. - № 5. - с.146- 148

10. Цветков В.Я. Геоинформационный мони-торинг // Геодезия и аэрофотосъемка, - 2005.- №5. - с. 151 -155

11. Цветков В.Я.Пространственные отношения в геоинформатике// Международный науч-но-технический и производственный жур-нал «Науки о Земле». Выпуск 01-2012.- с.59-61. — URL: http://geo-science.ru/geodesy_tasks.pdf.

(c) Савиных В.П., 2012

61



УДК 004.6

ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕРМИНА «ГЕОИНФОРМАТИКА»

LINGUISTIC ANALYSIS OF THE TERM "GEOINFORMATICS"

Цветков В.Я. / Tsvetkov V.Ya Доктор технических наук, доктор экономических наук, профессор, акаде-мик Российской академии естествознания, академик Российской акаде-мии космонавтики им. Э.К. Циолоковского / doctor of Tech. and Econ. Sci., professor, Academic of Russian Academy of Natural Sciences, EK Tsiolokov-sky`s Academy of Cosmonautics.


Аннотация. В статье анализируется термин «геоинформация». Раскрывается связь термина с терми-ном «информация». Дается лингвистический анализ термина «информация». Рассматривается эволюция термина «информация». Раскрывается связь термина «информация» с работами Аристотеля. Показана связь термина с учением о «форме» и «сущности». Исследу-ются работы Аристотеля «Метафизика» и «Категории». Дается сравнение отечественного перевода и зарубеж-ного. На основе исследования дается вывод о сущности термина «информация». В этой связи дается вывод о сущности термина «геоинформация».

Ключевые слова: геоинформатика, геоинформа-ция, информация, категории, Аристотель.

Annotation. This article analyzes the term "geoin-formation." Expands to link the term with the term "infor-mation". It give a linguistic analysis of the term "infor-mation". It give the evolution of the term "information". It reveals the relationship of the term "information" with the works of Aristotle. It shows the relationship with the doc-trine of the term "form" and "essence." We study the works of Aristotle, "Metaphysics" and "Categories". It provides a comparison of domestic and foreign translation. Based on the study provides a conclusion about the nature of the term "information".. In this connection, we derive the essence of the term "Geoinformation"

Keywords: geoinformatics, geoinformation, the in-formation, category, Aristotle.

Термин «геоинформация» является про-изводным от термина «информация». Энцик-лопедия «Британик» (2007) утверждает, что термин «информация» возник в IX веке и име-ет латинские корни. Из латинского он перешел во французский. Из французского перешел в английский. Согласно энциклопедии «Брита-ник» впервые в официальном документе этот термин был употреблен в указе короля Георга в 1330 году во фразе "Men so wise should go and inform their kings." «Люди, знающие муд-рость, должны информировать их короля»1.

Первоначально термин «информация» трактовался как «сведения» описания. В насто-ящее время этот термин является полисемиче-ским [1].

В табл.1 приведены некоторые термины на разных языках. Расположение иностранных

1 Encyclopædia Britannica - Encyclopædia Britannica, Inc. 2007

терминов отражает путь, который прошел тер-мин «информация» из латинского в англий-ский язык.

Обращает на себя внимание совпадение терминов «форма» и «информировать» во всех языках. Обращает на себя внимание совпаде-ние термина «форма» и «внешняя форма» на латинском языке.

Объяснение этому могут дать работы Аристотеля [2] «формой я называю суть бытия каждой вещи и ее первую сущность», «то, что обозначено как форма или сущность, не возни-кает, а возникает сочетание, получающее от нее свое наименование, и что во всем возника-ющем есть материя, так что одно [в нем] есть материя, а другое – форма». Форму Аристотель связывает с материей как внешнее ее проявле-ние. Отсюда следует, что форма в понимании Аристотеля несет сведения о внешних свой-ствах и проявлениях объектов и явлений. Об-ращает на себя внимание в приведенной таб-

62



лице различие термина «внешняя форма» на латинском языке и других языках. На латин-ском языке отсутствует различие между фор-мой и внешней формой, поскольку форма и есть внешнее проявление. То есть подразуме-вается форма как внешняя форма.

Говоря о противоположностях Аристо-тель [3, 4] отмечает «противоположности от-носятся к тому, что тождественно или по ви-ду, или по роду». Следовательно, говоря о форме (внешней форме) мы должны иметь в виду ее противоположность – внутреннюю форму.

Обращает на себя внимание сходство термина «внутренняя форма» во всех языках, приведенных в таблице. Таким образом, если форма, как внешняя форма, несет сведения о внешних свойствах объектов и явлений, то ее противоположность - внутренняя форма несет сведения о внутренних (скрытых или дополни-тельных) свойствах объектов и явлений

Аристотель говорить [2] «формой я называю суть бытия каждой вещи и ее первую (внешнюю авт) сущность». Следовательно, существует и вторая сущность, которую мож-но обозначить как внутренняя сущность.

Таблица 1. Сравнение некоторых терминов, связанных с информацией

Русский Латынь Итальянский Испанский Французский Английский

Информация

notitia indicium

informationem informationes

informazioni dati información

information renseignements

informations l'information

information

Данные data notitia

dati

datos información

Données des données

data

Сведения notitia dati datos données data

Факты facta rerum rebus

fatti dati

Hechos datos nformación

Faits

facts

Информировать Informare certiorem informare informar

informer

inform

Передавать све-

дения transmittere notitia trasmettere le informazioni

Transmitir información

transmettre de l'information transmit information

Форма forma forma forma forme form

Внешняя форма forma forma esterna forma externa forme extérieure external form

Внутренняя фор-ма

interno forma forma interna forma interna forme interne

The internal form The inner form

Неформальный tacitae

senatus temere

informale

informal

informel

informal

Если посмотреть на словообразование та-кой сущности из составного термина (внутрен-няя форма) то можно прийти к следующей па-радигме

interno forma → informa.

Отсюда вытекает значение термина informationem –описание внутренней (неявной, скрытой) сущности объектов и явлений, кото-рая дополняет внешнюю сущность и в сово-купности дает полное (целостное) описание объектов и явлений окружающего мира.

Обращает на себя внимание различие термина «неформальный» в латыни и других языках. Обращает на себя внимание различие термина «передавать сведения» на латинском языке и других языках

Это может говорить о том, что информа-ция в других языках ( появившаяся более чем

через 12 веков) является более общим поняти-ем, чем в латыни. Из этого следует также, что в свое время термин «сведения» (notitia IV до н.э.) был более общим по отношению к терми-ну информация. В настоящее время произошла инверсия. Термин «информация» является бо-лее общим по отношению к термину «сведе-ния» » (notitia). Созвучное слово в русском «нотация» - запись, сведения.

Отсюда следует, что «сведения» (notitia IV до н.э.) включали описание первой, второй и прочих «сущностей». В настоящее время эти функции выполняет термин «информация».

Согласно Аристотелю, [3, 4] сущность отвечает на вопрос: «Что есть вещь?» Раскры-вая сущность (субстанцию) вещи, мы, согласно Аристотелю, даем ей определение, получаем понятие вещи. Остальные девять категорий от-вечают на вопрос: «Каковы свойства вещи?» -

63



и определяют признаки, свойства вещи, ее ат-рибуты.

Все остальные категории - качества, ко-личества, отношения, места, времени, дей-ствия, страдания, состояния, обладания - со-относятся с бытием через категорию сущности. Курсивом выделены категории, имеющие пря-мое отношение к геоинформации.

Вышеизложенное дает основание тракто-вать термин «информация» следующим обра-зом

Информация – описание и раскрытие внешних и внутренних сущностей объектов и явлений окружающего мира, основанное на применении категорий как средства структур-ного анализа и интерпретации.

Такое понятие термина «информация» дает основание сформулировать трактовку термина «геоинформация».

Геоинформация – описание и раскрытие внешних и внутренних сущностей объектов и явлений на земной поверхности, под поверхно-стью Земли, в околоземном пространстве, ос-нованное на применении категорий как сред-ства структурного анализа и интерпретации, среди которых ключевой категорией являются пространственные отношения.

То есть, как и следует из правил образо-вания дефиниций и из «закона обратного от-ношения между объемом и содержанием по-нятия» [6], термин «геоинформация» имеет меньший объем и большее число признаков в сравнении с термином «информация». Он яв-ляется подмножеством или подклассом тер-мина «информация».


1. Иванников А.Д., Тихонов А.Н, Цветков В.Я. Основы теории информации. М.: МаксПресс, 2007. – 356с.

2. Метафизика. Аристотель. Сочинения. В 4 т. (Серия «Философское наследие») Т1 . - М.: Мысль, 1975—1983 – 552с.

3. Категории. Аристотель. Сочинения. В 4 т. (Серия «Философское наследие») Т2 . - М.: Мысль, 1975—1983 – 688с

4. Categoriae and de interpretation. The works of Aristotle. Volume I / translated into english un-der the editorship of W. D. Ross. - OXFORD AT THE CLARENDON PRESS, 1928 - 668 р.

5. Цветков В.Я. Логика в науке и методы дока-зательств. - М.: МГОУ 2012.-68 с

© Цветков В.Я., 2012

64



УДК 004.6

ЭЛЕКТРОННО-ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ И ТЕХНОЛОГИИ

ELECTRONIC AND GEOINFORMATIC RESOURCES AND TECHNOLOGIES

Шайтура С.В. / Shaytura S. V.

Кандидат технических наук, доцент Московской финансово-промышленной академии «Синергия» / Candidate of Tech. Sci., Associate Professor, Moscow Academy of Finance and Industry "Synergy"


Аннотация. В статье анализируются электронно - геоинформационные ресурсы и технологии. В понятие электронно - геоинформационные ресурсы включаются не только данные и модели, но и программное обеспе-чение и инструментальные системы. Дается анализ раз-вития геоинформатики как следствие информатизации общества. Описаны особенности создания и развития ГИС. Отмечается, что в современных информационных системах обрабатывается не информация в произволь-ной форме, а вполне определенные информационные модели. Раскрываются ресурсы Интернет, примени-тельно к геоинформации, к геоданным и моделям. Рас-крываются особенности Web – серверов и ГИС – серве-ров. Показано различие между разными технологиями удаленного доступа. Показано различное применение серверов и выделены аналитические серверы, как наиболее перспективные.

Ключевые слова: геоинформатика, геоинформа-

ционные ресурсы, геоинформационные технологии

Abstact. The article analyzes the electron - Geo-graphic Information Resources and Technology. The con-cept of electron - GIS resources include not only data and models, but also software and system tools. The analysis of Geoinformatics as a result of information society. The fea-tures of the creation and development of GIS. It is noted that in modern information systems the information is not pro-cessed in any form, and well-defined information models. Internet resources are disclosed, in relation to geo-information to geodata and models. The peculiarities of the Web - GIS servers - servers. Shows the difference between the various remote access technologies. Displaying a differ-ent application servers and selected analytical servers, as the most promising

Keywords: geoinformatics, geoinformatics, GIS re-sources, GIS technology.

Век четвертой информационной револю-ции [7], который начался с цифровой револю-ции и появления Интернет, предоставляет большие возможности слияния и развития раз-личных информационных технологий. Синер-гетический эффект, достигаемый за счет само-организации суперсложных систем, выводит накопленные информационные ресурсы на ка-чественно новый уровень [8]. Геоинформатика, как наука, характеризуется интеграцией других научных направлений [6]. Главной задачей геоинформатики и ГИС является выявление пространственных отношений [11]

Посыл, созданный четвертой информаци-онной революцией, реализовался созданием информационных, в том числе геоинформаци-онных [1, 4] и аналитических систем [7]. Средства коммуникации (мобильная связь, Ин-тернет) предоставили возможность соединения

всех этих разрозненных пространственно-временных данных в единый мозг – «Солярис».

Особую роль в постинформационном обществе будут играть геоинформационные системы и средства навигации. Действие гео-информационных систем впервые описано в романе М.Булгакова «Мастер и Маргарита»: «…я вижу, что вас интересует мой глобус… Если вы приблизите глаза, вы увидите и дета-ли. Маргарита наклонилась к глобусу и увиде-ла, что квадратик земли расширился, много-красочно расписался и превратился как бы в рельефную карту. А затем она увидела и лен-точку реки, и какое-то селение возле нее. До-мик, который был размером в горошину, раз-росся и стал как спичечная коробка».

Великий Мастер, заглядывая на столетие вперед, описал как будут работать геоинфор-мационные системы, такие как карты поиско-

65



вой системы Google (http://maps.google.ru). На рис.1 изображены карта и космический снимок корпуса МФПА по адресу Москва, Измайлов-ский вал, д. 2, полученные из этой системы. Следует отметить, что этот справочный сервис, в настоящее время переходит в профессио-нальный статус. В настоящее время широко используют технологии конвертирования циф-ровых карт Google в форматы ГИС, например ГИС Панорама «Карта 2009» [3]. Хотя исход-ные карты требуют обновления. Использова-ние их как основы весьма перспективно и вы-годно.

А

Б

Рис. 1 Фрагмент карты (А) и космический сни-мок (Б), полученные из поисковой системы

Google.

В конце 80-х годов ГИС завоевывают новые сферы науки, появляются новые источ-ники данных - дистанционного зондирования (ДЗ), GPS, отмечается комплексирование с ме-тодами цифровой картографии. Так данные пространственной статистики [9] и ДЗ [8], ор-ганизованные на концепции слоев, позволяют комбинировать пространственно-распределенные свойства с классификацион-ными выделами карты, а интегрированный подход обеспечивает лучшее понимание и ко-личественное изучение неопределенностей в данных, полученных средствами ДЗ. Все это является предпосылкой создания единой про-граммной среды 90-х годов.

Основные тенденции развития ГИС в III тысячелетии связываются с введением боль-шого числа новых графических моделей Земли, включающих, наряду с картами, различные фотографические и мультимедийные изобра-жения, компьютерные анимации и построен-ные на всей этой основе различные виртуаль-ные модели [10]. При этом ставятся проблемы распознавания, психологического истолкова-ния и анализа графических образов, отобра-женных в этих моделях на формализованном уровне.

При интеграции ГИС с другими систе-мами [1], создаются новые технологии. Геоин-формационная технология – технологическая основа создания геоинформационных систем, позволяющая реализовывать функциональные возможности ГИС. На рис.2 приведены раз-личные методы классификации ГИС.

Задачей геоинформатики [2] и ГИС[1] является создание электронных геоинформа-ционных ресурсов. Следует отметить, что в информационных системах обрабатывают ин-формационные модели [10], а не информацию в произвольной форме.

Основным “продуктом”, который мож-но найти в Internet, является информация. Эта информация обычно хранится на серверах и может быть представлена в различных форма-тах. Топографо-геодезическая информация и картографическая информация также могут храниться и передаваться по сети [4, 5].

Использование Web-серверов [5] делает доступными для удаленного пользователя дан-ные, рассредоточенные по различным точкам Земного шара. Такие приложения в области геоинформатики называют WebGIS-серверами. Выделяют несколько направлений

66



функционального применения WebGIS-серверов. В дальнейшем для упрощения будем говорить о GIS-сервере.

Серверосторонние (server-side) техно-логии позволяют пользователям посылать за-просы, касающиеся данных, их анализа и пред-ставления на Web-сервер. Сервер обрабатывает запросы и возвращает результаты их выполне-ния удаленному клиенту. В этом случае клиент считается "тонким".

Клиентносторонние (client-side) техно-логии позволяют пользователям выполнять не-

которое манипулирование данными на своем рабочем месте. Такой клиент считается "тол-стым" [5].

Возможности сервера и клиента могут комбинироваться в гибридных технологиях, которые оптимизируют функциональные воз-можности конкретных технологических реше-ний и отвечают каким-либо особым потребно-стям пользователя.

В зависимости от используемых техно-логий и платформ существующие GIS-серверы можно разделить на несколько классов.

Рис. 2. Классификации ГИС по различным позициям.

Серверы, передающие исходные данные

на компьютер клиента. Это наиболее простой тип организации взаимодействия клиента и сервера. Он основан на организации архива файлов на сервере в форматах, поддерживае-мых различными ГИС-оболочками. Как прави-ло, эти файлы размешаются на FTP или на HTTP серверах. После получения данные об-рабатываются соответствующими ГИС-приложением, имеющимся на компьютере кли-ента. Программное обеспечение серверов этого типа позволяет только пересылать файлы дан-ных, например, цифровых карт, с сервера на компьютер клиента.

Серверы, передающие статичные графи-ческие изображения в растровом или вектор-ном формате. В такой технологии на компью-тере клиента должны быть установлены соот-ветствующие "Plug-in" приложения-визуализаторы.

Технология включает следующие этапы.:

1. С помощью ГИС-оболочки подготавливает-ся набор карт.

2. Набор карт растрируется и сохраняется в графическом файле.

3. Формируются Web-страницы, в которые эти файлы встраиваются.

Такие серверы не обрабатывают запросы к географическим или метаданным. В них ино-гда применяется псевдомасштабирование, при котором растровое изображение растягивается за счет повторения пикселов.

Серверы, обрабатывающие запросы к метаданным, используя картографическое изображение. Эта технология похожа на предыдущую в том, что карты, предоставляе-мые пользователю, также находятся в статич-ном (растровом) формате и обрабатываются технологией imagemaps. Отличие состоит в

67



том, что после выбора определенного региона на карты запрос пересылается серверному при-ложению, которое связывается с базой мета-данных (она может физически располагаться совершенно в другом месте, нежели сервер) и в качестве ответа передает клиенту, как правило, адреса Интернета, где может быть найдена ин-тересующая его информация.

Серверы, формирующие карты в интер-активном режиме. Карта создается в процессе формирования HTML-страницы. Это достига-ется за счет специального программного обес-печения, имеющегося на сервере. Формирова-ние HTML-страницы и карты происходит в за-висимости от параметров запроса, таких как масштаб, местоположение, тематика и т.д. Карты могут формироваться как стандартными программными средствами ГИС (ArcView, MapInfo и др.) посредством небольших управ-ляющих специализированных программ серве-ра, так и специально созданными для этой за-дачи приложениями. Когда пользователь хочет изменить карту, на сервер передается новый запрос, по которому немедленно формируется новая карта с новыми параметрами.

Серверы, использующие конверторы дан-ных "на лету". Многие ГИС-оболочки не име-ют развитых возможностей конвертирования данных из чужих форматов в свой. Данная тех-нология предназначена для устранения отме-ченного недостатка. Функция этих серверов аналогична функции серверов первого из рас-смотренных классов, но при этом передавае-мые данные конвертируются под конкретные ГИС-приложения на компьютере пользователя.

Аналитические GIS-серверы. Серверы этого класса предоставляют пользователю ши-рокие возможности. С помощью данной тех-нологии можно получать картографические изображения, сформированные по результатам запроса, текстовую информацию по объектам на карте, включать и выключать слои. Может проводить тематическое картографирование, строить буферные зоны, находить кратчайший путь и многое другое, вплоть до редактирова-ния картографических и атрибутивных данных.

В настоящее время на мировом рынке существует ряд компаний производящих гео-информационные системы. На сегодня каждая из этих фирм создала свою разновидность WEB-сервера. Обычно такие сервера работают

со структурами информации родственных ГИС-систем.


1. Булгаков С.В, Ковальчук А.К., Цветков В.Я., Шайтура С.В. Интегрированные гео-информационные системы. -. М. изд. МГОУ, 2007. - 112 с.

2. Геодезия, картография, геоинформатика, кадастр: Энциклопедия. В 2-х т. /Под ред. А.В. Бородко, В.П. Савиных. – М.: ООО «Геодезкартиздат», 2008. – Т. I – 496 с. Т. II – 464 с

3. Железняков В.А., Применение междуна-родных стандартов OGC WMS и WFS для формирования, обмена и предоставления пространственных данных // Инженерные изыскания. -2011. - № 9 - с.76-79

4. Журкин И.Г., Шайтура С.В. Геоинформа-ционные системы. Учебное пособие. М. Изд. «Кудиц-образ», 2008, 272 с.: ил.23

5. Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. . Цветков В.Я. Прикладная геоинфор-матика . - М.: МаксПресс 2005 -360 с

6. Максудова Л.Г., Савиных В.П., Цветков В.Я. Интеграция наук об окружающем ми-ре в геоинформатике//Исследование Земли из космоса. 2000. №1. С.40-45

7. Поляков А.А., Цветков В.Я. Прикладная информатика: Учебно-методическое посо-бие: В 2-х частях: Часть.1 / Под общ.ред. А.Н. Тихонова- М.: МАКС Пресс. 2008 - Часть.1 -788 с часть2 -860 с

8. Савиных В.П., Цветков В.Я. Синергетиче-ский аспект геоинформатики и технологий дистанционного зондирования // Исследо-вание Земли из космоса.. - 2002 - №5. - с. 71-78

9. Цветков В.Я. Геостатистика // Геодезия и аэрофотосъемка. – 2007. – №3. – с. 174–184

10. Цветков В.Я. Информационные модели и информационные ресурсы // Геодезия и аэрофотосъемка, - 2005.- №3 -. с. 85-91

11. Цветков В.Я.Пространственные отношения в геоинформатике// Международный науч-но-технический и производственный жур-нал «Науки о Земле». Выпуск 01-2012.- с.59-61

© Шайтура С.В., 2012

УДК 004.6

68



ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В ГЕОИНФОРМАТИКЕ

INFORMATIVE SAFETY IN GEOINFORMATICS

Булгаков С.В. / Bulgakov S.V.

Кандидат технических наук, доцент, Московский государственный уни-верситет геодезии и картографии / Candidate of Tech. Sci., Moscow State University of Geodesy and Cartography


Аннотация. Раскрываются особенности совре-менных систем управления транспортом TMS и STMS . Показано, что организация таких систем эффективна только на основе ГИС или с применением ГИС. Раскры-ваются особенности реализации задач с помощью ГИС и геоинформационных технологий. Показано значение использования пространственных отношений при со-временном управлении транспортом.

Ключевые слова: Геоинформатика, геоинфор-мационные системы, информационная безопасность, информационная инфраструктура.

Annotation. The peculiarities of the modern transport management systems TMS and STMS. It is shown that the organization of such systems is effective only on the basis of GIS or GIS. The peculiarities of realization of tasks with the help of GIS and GIS technologies. The significance of spatial relationships in the modern management of transport.

Keywords: Geoinformatics, GIS, geographic infor-mation technology, logistics.

Информационная среда и информаци-онные ресурсы являются важным фактором жизнедеятельности современного общества. Эта совокупность включает коллекции инфор-мации, информационные потоки, информаци-онные объекты, информационные инфра-структуры, а также системы регулирования возникающих при этом общественных отно-шений. Все более повышается роль субъектов, осуществляющих сбор, формирование, распро-странение и использование информации.

Геоинформатика создает новые информа-ционные ресурсы, которые необходимо защи-щать, поэтому проблема информационной без-опасности в геоинформатике важная и актуаль-ная.

Особенность защиты информации в геоин-форматике связана со структурной организаци-ей геоинформатики. Геоинформатика делиться на три части: общая геоинформатика [4], при-кладная геоинформатика [6] и специальная гео-информатика [4,5]. Именно к специальной от-носится защита информации в ГИС и в геоин-форматике.

Об особом значении геоинформации в сфе-ре безопасности говорит тот факт, что в США создано национальное агентство геопростран-ственной разведки (National Geospatial Intelligence Agency - NGA). NGA обеспечивает своевременную, точную и геопространствен-ную разведку в поддержку агентства нацио-нальной безопасности. Его продукция и услуги используются для различных военных, граж-данских и международных потребностей раз-ведки. Поэтому разработка методов и техноло-гий повышения информационной безопасности в геоинформатике, в том числе и в части защи-щенности инфраструктуры геоинформацион-ных систем является актуальной задачей.

Информационные угрозы для информа-ционных и геоинформационных систем имеют устойчивую тенденцию к росту и модифициру-емости [11]. К настоящему времени в области защиты информационных и геоинформацион-ных систем преобладает подход обнаружения злоупотреблений, который основан на постро-ении модели атаки непосредственно на систе-му ГИС. Однако, данный подход имеет оче-видный недостаток, связанный, прежде всего, с

69



недостаточным учетом влияния инфраструкту-ры и компьютерной среды.

Концепция информационной безопас-ности в геоинформатике должна быть основана на моделях информационных объектов [8]. Различные информационные технологии, раз-личные структуры и различные информацион-ные системы могут быть объединены этим по-нятием. Модель информационного объекта должна служить основой организации безопас-ности первого уровня. Таким образом, первой концепцией информационной безопасности является введение понятия и построения моде-лей информационных объектов, подлежащих защите.

Вторая концепция включает взаимо-связь разных информационных объектов. В частности, ГИС имеет инфраструктуру и окру-жена ею. В свою очередь, информационная инфраструктура ГИС, находится во внешней компьютерной среде. Это приводит к тому, что информационная безопасность ГИС может быть рассмотрена как безопасность системы вложенных информационных объектов: ГИС, информационная инфраструктура ГИС (ИИГИС), компьютерная среда (КС).

Следующей концепцией является при-менение методов теории информации [7] для анализа безопасности и отражения угроз. В частности, эта теория включает построение моделей семантических информационных еди-ниц [16, 17] для возможной оценки смысла, значения и важности информационных объек-тов, включающих эти информационные едини-цы. Если информационные единицы не несут смысла или малозначимы, то и информацион-ный объект не представляет ценности. Если наоборот, то такой информационный объект подлежит обязательной защите. Степень защи-ты определяется его значением и ценностью, то есть его прагматикой и семантикой.

И, наконец, завершающей концепцией является применение общепринятых методов информационной безопасности [5]. В общем объектом защиты является ГИС, связанная с ней инфраструктура и окружающая их компь-ютерная среда [2, 10, 14].

Анализ показал, что большинство угроз для ГИС[2, 14] исходит из ее информационной инфраструктуры, так же как и для многих дру-гих ИС. Поэтому необходимо проводить мо-делирование факторов и характеристик, влия-ющих и определяющих информационную ин-

фраструктуру [2, 9, 14] . С этой целью был проведен анализ ин-

формационных процессов, информационной среды и информационного взаимодействия. Исследован мобильный Интернет как часть информационной инфраструктуры [1] совре-менных информационных систем. Изучена со-временная статистика информационных угроз.

С целью решения проблемы организа-ции защиты инфраструктуры ГИС был пред-ложен подход рассмотрения сложных систем ГИС-инфраструктура, инфраструктура – ком-пьютерная среда при деструктивных воздей-ствиях [9]

Исследование ИИГИС выявило сход-ство и различие между интерфейсом ГИС и инфраструктурой ГИС [15]. На основе функ-ционального подхода построена модель ком-пьютерной среды и информационной инфра-структуры ГИС [9]. Компьютерная среда (КС) является основой функционирования ГИС. ГИС бывает связана с электронными таблица-ми (ЭТ), фотограмметрической станцией (ФС), системой обработки изображений (СОИ), САПР и другими информационными система-ми. Большинство информационных взаимодей-ствий осуществляется через инфраструктуру ГИС

Еще одним фактором опасности являет-ся спам, влияющий на ИИГИС и ГИС через компьютерную среду. По оценкам экспертов в этом веке спам станет одной из основных угроз работы в сети Интернет [12]. Он уже те-перь становится значимой угрозой. Эффектив-ных способов борьбы мало и количество спам-сообщений увеличивается с каждым днем.

По роду своей деятельности многим специалистам приходится работать с элек-тронной почтой и одновременно пользоваться несколькими адресами E-mail. С каждым днем возрастают информационные потоки и в том числе все больший объём абсолютно не нуж-ных сообщений. Наличие спама приводи к то-му, что спам забивает канал и общий объем передаваемой информации превышает про-пускную способность канала передачи инфор-мации.

В результате появления спама часть по-лезной информации «выдавливается» из пере-даваемого потока и передаваемая информация становиться неполной. Общий поток информа-ции уменьшается за счет выдавленной инфор-мации за пределы пропускной способности ка-

70



нала передачи. Этот эффект имеет место когда передаваемые данные аддитвны, то есть в об-щем потоке они дополняют друг друга, но в целом независимы и связи между ними отсут-ствуют.

Для геоданных актуальна ситуация нарушения целостности из-за спама, а также из-за недостаточной полосы пропускания. Геоданные в отличие от многих других данных характеризуются набором связей, которые пе-редаются в общем потоке. Это увеличивает спектр и ширину необходимого канала связи. Нарушение связей внутри геоданных ведет к искажению передаваемой информации. Это, например, наблюдается при экспорте графиче-ских данных ГИС в пакеты программ автома-тизированного проектирования, например в Автокад. Исходные графические данные ГИС конвертируют в формат dxf, после чего их им-портируют в программы САПР. После такой передачи слои оказываются разобщенными, связи с базой данных исчезают и ряд специфи-ческих общих характеристик также исчезает.

При появлении и действии спама пакет геоданных «перерезается» на части. Даже в том случае, когда пропускная способность ка-нала позволяет передавать сообщение, воз-можна ситуация прерывания связей между ча-стями пакета. Это приводит к нарушению це-лостности.

Как показано в [7, 16, 17] передаваемое сообщение содержит набор семантических ин-формационных единиц. Эти семантические единицы отличаются критериями их делимости и критериями смысловой содержательности. Различают сигнификативное смысловое зна-чение, предикативное смысловое значение, контексное смысловое значение. Сигнифика-тивное значение - это значение элементарной семантической единицы (слова), независимое от других семантических единиц сообщения. При наличии спама оно либо есть либо его нет. Сигнификативное смысловое значение появля-ется в совокупности связанных слов – пред-ложении. При разрушении предложения оно исчезает. Контекстное смысловое значение по-является в совокупности предложений – фра-зе. При разрушении фразы оно исчезает.

Таким образом, воздействие спама вы-зывает разрушению фраз и предложений и влечет соответствующую потерю сигнифика-тиного значения и контекстного значения.

В целом информационная безопасность

в геоинформатике имеет свою специфику и до-полнительные факторы угроз. Такие как раз-рушение связей между геоданными и потерю контекста в передаваемых данных.

Это делает обязательным введение до-полнительных мер защиты к общим мерам ин-формационной безопасности, применяемым в большинстве информационных систем.


1. Булгаков С.В. Мобильный Интернет как информационная инфраструктура // Мето-ды управления и моделирования— Вып. 5: Сборник научных трудов. – М.: МАКС Пресс, 2005. — с.30-43.

2. Булгаков С.В. Информационная инфра-структура ГИС.// Исследование процессов и явлений методами геоинформатики - вып.10. Сборник научных трудов. – М.: МАКС Пресс, 2006 —с.29-32.

3. Булгаков С.В., Ковальчук А.В., Цветков В.Я., Шайтура С.В. Защита информации в ГИС. - М.: МГТУ им. Баумана, 2007 - 183 с

4. Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. . Цветков В.Я. Геоинформатика. – М.: МаксПресс, 2001 – 349 с.

5. Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. . Цветков В.Я. Информационная без-опасность в геоинформатике . – М.: МаксПресс 2004 – 336 с.

6. Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. . Цветков В.Я. Прикладная геоинфор-матика – М.: МаксПресс 2005 – 360 с

7. Иванников А.Д., Тихонов А.Н., Цветков В. Я. Основы теории информации – М.: МаксПресс, 2007. - 356 с

8. Коростелев Ю.А., Булгаков С.В Информа-ционные объекты // Методы управления и моделирования. — Вып.4.: Сборник науч-ных трудов. – М.: МАКС Пресс, 2004—с3-4.

9. Розенберг И.Н., Булгаков С.В. Проектная модель информационной безопасности ГИС // Вестник Московского государ-ственного областного педагогического университета. -2010. - № 2. - с.110 – 113

10. Цветков В. Я., Булгаков С.В. Информаци-онная инфраструктура. М.: МИИГАиК, «Госинформобр». 2006. - 84 с.

11. Цветков В.Я., Булгаков С.В. Информаци-онная безопасность в геоинформатике: компьютерные шпионы // Геодезия и аэрофотосъемка, - 2004. - №4 - с. 99- 108

71



12. Цветков В.Я., Булгаков С.В. Информаци-онная угроза - спам // Геодезия и аэрофо-тосъемка. - 2004. - №5. - с. 116-128.

13. Цветков В. Я., Булгаков С.В. Эвристиче-ский анализ как инструмент информаци-онной безопасности // Успехи современно-го естествознания. – 2010. - №3. С 45-46.

14. Цветков В. Я., Булгаков С.В. Анализ ин-фраструктуры информационной системы // Успехи современного естествознания. – 2010. - №3. С 44-45.

15. Цветков В. Я., Булгаков С.В. Дружествен-ный интерфейс как характеристика ин-формационной инфраструктуры // Совре-

менные наукоемкие технологии. - 2010. - №1. - с 44-45.

16. Цветков В. Я. Семантика информационных единиц // Успехи современного естество-знания // 2007. -. №10.- с. 103-104.

17. Цветков В. Я. Семантика геоинформаци-онных единиц / Материалы 4-й Междуна-родной конференции «Геопространствен-ные технологии и сферы их применения» Москва 12-13 марта - М.: Информационное агентство «Гром», 2008 - с.69-71

© Булгаков С.В., 2012

72



УДК 332.2.021.8

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ ДАННЫХ В БАНКЕ ДАННЫХ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

INTELLIGENT UPDATE DATA IN A DATA BANK OF AGRICULTURAL LAND

Цветков В.Я. / Tsvetkov V.Ya

Доктор технических наук, доктор экономических наук, профессор, академик Российской академии естествознания, академик Российской академии кос-монавтики им. Э.К. Циолоковского / doctor of Tech. and Econ. Sci., professor, Academic of Russian Academy of Natural Sciences, EK Tsiolokovsky`s Acade-my of Cosmonautics.


Железняков В.А. / Gjelezniakov V. A.

Программист ЗАО «КБ Панорама», аспирант Московского государственно-го университета геодезии и картографии / Programmer of the Construction Laboratory “Panorama”, post graduaded student, Moscow State University of Geodesy and Cartography


Аннотация. Описаны особенности обновления информации в банке пространственных данных земель сельскохозяйственного назначения. Дается описание проблем обновления. Дается технологическая схема обновления. Раскрывается сущность обновления на ос-нове интеллектуального подхода.

Ключевые слова: Мониторинг земель, банк дан-ных, геоинформатика, обновление цифровых карт.

Abstract. The features in the update of spatial data bank of agricultural land. A description of upgrade issues. We give a flow chart updates. The essence of updates based on the intellectual approach.

Keywords: Land monitoring, database, geoinformatics, updating digital maps.

Одно из назначений банка простран-ственных данных (БПД) земель сельскохозяй-ственного назначения формирование карто-графического образа. Этот процесс осуществ-ляется на основе тайловой структуры про-странственных данных. Следует напомнить, что при выводе на монитор векторное изобра-жение преобразуется в растровое.

Тайл (от английского tile - плитка) в кар-тографических сервисах - один из квадратных фрагментов, на которые разбивается карта. Каждый тайл представляет собой изображение формата jpeg (спутниковые снимки) или png (карты, слои) и хранится в файле с уникальным именем, которое определяется координатами этого тайла по осям X и Y.

Большинство картографических сервисов предоставляют тайлы размерами 256х256 пик-селей, поэтому в ГИС «Панорама-АГРО» [1] принят именно такой размер тайлов.

Количество тайлов, из которого состоит изображение, зависит от масштаба. Например, на сервисе Google Maps изображение на мас-штабе z1 (самом мелком) состоит всего из 4-х тайлов. На следующем масштабе количество тайлов в 4 раза больше, чем на предыдущем, так как каждый тайл разбивается пополам как по горизонтали, так и по вертикали. Легко под-считать, из скольких тайлов состоит изображе-ние на масштабе z24.

Все кто работал с Интернет-картографическими системами сталкивались с

73



проблемой медленной загрузки изображений при работе с обычным ГИС сервером.

Использование тайловой структуры поз-воляет при просмотре через Интернет загру-жать не всё изображение целиком, а только ту его часть, которая отображается на экране, что экономит трафик и время.

Процесс формирования тайловой струк-туры пространственных данных - долгий и трудоемкий. Например, на рисунке 1 показан момент окончания формирования растровой карты России, базового масштаба 1 : 1 000 000, занимающей в вектором виде 95.7 МБ в формате SXF.

Формирование растров для данного мас-штаба выполнялось с использованием карто-графических моделей в масштабе от 1 : 5 000 000 до 1 : 200 000. Они в совокупности содержали 686 тысяч объектов на 40 листах, с размерами растров в несжатом виде не более чем 2.7 ГБ.

К основной карте было добавлено 46

матриц высот общим объёмом 9.35 ГБ. Созда-ние растров проводилось с включенными функциями антиалиасинга, теней и режимом «Принтерный вид» на компьютере следующей конфигурации:

1. процессор: Intel Core2Duo – 2.4 ГГц; 2. оперативная память: 2 Гб; 3. жесткий диск: 320 Гб; 4. операционная система: MS Windows 7.

Время формирования растров составило 1сутки 20 часов. Всего создано 433 306 тайла в формате png, с размерами каждого тайла 256*256 пикселей, общим объёмом фалов в 4,5 ГБ.

Для формирования карты России мас-штаба 50 000 и общим количеством файлов около 17 миллионов, общим объемом 100 гб требуется уже около двух недель работы.

Поэтому остро встает вопрос о необхо-димости разделения нарезки данных по зонам и применения новой технологии обновления.

Рис.1. Пример формирования тайлов для карты масштаба 1:1000000

Программа ImageryCreator позволяет со-здавать, обновлять и дописывать тайлы по различным масштабам одной или нескольких карт, растров, матриц. При этом старые тайлы, формируемых масштабов, обновляются.

Для повышения производительности, при наличии ключей защиты, можно запустить

данную программу на нескольких компьюте-рах (рис.2), для увеличения скорости создания тайлов, выбрав необходимые масштабы из списка.

В дальнейшем необходимо соединить файлы паспорта, скопировав строки тэгов <Im-ages> из первого файла паспорта, например “

74



<Images Scale="100000" VMax="1" HMax="2">” во второй. И увеличив значение в тэге <ImagesList Count=""> на соответствую-щее число.

Также в программу встроена функция ча-стичной нарезки тайлов по строкам и столб-цам. Данная опция необходима для распарал-леливания процессов нарезки тайлов на не-сколько компьютеров. Например имеется кар-та, содержащая 4000 строк тайлов для масшта-ба 10 000. Процесс создания тайлов такой кар-ты займёт несколько суток. При разделении данного масштаба на нескольких компьютерах, увеличится скорость создания тайлов в не-сколько раз. В дальнейшем необходимо будет лишь перенести нарезанные тайлы в банк про-странственных данных.

Процесс распределения данных на не-скольких системах приведен на рис.2.

Можно констатировать, что при форми-ровании карт сельскохозяйственного назначе-ния на основе БПД имеют место большие тру-дозатраты, как временные, так и вычислитель-ные. Они необходимы для подготовки БПД и наполнению его тайловыми данными для даль-нейшего использования.

Дополнительная проблема возникает при необходимости оперативно обновлять данные, которые уже имеются в БПД/

Формально для этой цели можно выде-лить какое-то количество людей-операторов, которые следили бы за изменением тех или иных участков векторных карт полей, матрич-ных или растровых данных. Однако, если объ-ем этих карт исчисляется тысячами, или в кар-те меняется или утоняется всего лишь часть – уследить за изменением всех параметров про-стому оператору невозможно, да и процесс но-вой перестройки тайлов длительный. Поэтому остро встает вопрос об автоматизации данного процесса.

В настоящее время за рубежом [2] и в России [3] наблюдается тенденция применения методов искусственного интеллекта для обра-ботки геоданных.

Поэтому решения задачи обновления данных в БПД предлагается концепция и структурная модель новой «Автоматизирован-ной интеллектуальной системы» (АИС), кото-рая сама способна осуществлять анализ и пере-страивать области данных, в которых имеются изменения. На рис.3 представлена структур-ная модель АИС.

Рассмотрим работу данной системы. На первом этапе (1), оператор изменяет, добавля-ет, удаляет пространственные данные, извлекая или добавляя их в БПД.

Для изменения данных используется ГИС, ведущая журнал транзакций. АИС анали-зирует изменения БПД. В качестве основных параметров сравнения могут выступать – раз-мер и дата изменения файла.

На втором этапе (2), данные из БПД по-падают в математическое ядро системы, в ко-тором происходит анализ и сравнение преды-дущего состояния системы и новых изменен-ных данных. Для векторной информации этот анализ заключается в изменении и обработке внешнего вида объекта.

На основе журнала транзакций ГИС – АИС устанавливает какие объекты изменены. Далее математическое ядро системы вирту-ально воссоздает пространственное положение в тайловой модели нового и старого состояния объекта и определяет территорию для обнов-ления данных.

Для растровой информации, например форматов rsw, mtr и других, которые имеют блочную структуру, анализируется контроль-ная сумма каждого блока и в случае её несоот-ветствия определяется пространственное по-ложение в тайловой модели нового и старого состояния растровой информации.

На третье этапе (3), информация, полу-ченная из математического ядра системы, ана-лизируется, и на основе неё строится вирту-альная матрица обновления тайлового про-странства, состоящая из 0 и 1. Соответсвую-щие поля этой матрицы говорят о необходимо-сти изменения тайлов.

Данная матрица может постоянно изме-няться и дополняться, поскольку АИС может уже выполнять обновления БПД.

АИС должна являться фоновой систе-мой, которую возможно программировать на обновление в определенный промежуток вре-мени и следить сразу за несколькими проекта-ми БПД (территориями).

Поэтому после завершения времени, вы-деленного на обновление, необходимо сохра-нять состояние тайлового пространства в виде матрицы состояния системы. В случае, если имеется уже новая матрица состояния и старая еще не завершена, необходимо объединить обе матрицы состояний и сохранить их.

75



Рис.2. Распределение данных на нескольких системах

Рис.3. Структурная модель Автоматизированной интеллектуальной системы (АИС)

76



На четвертом этапе (4), матрица состоя-ния системы накладывается на тайловое про-странство, и на основании функций ядра про-исходит построение тайловых данных и запись их в БПД.

На рис.4-5 показаны результаты работы

системы, включенной в в ГИС «Панорама-АГРО». На рис.4 приведен растровый образ представления БПД до обновления. На рис.5 приведен растровый образ представления БПД после обновления.

Рис.4. Визуальный образ БПД до автоматического обновления.

Рис.5. Визуальный образ БПД после автоматического обновления.

77



По существу работа системы связана с построением и анализом матричных моделей. При этом используются следующие матрицы:

0 матрица начальное состояние системы,

countcountyxyxy

xxxyyz

zz

zzZ ,1,,1,0,

1

111 ===

=

Виртуальная матрица состояния системы

mmmВИРТобАИСАИС |=

countmm

countx

xcount

yy

yxmT

ymT

xmT

mT

,1,,1

,,1,

1

111m

АИС

==

==

=

,

где countm - кол-во используемых масшта-

бов представления данных, count

x - кол-во

тайлов для текущего масштаба m по оси х

county - кол-во тайлов для текущего мас-

штаба m по оси у.

Виртуальная матрица обновления растровой информации

countkk

countmm

countxx

countyy

xykm

Pykm

Pxk

mP

km

Р

,1,,1

,',1',',1',

''1'

'111

kВИРТрастр

m

==

==

=

где countx' - кол-во тайлов для текущего

масштаба m растра k по оси х; count

y' - кол-

во тайлов для текущего масштаба m растра k

по оси у; count

k - кол-во растров для текуще-

го масштаба m.

Виртуальная матрица обновления матричной информации

countnn

countmm

countxx

countyy

xynm

Mynm

Mxn

mM

nm

M

,1,,1

,'',1'','',1'',

''''1''

''111

nВИРТматр

m

==

==

=

где countx '' - кол-во тайлов для текущего

масштаба m матрицы n по оси х; count

y '' -

кол-во тайлов для текущего масштаба m мат-

рицы n по оси у; count

n - кол-во матриц для

текущего масштаба m.

Виртуальная матрица обновления векторной информации

countss

countmm

countxx

countyy

xysm

Kysm

Kxs

mK

sm

K

,1,,1

,''',1''',''',1''',

''''''1'''

'''111

sВИРТкарт

m

==

==

=

где countx ''' - кол-во тайлов для текущего

масштаба m векторной карты s по оси х; count

y ''' - кол-во тайлов для текущего мас-

78



штаба m векторной карты s по оси у; count

s -

кол-во векторных карт для текущего масштаба

m.

Виртуальная матрица обновления

)n

ВИРТматр| (Z|)k

ВИРТрастр| (Z|)s

ВИРТкарт| (Z ВИРТобcountN

1

countK

1

countS

1 mmmm ∑∑∑=

.

Выводы

Применение Автоматизированной интел-лектуальной системы позволяет обновлять данные в автоматическом режиме в указанное время и тем самым исключает ошибки опера-тора, обусловленные «человеческим факто-ром».

Применение АИС позволяет сократить время на обновления этих данных рис. 4 и рис 5. Например, при отсутствии данной системы пришлось бы перестроить всю область из 18 тайлов, с ней всего лишь 7 тайлов, которые на рис.5 отмечены цифрами.

Концепция автоматизированного интел-лектуального обновления может быть приме-нена в других БПД и ГИС для обновления карт в первую очередь с большой информационной нагрузкой.

Данный подход решает задачи интеллек-туальных систем. А именно снижение инфор-мационной нагрузки на человека и решение задач повышенной сложности [4], которая за-

трудняет оптимальное решение их человеком.


1. Демиденко А.Г., Дышенко С.Г., Железняков В.А., Цветков В.Я., Новые возможности ГИС «Панорама» // “Кадастр недвижимости”. - 2010 - №3. – с. 101-103

2. Hil l L. L. Georeferencing: the geographic asso-ciation of Information. Massachusetts Institut of Technology, 2009.

1. Савиных В.П., Цветков В.Я. Развитие мето-дов искусственного интеллекта в геоинфор-матике // Транспорт Российской Федера-ции. – 2010. –№ 5. – с.41-43

3. Подольский В.Е, Толстых С.С. Повышение эффективности региональных образователь-ных компьютерных сетей с использованием элементов структурного анализа и теории сложности. – М.: Машиностроение, 2006. – 176с.

© Цветков В.Я., Железняков В.А., 2012

79



УДК 004.6

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД ПРИ МОНИТОРИНГЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА

GEOINFORMATIONАL APPROACH FOR MONITORING OF POLLUTION OF THE SEA ACCORDING TO REMOTE SENSING OF THE EARTH FROM SPACE

Затягалова В.В. / Zatyagalova V.V.

Научный сотрудник ФГБУ "Научно-исследовательский центр космической гидрометеорологии "Планета" / Researcher of The Research Center for Space Hydrometeorology «Planeta»


Аннотация. В статье рассмотрены вопросы при-менения методов геоинформатики и дистанционного зондирования Земли при мониторинге загрязнения мо-ря. В частности решается задача определения загрязне-ния морской поверхности конкретными судами. Рас-крывается специфика геоинформационного подхода применительно к мониторингу загрязнений моря. В ка-честве основы мониторинга применяются радиолокаци-онные изображения (РЛИ) Показаны и раскрыты основ-ные проблемы, которые возникают при распознавании сликообразующих явлений. Для решения проблемных вопросов автором разработаны наборы базисных (пря-мых) и казуальных (причинно следственных) признаков загрязнений. В аспекте анализа ситуации «судно-загрязнение» был применен сценарный подход. Приве-дены примеры использования метода. Доказана эффек-тивность предложенной технологии при решении прак-тических задач.

Ключевые слова: дистанционное зондирование,

мониторинг, геоинформационный подход, экология.

Abstact. The paper deals with application of geoin-formatics and remote sensing in monitoring marine pollu-tion. In particular, solved the problem of determining the specific surface of marine vessels. Reveals the specificity of geo-information approach for monitoring pollution of the sea. As a basis for monitoring use radar images (SAR imag-es) are shown and disclosed in the basic problems that arise in the recognition slikoobrazuyuschih phenomena. To solve the problematic issues of basis sets developed by the author (direct) and casual (causal) evidence of contamination. In the aspect of a situation analysis "vessel-pollution" scenario approach was used. Examples of the use of the method. The efficiency of the proposed technology to solve practical problems

Key words: remote sensing, monitoring, geo-information approach, the environment.

Идентификация и мониторинг нефтяных загрязнений на морской поверхности сложный и неоднозначный процесс [2, 3]. Для этой цели используют радиолокационные изображения (РЛИ). Сложность выявления загрязнений на РЛИ заключается в необходимости их отличия от других сликообразующих явлений. Для улучшения процесса интерпретации в ИО РАН был предложен геоинформационный подход.

Структурно геоинформационный подход [12] к анализу процессов и явлений показан на рис.1. Выделение трех групп данных «место» «время» «тема» позволяет проводить классификацию различных данных и последующую интеграцию их в единую информационную основу. Геоинформатика по-строена на основе интеграции [5] и поэтому

многие ее технологии обладают интегрирующей функцией, в частности цифровые модели и цифровые карты. Это дает возможность объединять разнородные информационные ресурсы и проводить ком-плексный анализ при геоинформационном мо-ниторинге [7].

Стратификация данных с включением отношений иерархии [8, 9] означает создание иерархической модели, визуально представляемой как совокупность слоев с общей тематикой и признаками. Принципиальным в таком описании является возможность использования логических и теоретико-множественных операций для получения новых знаний об объектах монито-ринга и явлениях на поверхности Земли.

80



Выявление пространственных отношений [10] дает возможность находить слабые и сильные, явные и неявные связи между объектами, находящимися в разных точках пространства.

Геоинформационный подход

Выделение трех групп данных

Получение интегрированной модели данных

Стратификация данных

Использование геоинформационных

моделей и геоинформационного

моделирования

Визуальное моделирование

Рис.1. Геоинформационный подход при мони-торинге пространственных объектов

Визуальное моделирование [1, 4] и ана-лиз является ключевым при мониторинге загрязнения моря по данным дистанционного зондирования Земли из космоса. Однако объемы и главное сложность геоданных настолько велики, что традиционные методы анализа становятся неприемлемы.

К специальным методам геоинформационного подхода относят:

• Применение в качестве информационной основы данных – геоданных [7, 12].

• Сбор и интеграция информации из разных источников с преобладанием технологий сбора из области наук о Земле.

• Ассоциативную связь различных (непространственных) данных с пространственной информацией.

• Использование баз данных в режиме ассоциативной связи с графическим представлением содержимого БД.

• Визуализация информации с использованием картографических моделей [4]

• Использование спутниковых технологий как инструмента мониторинга и управления реальными объектами.

• Оценка функциональной, экономической, технологической, социальной неоднородности между явлениями и ситуациями за счет выявления пространственных отношений между реальными объектами и территориями.

К геоданным, применяемым при мони-торинге загрязнений на основе РЛИ в первую очередь относится данные о потенциальных источниках и зонах потенциального загрязнения (судоходные трассы, нефтегазоносные структуры и подводные геологические объекты, порты и терминалы, буровые платформы и т.д.), данные о гидрометеорологических условиях (ветер, волнение, течения).

Полный набор этих данных был описан автором статьи в 2007-2008 г г. в ряде публикации, одна из которых опубликована в известном научном журнале "International Journal of Remote Sensing" [11]. Был проведен ряд пилотных проектов, которые подтвердили необходимость интеграции дополнительной информации и их совместный анализ с РЛИ. В основном дополнительная информация могла быть получена с навигационных, топографических карт, геолого-геофизических данных, прогнозных гидрометеорологических данных и т.д.

Но со временем стало очевидно, что часть информации может быть получена непосредственно с самого радиолокационного изображения (ветер, волнение). Кроме того, приуроченность к источнику еще не является доказательством того, что именно этот источник является источником загрязнения. В геоинформационном подходе этот вопрос решался по разновременным РЛИ, где скопление пленок указывает на сам источник. Однако в оперативном мониторинге требуется по текущему радиолокационному изображению установить источник и оперативно информировать потребителя. Поэтому требуется более надежная методика анализа РЛИ. Проанализировав современные методы, автор пришла к выводу что существующие методы не позволяют различать нефтяные пленки по типу происхождения, проблемой также является их

81



отличие от сликообразующих явлений. Для решения этих проблем автором

разработан набор классификационных признаков. В основу было положено понятие информационных единиц [6] как индикаторов и информационных характеристик загрязне-ний. Были разработаны базисные и казуальные признаки. К базисным признакам относят при-знаки, идентифицирующие загрязнение. К ка-зуальным признакам относят причинно-следственные признаки, которые делятся на предшествующие и последующие. Были обос-нованы три группы казуальных классификаци-онных признаков.

Первая группа связана с многочисленностью типов источников загрязнения морской среды. Нефть и нефтепродукты могут попадать в морскую среду от различных источников, наиболее распространенными из которых являются следующие:

аварийные разливы, образованные при утечках, связанных с бурением на морском шельфе, утечках из заброшенных скважин, повреждении подводных трубопроводов, крушениях танкеров и судов;

судовые разливы - балластные, льяльные или промывочные воды, отходы машинного отделения, отходы рыбопереработки и др.;

береговой сток - сток промышленных, канализационных и бытовых вод, стоки с сельскохозяйственных угодий, подъем вод с содержанием поверхностно-активных веществ при дноуглубительных работах и др.;

речной сток, как частный случай берегового стока, - хозяйственно-бытовые и промышленные стоки переносимые речными водами;

естественные источники - выходы углеводорода из глубинных недр

Вторая группа признаков связана с условиями существования нефтяных загрязнений на морской поверхности. Нефть и нефтепродукты, попавшие в морскую среду, могут наблюдаться на морской поверхности продолжительное время (от 0,5-2 суток) в виде пленок различной толщины. Возможность обнаружения нефтяных пленок в микроволновом диапазоне на морской поверхности определяется эффектом сглаживания пленками высокочастотной составляющей морского волнения.

Присутствие пленок на взволнованной морской поверхности приводит к уменьшению интенсивности радиолокационного рассеяния по сравнению с чистой водой и резкому уменьшению яркости на радиолокационных изображениях. Продолжительность существования нефти или нефтепродуктов в виде сплошной пленки на морской поверхности, и, следовательно, возможность ее обнаружения зависят как от типа и состава нефти и нефтепродукта, так и от состояния морской поверхности.

На радиолокационных изображениях нефтяные пленки обнаруживаются на взволнованной поверхности моря при скоростях приводного ветра от 2-3 до 9-12 м/с. При меньших скоростях ветра они неразличимы на фоне гладкой морской поверхности. При скоростях ветра больше 9 м/с нефтяные пленки начинают разрушаться, превращаясь в нефтяную эмульсию и постепенно становясь невидимыми на радиолокационных изображениях, и только крупные нефтяные разливы можно наблюдать при скорости ветра до 12 м/с.

Третья группа признаков связана с выбором параметров радиолокационной съемки. В настоящее время функционирует 9 космических аппаратов, оборудованных радиолокаторами с синтезированной апертурой (ENVISAT, RADARSAT -1,-2 , TERRA-SAR-X, TanDEM-X, CosmoSky-Med-1,-2,-3,-4), которые имеют высокое пространственное разрешение и широкую полосу обзора, работают вне зависимости от времени суток и погодных условий.

Радиолокационный образ нефтяной пленки на морской поверхности зависит от параметров проведения радиолокационной съемки (длины волны, поляризации излучаемого и принимаемого сигналов, угла зондирования, пространственного разрешения и ширины обзора радиолокационной съемки). Углы зондирования радиолокационного сигнала выбираются из допустимых с учетом механизма брэгговского рассеяния радиоволн, которые находятся в пределах от 20° до 43-45°. Среди диапазонов длин радиоволн широко используются С и Х-диапазоны, так как обладают высокой чувствительностью к шероховатости морской поверхности и их длины волн находятся в пределах гравитационно-капилярной области спектра

82



волн. При выборе поляризации сигнала

преимущество отдается вертикальной поляризации, при которой отраженный от взволнованной морской поверхности радиолокационный сигнал имеет более высокую интенсивность и обеспечивает лучший контраст на РЛИ между нефтяным пятном и морской поверхностью. Кроме того, для отличия на РЛИ пятен нефти от других сликообразующих явлений может быть полезна комбинация вертикальной и горизонтальной поляризации.

Выбор режимов съемки зависит от требований к поставленной задаче. С увеличением пространственного разрешения повышается возможность выявления разливов малых площадей, а также повышается точность определения положения загрязнения и оценка его масштабов, но при этом, как правило, уменьшается ширина полосы обзора. Поэтому принимается компромиссное решение: для наблюдения значительных областей акваторий используется широкообзорная съемка, для наблюдения за стационарными объектами в пределах акватории - высокодетальная съемка. Эффективным решением при организации спутникового радиолокационного мониторинга является привлечение нескольких радиолокационных спутников для обеспечения высокой частоты наблюдений (от 1 до нескольких раз в сутки), а также чередование обзорного и детального режимов съемки.

Для проведения импакт-анализа «при-чина - следствие» автором разработана реля-ционная таблица отношений между источни-ками загрязнений и сопутствующим им казу-альным характеристикам.

В аспекте анализа ситуации «судно-загрязнение» был применен сценарный подход. Автором предложено 4 сценария расположения судна. На радиолокационном изображении можно определить координаты судов, однако невозможно определить название судна и его принадлежность к стране и порту приписки. Кроме того, если судно находится на удалении от нефтяного разлива и тем более на значительном удалении (за пределами спутникового радиолокационного изображения) от нефтяного пятна, доказать, что оно совершило нефтяной разлив, имея на руках только РЛИ, практически невозможно.

Решить эту оказалось возможным на ос-

нове свойств интегрированности геоинформа-ционного подхода в результате сопоставления спутникового радиолокационного изображения с данными системы автоматической идентификации судов (АИС). Система АИС позволяет получить информацию о пространственном положении судна в акватории в отдельный момент времени, восстановить по времени и координатам маршрут следования судна, содержит информацию об идентификационном номере, типе судна и принадлежности к определенной стране.

В России нет законодательной базы об использовании спутниковых радиолокационных данных в качестве доказательств загрязнения акватории, несмотря на то, что результаты комплексного анализа РЛИ и АИС указывают на принадлежность нефтяного разлива к определенному судну. Прямыми доказательствами нефтяного разлива являются только пробы с места сброса или регистрация спектральной характеристики пленки на морской поверхности с помощью аэрофотосъемки. Поэтому данная технология включает оперативное доведение (с использованием WEB-картографических сервисов, связанных с ГИС) факта установления судна – виновника нефтяного загрязнения до портовых служб с целью последующих проверок судна в порту прибытия.

Вся процедура проведения такого комплексного анализа с применением целевой проверки показана на рис.2.

Данная технология была апробирована в ходе проекта «Обнаружение нефтяных загрязнений с судов в Азово-Черноморской зоне ответственности Российской Федерации», выполненного в 2008-2009 гг. при совместной работе ИТЦ «СКАНЭКС» и ФГУ «АМП Новороссийск», а также в 2011 гг. при совместной работе ФГБУ «НИЦ «Планета» и ФГУ «АМП Новороссийск».

В результате реализации данной технологии в 2008-2009 и 2011 г. было установлено 13 судов, причастных к разливам нефтепродуктов; из них 4 судна были задержаны службами порта, 8 судов записаны в список подозреваемых и установлено 1 нелегальное судно.

Таким образом, опыт разработки и ис-пользования данной технологии показал ее

83



эффективность и уникальность при мониторинге загрязнения моря по данным дистанционного зондирования Земли из

космоса. Однако отсутствие законодательной базы является сдерживающим фактором при использовании данной технологии.

Рис 2. Мониторинг загрязнения моря по данным дистанционного зондирования Земли из космоса а) Спутниковое радиолокационное изображение RADARSAT-1 от 20 августа 2008 г. на

пользовательском интерфейсе веб-картографического геопортала (красным цветом выделен шлейф загрязнений, желтым — суда) MDA, CSA, СКАНЭКС, б) положение судна на момент радиолокационной съемки по данным АИС ЗАО «Транзас», ФГУ «АМП Новороссийск», в)

Судно-виновник сброса нефтепродуктов – «Расим Акар», г) в результате досмотра судна службами порта выявлена неисправность водоочистного оборудования. ФГУ «АМП

Новороссийск»


1. Вознесенская М.Е., Корнаков А.Н., Цветков В.Я. Применение визуального моделирования в управлении // Вестник Московского областного педагогического университета. Серия Экономика – 2010. – № 2. – с.86-89

2. Затягалова В.В. Веб-геоинформационный подход для задачи оперативного мониторинга морей с использованием космических радиолокационных снимков» // Сборник научных статей по итогам международной научно-технической конференции, посвященной 230-летию

основания МИИГАиК, 2009, часть 2, С. 182-187

3. Иванов А.Ю., Голубов Б.Н., Затягалова В.В. О нефтегазоносности и разгрузке подземных флюидов в южной части Каспийского моря по данным космической радиолокации // Исследование Земли из космоса, 2007. № 2. C. 62-81.

4. Иванов А.Ю., Затягалова В.В. Картографирование пленочных загрязнений моря с использованием космической радиолокации и географических информационных систем // Исследование Земли из космоса, 2007. №

а б

в г

84



6. C. 46-63 5. Максудова Л.Г., Савиных В.П., Цветков

В.Я. Интеграция наук об окружающем мире в геоинформатике//Исследование Земли из космоса. 2000. №1. С.40-45

6. Цветков В. Я. Информационные единицы сообщений // Фундаментальные исследования. - 2007, - №12. - с.123 – 124

7. Цветков В.Я. Геоинформационный мониторинг // Геодезия и аэрофотосъемка, - 2005.- №5. - с. 151 -155

8. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии - М.: Финансы и статистика, 1998. -288 с.

9. Цветков В.Я. Логика в науке и методы доказательств - М. МГОУ, 2012. - 68 с.

10. Цветков В.Я.Пространственные отношения в геоинформатике// Международный научно-технический и производственный журнал «Науки о Земле». Выпуск 01-2012.- с.59-61

11. Ivanov A.Yu., Zatyagalova V.V. A GIS approach to mapping of oil spills in the marine environment // International Journal of Remote Sensing, 2008. V. 29. N 21. P. 6297-6313

12. Rozenberg I.N., Tsvetkov V.Ya. The Geoin-formation approach // Eurupean Journal of Natural History. − 2009. . − № 5 . − p 102 -103

© Затягалова В.В., 2012

85



УДК 332.2.021.8

ОСОБЕННОСТИ БАНКА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

FEATURES OF SPATIAL DATA BANK OF AGRICULTURAL LAND

Железняков В.А. / Gjelezniakov V. A.

Программист ЗАО «КБ Панорама», аспирант Московского государствен-ного университета геодезии и картографии / Programmer of the Construc-tion Laboratory “Panorama”, post graduaded student, Moscow State Universi-ty of Geodesy and Cartography


Аннотация. Описаны особенности банка про-странственных данных земель сельскохозяйственного назначения. Дается различие между банком данных и базой данных. Дается технологическая схема примене-ния банка данных. Описано практическое применение технологии работы.

Ключевые слова: Кадастр, мониторинг земель, банк данных, земли сельскохозяйственного назначения.

Annotation. The features of spatial data bank of ag-ricultural land. Given by the difference between a bank and a database. We give a process flow diagram of a data bank. We describe the practical application of technology.

Keywords: Cadastre, land monitoring, data bank, agricultural land.

Целью банка пространственных данных (БПД) является учет, мониторинг, управление – земель сельскохозяйственного назначения и различные виды деятельности для нужд сельского хозяйства.

Следует подчеркнуть различие между банком данных и базой данных в современ-ном аспекте [1]. Старое понятие определяло банк данных, прежде всего, как совокупность баз данных.

В современном понятии банк данных – это информационная система, предназначен-ная для хранения больших объемов информа-ции со сложной структурой. От базы данных банк пространственных данных отличается масштабом хранимых данных и сложностью. Масштаб означает что в банке хранятся дан-ные на регион, страну, в то время как база данных хранить локальную информацию о небольшой совокупности объектов.

Сложность определяется видом графа [2], который образуют связи и отношения между хранимыми пространственными дан-ными в БДП, в то время как в базе данных хранятся достаточно просто связанные сово-купности небольшого (10-20) числа таблиц.

В банке данных хранится многоуровне-вая информация разных масштабов. Это со-здает специфический эффект, характерный именно для банка пространственных данных, - изменения качественно соотношения объе-мов растровой и векторной информации.

Этот эффект обусловлен тем, что в БПД на один объект хранится многослойная ин-формация, которая представляет собой карто-графические модели разных масштабов [3]. Поэтому при представлении такой информа-ции необходимо ввести понятие «образа представления пространственной информа-ции БПД»

Образ представления пространственной информации БПД формируется как растро-вый образ векторных данных, которые хра-нятся в БДП. Особенность этого процесса яв-ляется то, что растровый образ БДП имеет существенно меньший объем, чем совокуп-ность векторной информации на этот же объ-ект.

Это явление не всегда понятно, по-скольку в классических работах отмечают, что векторные данные имеют меньший объем, чем растровые данные [4]. По умолчанию

86



имеют в виду один растровый образ и один векторный объект, соответствующие одному реальному объекту.

В БДП на один объект хранится множе-ство векторных объектов, имеющих в сумме большие объемы, всегда превосходящие объ-ем одного растрового образа.

Например, в крупном масштабе на город Москва имеются Гигобайты векторной ин-формации. Но при выводе ее на карту средне-го и мелкого масштаба она отобразится точ-кой, имеющей килобайтный объем. То есть в процессе формирования «Образа представле-ния пространственной информации» из БДП приходится решать задачу сжатия вектор-ной информации для представления ее в растровом виде. Это является особенностью БДП.

Этот процесс нельзя отождествлять с генерализацией. При генерализации один об-раз реального объекта преобразуется в другой образ этого же объекта.

В БДП на один реальный объект имеет-ся большой набор образов и при выводе осу-ществляется синтез, селекция нужной инфор-мации из разных исходных образов, а не из одного, как при генерализации.

Еще одной особенностью БДП является многоуровневость применения. На рис.1 по-казаны уровни применения БДП земель сель-скохозяйственного назначения создаваемого на базе ГИС «Панорама-АГРО» [5].

Как было отмечено, банк данных имеет существенно больший масштаб чем база дан-ных. Именно это и создает возможность при-менения его на разных уровнях (рис.1).

Рис.1 Уровни применения БДП земель сельскохозяйственного назначения

87



Распределение данных из БПД госу-дарственного уровня идет по нисходящей лестнице к региональному, муниципальному уровню и уровню предприятия. Обмен дан-ными между БПД возможен по протоколам WMS и WFS и передачей файловой информа-ции [6].

Наибольший интерес представляет уровень предприятия или Агрохолдинга. Обобщенная модель БПД представлена на рис.2. Рассмотрим особенности функциони-рования БПД на уровне Агрохолдинга. Эта задача практически решена и внедрена для Агрохолдинга Краснодарского края.

Рис.2. Обобщенная модель применения БПД для осуществления мониторинга земель сельскохо-зяйственного назначения

Пусть имеется БПД с уже существую-щими данными. Автоматизированная интел-лектуальная система (АИС) по данным из БПД строит тайловую модель местности, на осно-вании которой и функционирует Геопортал. Рассмотрим действия разных специалистов по решению задач применения БПД.

Оператор А (рис.2) выезжает на поле для определения мест внесения минеральных удобрений в почву. Поскольку большинство современных приборов позиционирования оснащено каналом для передачи и принятия данных по GPRS, то точки внесения удобре-ний заносятся напрямую в Геопортал, который передаёт изменившиеся данные в БПД

АИС выявляет изменение БПД и пере-страивает изменившуюся часть тайлового про-странства. При этом изменившиеся данные сразу же отображаются на Геопортале и видны всем пользователям, имеющим доступ к такой информации. В это же время оператор В полу-

чает сигнал об изменении данных. В локальной среде он на основании прав

доступ под управлением ГИС Сервера получа-ет информацию о необходимости внесения удобрений в векторном виде и строит в ГИС диаграмму распределения удобрений.

Диаграмма сохраняется в БПД и АИС перестраивает тайловое пространство.

Оператору С, находящемся не в локаль-ном пространстве требуются данные по внесе-нию удобрений, он на основании протоколов передачи данных WMS получает диаграммы, подложку, на основании протокола WFS век-торные данные (точки внесения минеральных удобрений). Редактирует полученные данные, внося в них показатели предыдущих лет и по протоколу WFS передаёт данные в БПД. Из-мененную информацию анализирует АИС и перестраивает тайловое пространство.

Начальник агрохолдинга, открывая свой ноутбук, на геопортале видит всю необходи-

88



мую информацию для принятия управленче-ских решений.

Таким образом, осуществляется связь между технологиями сбора и хранения гео-данных с практическими потребностями спе-циалистов в области использования земель сельскохозяйственного назначения.


1. Малинников В.А., Цветков В.Я. Базы данных. Введение в основы. - М.: МИИ-ГАиК, 2009 - 76 с/

2. Подольский В.Е, Толстых С.С. Повыше-ние эффективности региональных обра-зовательных компьютерных сетей с ис-пользованием элементов структурного анализа и теории сложности. – М.: Ма-шиностроение, 2006. – 176с.

3. Железняков В.А., Организация хранения карт сельскохозяйственных угодий и распределённый доступ к картам //

Сборник материалов 6-ой Международ-ной научно-практической конференции «Геопространственные технологии и сферы их применения»− Москва, 2010 – с. 74-75

4. Цветков В.Я. Геоинформационные си-стемы и технологии - М.: "Финансы и статистика" 1998. -288 с

5. Демиденко А.Г., Дышенко С.Г., Желез-няков В.А., Цветков В.Я., Новые воз-можности ГИС «Панорама» // “Кадастр недвижимости”. - 2010 - №3. – с. 101-103

4. 6. Железняков В.А., Технология созда-ния и обновления электронных карт сельскохозяйственных угодий по данным дистанционного зондирования Земли // “Инженерные изыскания”. - 2010 - №6. – с. 46-49.

(с) Железняков В.А., 2012

89



УДК 004.6

ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ В ГЕОИНФОРМАТИКЕ

FORMING OF THE INFORMATION RESOURCES IN GEOINFORMATICS

Вознесенская М.Е. / Voznesenskaya M.E.

Соискатель Московского государственного университета геодезии и картографии / Applicant, Moscow State University of Geodesy and Cartography


Аннотация. Описаны методы получения инфор-мационных ресурсов. показано различие между общими и специальными информационными ресурсами. Рас-крыто свойство «завершенности» информационного ресурса как системы. Показано, что использование и передача информационных ресурсов может быть реали-зована на основе сценария. Раскрыто использование отношений и информационного поиска как инструмен-тов формирования информационных ресурсов в геоин-форматике. Показано что многие информационные ре-сурсы в геоинформатике являются частью общей систе-мы ресурсов.

Ключевые слова: Геоинформатика, информация, информационные ресурсы.

Annotation. It describes methods of obtaining in-formation resources. shows the difference between general and specific information resources. It revealed the property of "completeness" as an information resource system. It is shown that the use and transfer of information resources can be realized on the basis of the script. It discloses the use of relationships and information retrieval tools as a form of information resources in geoinformatics. It is shown that many information resources in geoinformatics are part of the overall system resources

Keywords: Geoinformatics, information, infor-mation resources.

К геоинформатике относят научно-технический комплекс, объединяющий фунда-ментальное научное знание, прикладные науки и производственную деятельность [2]. Этот комплекс связаны со сбором, хранением, обработкой и отображением пространственных данных, с созданием и эксплуатацией ГИС, с производством картографической продукции и иной продукции связанной с пространствен-ным анализом и построениями. Очевидно, что для решения большинства задач в геоинформа-тике необходимы информационные ресурсы.

Одной из задач любой науки является получение и формирование информационных ресурсов в предметной области данной науки. Современные информационные ресурсы вклю-чают различные компоненты: данные, инфор-мацию, описания, базы данных, знания и тех-нологические системы. Технологические си-стемы подразделяются на системы: поиска, об-

работки, хранения, передачи знаний, обуче-ния, коммуникаций, представления [1].

В геоинформатике информационные ре-сурсы делятся на общие и специальные. К об-щим относят: данные, информацию, описания, базы данных, знания и технологические систе-мы. К специальным информационным ресур-сам относят: геоданные, геоинформацию [2], геоописания, базы геоданных[3], геознания [4], георефернеции[3, 5], цифровые модели, циф-ровые карты и т.п. Источниками информаци-онных ресурсов являются данные, информа-ция, правила и ограничения предметной обла-сти.

Вопросы формирования информацион-ных ресурсов встречаются в практике в разных аспектах. Например, формирование не отдель-ных экземпляров, а систем информационных ресурсов. Примерами может служить проекти-рование моделей, баз данных или баз знаний. В

90



рамках этого подхода под термином «инфор-мационный ресурс» понимают завершенный цикл продуктивной деятельности человека или группы. В этом случае необходимо говорить о жизненном цикле информационного ресурса. Завершенность информационного ресурса как системы определяется тремя фазами:

фазой проектирования, результатом ко-торой является информационный ресурс и план его хранения и представления;

технологической фазой, результатом ко-торой является технология применения ин-формационного ресурса;

рефлексивной фазой, результатом кото-рой является оценка результата использования информационного ресурса, оценка его полез-ности и актуальности.

В настоящее время при освоении знаний (информационных ресурсов) большое значение имеет интерактивная или эвристическая обра-ботка информации [1]. Это приводит к необхо-димости моделирования эвристических мето-дов как инструмента оптимального использо-вания ресурса.

Весьма часто, в том числе и в геоинфор-матике, информационные ресурсы применяют как образовательные. Структура модели обра-зовательного информационного ресурса вклю-чает три уровня [6]

Информационный ресурс содержит зна-ние, которое делится на две части: общенауч-ное и профессиональное. Профессиональное связано с конкретной специальностью и кон-кретной предметной областью. Общенаучное знание — это знание о наиболее общих поня-тиях, используемых в разных науках, которое служит базисом для применения специальных знаний. Это такие понятия, как метод, система, структура, анализ, синтез, иерархия.

Современное использование информаци-онных ресурсов связано с информационными технологиями, что приводит к отношениям разработчика ресурса и пользователя ресурса. Использование ресурса может иметь вид сце-нария [6]. Сценарий задается в виде правил, в соответствии с которыми должны осуществ-ляться все взаимодействия между субъектами и объектами. Взаимодействия, приводящие к нарушению этих правил, запрещаются сред-ствами контроля доступа и не могут быть осу-ществлены.

Научная картина мира, свойственная лю-бой науке, – это часть окружающего мира,

включающая отношения, описания, взаимо-связи и взаимодействия, создаваемая с помо-щью языковых конструкций с использованием языковых единиц – терминов. При этом, хотя связи и отношения объективной действитель-ности существует независимо от человека, вы-бор связей и отношении в «картине мира», за-висит от языковых систем, которыми владеет человек.

Из этого следует, что система информа-ционных ресурсов, отражающая научную кар-тину мира, будет целостной, если для этого применяется целостная описательная система. Каждую систему информационных ресурсов образует множество объектов-понятий и раз-ных типов отношений между ними. Эти объ-екты-понятия находят свое отражение в терми-нах. Поэтому термин с одной стороны это ин-формационная единица языка, с другой это информационная единица научного знания. Таким образом, термин связывает научное зна-ние с языком и является важным инструментом передачи информационных ресурсов, в частно-сти в геоинформатике.

Формирование сложных информацион-ных ресурсов включает, кроме моделирования, использование отношений. Самым распро-страненным типом отношений в геоинформа-тике при изучении пространственных объектов является иерархический тип, описывающий отношения между элементами, множествами и частями объектов. Иерархические отношения образуют древовидную структуру. К ним отно-сятся: ISA, AKO [7].

Отношение классификации ISA происхо-дит от английского “is a”. Говорят, что множе-ство (класс) классифицирует свои экземпляры (например, “улица есть часть городской терри-тории). Иногда это отношение именуют “member of”. По-русски это может называться «есть» (единственное число) или «суть» (мно-жественное число). Связь ISA предполагает, что свойства объекта наследуются от мно-жества.

Обратное отношение – “example of” или «пример». Поэтому процесс порождения эле-ментов из множества называется экземпляци-ей.

Отношение между множеством и под-множеством AKO происходит от английского “a kind of”, например, «городские районы есть подмножество городской территории». Отли-чие AKO от отношения ISA заключается в том,

91



что ISA – отношение «один ко многим», а AKO отношение – «многое к многим».

Еще одним путем формирования ресур-сов является информационный поиск. Поиск рассматривается как метод решения задач вто-рого рода [7]. В геоинформатике существует специальный вид «пространственный инфор-мационный» поиск [3]. Специфическим ин-струментом поиска и получения новых знаний является геореференция [3, 4, 5]. При этом сле-дует отметить, что результаты поиска в геоин-форматике не являются единичными экземпля-рами, а соотносятся с системой понятий, си-стемами данных, номенклатурой карт и други-ми информационными упорядоченными си-стемами.

Таким образом, информационные ресур-сы в геоинформатике нельзя рассматривать как отдельные информационные источники или информационные объекты. Для того, чтобы описывать и отражать картину мира, свой-ственную данной науке, они должны образо-вать систему ресурсов, в которой по мере воз-можности должны быть исключены противо-речия и неполнота.

Для работы с такой системой необходимо разрабатывать правила, а сами ресурсы долж-ны отслеживаться на предмет актуальности и ценности с тем, чтобы при необходимости осуществлять их обновление.


1. Вознесенская М.Е., Цветков В.Я. Объектно-

ориентированный подход при визуальном моделировании. // Современные наукоёмкие технологии. 2010 . – №1. – с.89-91.

2. Геодезия, картография, геоинформатика и кадастр /Энциклопедия. Т.-I – М.: Геодезиз-дат. 2008. -496 с.

3. Hil l Linda L. Georeferencing: The Geographic Associations of Information – MIT Press Cam-bridge, Massachusetts, London, England- 2009, - 272 p.

4. Розенберг И.Н., Вознесенская М.Е. Геозна-ния и геореференция.// Вестник Московско-го государственного областного педагогиче-ского университета. -2010. - № 2. - с. 116-118

5. Цветков В.Я.. Геореференция как инстру-мент анализа и получения знаний // Между-народный научно-технический и производ-ственный журнал «Науки о Земле». 2011. — №2. .- с.63-65

6. Вознесенская М.Е. Моделирование образо-вательных проектов // Математические ме-тоды и модели анализа и прогнозирования развития социально-экономических процес-сов черноморского побережья Болгарии /Материалы Международной научно-практической конференции 5-12 марта 2012 г. – Поморие, Болгария, 2012, с.122-127.

7. Цветков В.Я. Логика в науке и методы дока-зательств - М.: МГОУ, 2012.-68 с

© Вознесенская М.Е., 2012

92

ГЕОЭКОЛОГИЯ / GEOECOLOGY


УДК 712

САД НА КРЫШЕ. ИННОВАЦИОННЫЙ МЕТОД ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГОРОДА

ROOF GARDEN. THE INNOVATIVE METHOD OF INFLUENCE ON THE ECOLOGICAL STATE OF ENVIRONMENT OF THE CITY

Кордюков П.С. / Kordiukov P.S.

Председатель Научного студенческого общества, Российский университет дружбы народов / Chairman of Scientific student society, People`s Friendship University of Russia


Аннотация: В статье рассмотрен метод воздействия зеленых крыш на экологическое состояние окружающей среды города и её показатели.

Ключевые слова: Зеленые крыши, DELTA-TERRAXX, PVC, TPO, EPDM, аккумуляция.

Annotation: In research work the method of influence of green roofs on an ecological state of environment of the city and its indicators is considered.

Keywords: Green roofs, DELTA-TERRAXX, PVC, TPO, EPDM, accumulation.

Научно-исследовательская работа «Сад на крыше. Инновационный метод воздействия на экологическое состояние окружающей среды города» посвящена проблемам экологии в мегаполисе. Тема актуальная как никогда. С каждым годом в результате плотной застройки новых зданий и увеличения патока транспортных средств, ухудшается экологическая обстановка города. Для крупных городов Европы и Америки сады на крышах зданий - явление не только привычное, но даже необходимое и закономерное в условиях современного мегаполиса. Сады на крыше - прекрасная защита от пыли и шума, уютное и спокойное место отдыха и снятия стресса городской жизни. Во многих странах мира проект сада на крыше предусмотрен при строительстве зданий и поощряется законодательством, даже гарантируя его владельцам налоговые льготы. Но для большинства россиян сад на крыше - пока еще достопримечательность, почти все знают про Висячие сады Семирамиды в Вавилоне, являющиеся седьмым чудом Света, но мало кто из нас знает, что в Россию

озеленение кровли пришло уже довольно давно, еще в XVII веке .

Известное выражение «будущее рождается сегодня» имеет непосредственное отношение к проблеме сада на искусственном основании, уже сегодня приобретающей в мире все большее распространение и, безусловно имеющей прекрасное будущее.

Сегодня в Нью-Йорке, например, насчитывается почти десять тысяч мест с зелеными кровлями. В них бьют фонтаны и растут ягоды, располагаются пасеки и шумят настоящие березовые рощи. Сначала их устраивали над погребами и зернохранилищами, потом такие сады появились на многих доходных и частных домах Москвы и Санкт-Петербурга. А в начале прошлого века они возводились даже с фонтаном и розарием, он находился на крыше здания Купеческого клуба, на Малой Дмитровке в Москве. В наших городах в последние годы появляются проекты высотного озеленения, но все, же это только эксперименты. Более быстро эта тенденция развивается только в сфере частных коттеджей.

93

ГЕОЭКОЛОГИЯ / GEOEGOLOGY


Если в доме пологая крыша - это отличная возможность для обустройства на ней сада, причем самого настоящего - с альпийской горкой, беседкой, прудиком или водопадом и другими оригинальными садовыми аксессуарами, которые вам нравятся.

Можно много говорить о функциональных зонах жилых помещений, но представить себе полную картину без живых декоративных растений практически невозможно.

Интенсивные и экстенсивные зеленые кровли

Современные зеленые кровли делятся на два основных типа, определяемых способом озеленения и видом эксплуатации. Так выделяют - интенсивные зеленые кровли - представляют собой сад в полном смысле этого слова. Озеленение кровель этого типа включает небольшие растения и кустарники, возможны и деревья [2]. При интенсивном озеленении конструкция здания должна выдерживать от 150 до 750 кг на кв. м. На такие кровли можно сажать деревья высотой до 4 м – как хвойные, так лиственные. При этом важно помнить, что крупным растениям требуется значительный плодородный слой земли - более 1 м.

При экстенсивном озеленении применяют только травяной покров или растения размещают в емкостях с почвенным субстратом. Доступ людей на такую крышу не предполагается, а передвижение возможно только по специальным дорожкам. Особого ухода такое озеленение не требует. Растения используются почвопокровные, которые хорошо переносят разницу температур и недостаток влаги: седумы, камнеломки, некоторые луковичные или просто газонные травы [3].

Кровельный пирог зеленой крыши

Гидроизоляционный слой - для гидроизоляции применяют полимерные кровельные мембраны - ЭПДМ, ПВХ [1].

Дренажный слой - выполняет функции корневой защиты, обеспечивает отвод воды. В зависимости от типа растительности возможны - рулонные материалы на основе HDPE, плиты из полистирола или засыпка гравием.

Фильтрующий слой - для предотвращения засорения дренажа частицами почвы – применяют геотекстиль.

Почвенный слой с растительностью - применяют только растения с горизонтальной корневой системой. Растения должны быть адаптированы к климатическим условиям, устойчиво к более сильным морозам, хорошо переносить колебания влажности и довольствоваться бедными почвами.

Современные системы озеленения кровель отличает малый вес готовой конструкции - не более 60 кг на 1 м² во влагонасыщенном состоянии. Причем зеленые кровли обладают характеристиками, которые во многом превосходят обычные кровли. Так, экономия на отоплении зимой и на кондиционировании летом – вполне окупает дорогостоящее устройство зеленой кровли. Высокие характеристики по гидроизоляции и теплоизоляции делают устройство зеленых кровель идеальным способом возведения экологичной, долговечной и очень надежной кровли.

Цель зеленой кровли – сбалансирование и гармонизация жизни человека в городской среде, приблизив его к природе.

Данный вид озеленения довольно широко используется в странах Евросоюза. В течение 2004-2007 гг., в Германии построено зданий с плоскими кровлями на 90 млн. м², из них обустроено зеленой кровлей 13,5 млн. м² или (15%). На этот период в Великобритании было инсталлировано более 164 000 м² зеленых кровель. А в Швейцарии законодательно закреплено требование о том, все 100 % плоских кровель должны иметь озеленение.

Рассмотрим экологические преимущества зеленых крыш на основе DELTA-TERRAXX и DELTA-FLORAXX TOP:

• аккумуляция около 60-95% ливневых вод в субстрате;

• уменьшение “пика” нагрузки на систему водоотведения;

• выведение излишков 5-40% ливневых вод через систему коллекторов;

• равномерный возврат в атмосферу (около 60%) влаги накопленной в субстрате, тогда как в инверсионных кровлях на основе гидроизоляции из битума (канцероген для

94



окружающей среды), PVC, TPO, EPDM этот показатель составляет меньше 1 %;

• поглощение звуковых колебаний от транспорта до 8 дБ и отражение до 3 дБ;

• поглощение пыли и CO2, выделение О2 в окружающий воздух;

• отражение растительным покровом электромагнитных волн;

• безопасная среда для жизни флоры и фауны.

Эстетические преимущества:

• устройство различных пейзажей и ландшафтов;

• дополнительное пространство для работы и отдыха людей.

Экономические преимущества:

• дополнительная термозащита лето-зима, уменьшение затрат на подогрев и кондиционирование верхних этажей;

• защита гидроизоляции от перепада температур;

• срок эксплуатации кровли 50 лет.

Основной принцип работы системы зеленых кровель: единый дренажно-накопительный и защитный слой располагается на всей поверхности кровли [4]. Дополнительные сооружения и покрытия располагаются и крепятся непосредственно на нем. Достаточно наличие минимальной разуклонки. Водоотведение осуществляется по дренажному слою, поэтому Система не привязана к внутренним коммуникациям. Это обеспечивает надежную защиту всего пирога и гидроизоляционного слоя. Система дает возможность без особых затрат, не затрагивая пирога кровли, впоследствии создать любое покрытие: выложить плитку, высадить газон, кустарники, деревья, обустроить небольшой бассейн.

Система устройства «зелёной» кровли состоит из пяти основных компонентов:

• Противокорневой слой, его укладка производится непосредственно на слой гидроизоляции, обеспечивая ее защиту от прорастания корней;

• Защитный влагонакопительный слой, он обеспечивает защиту гидроизоляции от возможных механический повреждений

и выступает в роли аккумулятора дополнительной влаги;

• Дренажно-накопительный слой, он накапливает оптимальное количество влаги, необходимой для обеспечения жизнедеятельности растений и регулирует отток воды;

• Фильтрующий слой, он обеспечивает фильтрацию воды, предотвращая попадание мелкодисперсных частиц субстрата в дренажно-накопительный элемент и защищая его, таким образом, от заиливания;

• Слой грунта-субстрата, в который высаживаются растения.

Контроль ливневого стока. Быстрый сток значительного количества ливневой воды с замощенных мостовых и крыш имеет негативные последствия. В частности, он вызывает разрушительные наводнения, эрозию, загрязнение и разрушение среды обитания животных. Способность зеленых кровель уменьшать этот сток частично за счет его замедления, частично за счет накопления в грунте давно и хорошо известна. Зеленая кровля обеспечивает регулирование стока за счет тех же мер, что и обычный водорегулирующий бассейн. По сравнению с подобными способами регулирования дождевого стока, зеленая кровля недорога, не требует особого ухода и надежна. Зеленые кровли являются единственным практическим способом контроля стока в урбанизированных районах, не требующими дополнительного строительства.

Растительные покрытия крыши особенно эффективны в регулировании скорости стока с больших крыш, таких как типичные крыши коммерческих или образовательных зданий. Они могут быть спроектированы так, чтобы обеспечивать заданный уровень контроля ливневого стока, включая как уменьшение общего годового объема стока (50-60% является обычной величиной), так и скорости пикового стока.

Надежная методика предсказания скорости и количества ливневых стоков с растительных кровель была успешно использована в Германии, где уже существуют большие системы с нулевым стоком. Эти системы в большой степени основаны на зеленых крышах. Например, на зданиях Bondorf transportation center в Зингельфингене

95



достигнуто полное отсутствие сброса ливневых стоков, в основном за счет использования 46.000 кв.м зеленых кровель.

Улучшение качества воды. Уменьшая количество и скорость ливневых стоков, зеленые кровли уменьшают вероятность переполнения совмещенных систем канализации. В городах, в которых системы водной и отходной канализации совмещены, ливневая вода смешивается с санитарными отходами, уменьшая эффективность систем очистки. Во время сильных дождей канализация может переполниться, выливая сточные воды, смешанные с дождевыми стоками в реки и приводя к экологическим авариям и нанося вред здоровью людей.

Кроме того, до 30% общего количества азота и фосфора, сливаемого в реки приходится на долю пыли, оседающей на крышах зданий. Действуя как естественные био-фильтрующие устройства, зеленые кровли уменьшают степень загрязнения воды. В районе Берлина Potsdamer Platz для уменьшения загрязнения реки Шпрее были масштабно использованы экстенсивные зеленые кровли. Эта программа продемонстрировала, что экстенсивные зеленые кровли могут значительно уменьшать количество органики, смываемой с крыш, но, вместе с тем, показала и важность правильного выбора растительной среды и растений.

Смягчение эффекта городских тепловых островов. Покрытие обычных темных крыш зеленой кровлей значительно уменьшает температуру над крышей. Было показано, что зеленые крыши превосходят белые или отражающие кровли в смысле уменьшения температуры окружающего воздуха. Если достаточное количество крыш покрыты зеленой кровлей, то это понижение температуры (и сопутствующее улучшение качества воздуха) может оказывать заметное положительное влияние на здоровье людей, особенно молодых и пожилых в перенаселенных городских районах.

Увеличение срока службы кровельных материалов. Тридцатипятилетний опыт применения зеленых кровель в Германии подтвердил их важность для защиты гидроизолирующих материалов. Многослойная зеленая кровля предохраняет материалы подлежащей крыши в трех

направлениях. Она предотвращает механические повреждения (в основном от человека, но также от разносимых ветром пыли и грязи, и животных). Она экранирует ультрафиолетовое излучение. Она уменьшает изменение дневной температуры крыши, ослабляя напряжения от теплового расширения и сжатия материалов крыши.

Можно ожидать, что система крыши, покрытая зеленой кровлей, имеет срок службы, по меньшей мере, в два, или даже три, раза превосходящий срок службы крыши без зеленой кровли. Хотя к настоящему времени зеленые крыши не находились в эксплуатации более 35 лет, многие исследователи считают, что они прослужат не менее 50 лет до момента, когда потребуется серьезный ремонт или замена. Для владельца здания это означает возврат в перспективе высоких начальных вложений в зеленую кровлю.

Энергосбережение. Не все достоинства одинаково важны для каждого проекта и любых климатических условий. Например, способность зеленой кровли уменьшать поток тепла и, соответственно, повышенные требования к энергоснабжению здания, более важны в теплое время года. В результате это преимущество полностью может проявиться только в теплом климате, где расходы на кондиционирование здания представляют серьезную проблему. Преимущества энергосбережения менее важны для многоэтажных зданий, когда отношение поверхности крыши к площади поверхности здания относительно мало. В силу большей сложности и стоимости зеленой кровли по сравнению с простейшей теплоизоляцией, для каждого проекта требуется индивидуальный анализ потоков тепла здания, чтобы правильно предсказать эффективность зеленой кровли для энергосбережения.

Понижение уровня шума. Зеленая кровля может частично поглощать звуки, которые иначе отражаются от твердой поверхности крыши. В аэропорту Франкфурта зеленые крыши с успехом применили в качестве поглотителей звука вдоль новой взлетной полосы. Ожидается, что простое растительное покрытие толщиной 3 дюйма уменьшает излучение звука на 5 Дб. Более толстые покрытия обеспечивают ослабление звука на величину до 46 Дб.

96



Создание живой среды обитания. Зеленая кровля может использоваться как среда обитания живых существ, дополняя или заменяя сокращающиеся открытые пространства в развивающихся районах. При разумном планировании и отказе от использования пестицидов, взрослая, самоподдерживающаяся экосистема может стать средой обитания для насекомых, пауков, улиток и певчих птиц. Использование локальных видов может помочь восстановлению потерянных прерий, как, например, на здании Oaklyn Branch Library в Индиане.

В ходе научно-исследовательской работы было определено следующее:

Кроме манящего вида природы, зеленые крыши предоставляют много бесспорных преимуществ, экологических и экономических, если они построены правильно.

Зеленые крыши охлаждают и увлажняют воздух. Таким образом, они создают благотворный микроклимат непосредственно в пределах близости и способствуют улучшению микроклимата в центрах городов. Этот охлаждающий эффект значительно увеличивает качество функционирования систем кондиционирования, уменьшая выбросы углерода.

Растительность зеленых крыш помогает отфильтровывать пыль и частицы смога.

Нитраты и другие вредные вещества поглощаются растениями из воздуха и дождя и связываются в почве.

Зеленая крыша может уменьшить сток воды на 50-90%; вся попадающая на крышу вода стекает оттуда с задержкой. Стоки, труды и дренажи могут быть построены с расчетом на меньшее количество воды, что значительно сэкономит средства при строительстве. Затраты на канализацию частично также могут быть уменьшены.

Зеленые насаждения - естественный звуковой изолятор, они поглощают шум сильнее, чем твердые поверхности [5]. Зеленые крыши уменьшают звукоотражение до 3 децибелов и улучшают звукоизоляцию до 8 децибелов. Это очень эффективно для

зданий в непосредственной близости от аэропортов, шумных ночных клубов и фабрик.

У зеленых крыш есть способность смягчать перепады температур и улучшать их энергосберегающие характеристики. Более того, Зеленые крыши, такие как DUO-крыша с Floratherm, имеющим сертифицированные термоизоляционные характеристики, вносят свой вклад в термоизоляцию здания.

Зеленая крыша защищает гидроизоляцию от перепадов температуры, ультрафиолетового излучения и механического разрушения. Это значительно увеличивает срок эксплуатации гидроизоляции и выражается в уменьшении затрат на обслуживание и замену.

Озелененные крыши компенсируют потери зеленых зон, возникающие при строительстве зданий. Они обеспечивают естественную среду обитания для представителей дикой природы и возвращают природу в города.


1. Кордюкова К.С., Кордюков П.С. Инновационные технологии и методы применения натуральных материалов в ландшафтном дизайне. М.: Российский университет дружбы народов, Издательство, 2011. С.231.

2. Щербакова О.В., Кордюков П.С. Природная флора и её использование. М.: Российский университет дружбы народов, Издательство, 2011. С.237.

3. Сукха Д.Ш., Кордюков П.С. Использование природной флоры в садово-парковом и ландшафтном строительстве. М.: Российский университет дружбы народов, Издательство, 2012. С.304.

4. Кордюков П.С., Родюшкина А.Р., Осинцева М.С. Инновационные методы и материалы в современной ландшафтной архитектуре. М.: Российский университет дружбы народов, Издательство, 2012. С.302.

5. Ким И.А., Кордюков П.С. Современный ландшафтный дизайн сада. Озеленение и благоустройство территорий. М.: Российский университет дружбы народов, Издательство, 2012. С.300.

© Кордюков П.С., 2012

97

НОВОСТИ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ / UNIVERSITY NEWS


УДК 378

ОБУЧЕНИЕ ЛАНДШАФТНЫХ АРХИТЕКТОРОВ В РОССИЙСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

EDUCATION AF LANDSCAPE ARCHITECTS IN THE PEOPLE`S FRIENDSHIP UNIVERSITY OF RUSSIA

Журкина Е.Е. / Jurkina E.E. Студентка Аграрного факультета, Российский университет дружбы народов / Student of Agriculture faculty, People`s Friendship University of Russia


Фотографии Кузьминой А.М. студентки Аграрного факультета РУДН

Аннотация: Статья основана на личном опыте. Немного информации об обучении на данной специаль-ности и данном факультете.

Annotation: This article is based on personal expe-rience. Some of the information obtained during in a give specialty.

Ключевые слова: Ландшафтная архитектура, геодезия, картография, рисунок, живопись, ботаника, специалисты, общественная работа.

Keywords: landscape architecture, surveying, map-ping, drawing, painting, botany, professionals, social work.

Я учусь в одном из самых престижных ВУЗов на специальности моей мечты. Моя бу-дущая профессия – ландшафтный архитектор.

Ландшафтная архитектура – это архитек-тура открытых пространств, отрасль градо-строительства, цель которой формирование благоприятной внешней среды для жизнедея-тельности и отдыха населения в городах, при-городных и курортных зонах, сельской местно-сти с учетом функциональных, эстетических, технико-экономических требований. Это ис-кусство и практические действия по озелене-нию, благоустройству, организации садово-парковых насаждений, газонов, горок, приме-нению малых архитектурных форм в зелёном строительстве.

Всю жизнь мне казалось, что первые три года обучения в университете это только изу-чение нудных предметов. Как хорошо, что это оказалось заблуждением. Учиться тяжело, но интересно. Преподаватели позволяют нам рас-крыться и проявить свой творческий потенци-ал, помогая выбрать нужное направление и из-бежать ошибок.

Уже на первом курсе нашей группе пред-ложили поучаствовать в отборочном конкурсе

внутри факультета. Мы должны были создать макет арт-объекта из дров.

98



Пять лучших работ отправляются на «Фестиваль ландшафтной архитектуры’11». Все сразу принялись за работу. Идей возникало много, и все они были разнообразны. Макеты строились из макарон, что бы приблизиться по форме к строительному материалу. Одна рабо-та из первого курса прошла отборочный тур. Моему счастью не было предела, это оказа-лась моя задумка. Её пришлось немного под-править. Ребята меня поддержали и искренне радовались. Создалась творческая команда, ко-торая помогала воплощать задумку в жизнь. И пусть мы не заняли призовых мест, но мы по-лучили бесценный опыт. С первых дней мы попробовали себя в роли строителей, архитек-торов и декораторов. Наша работа была до-стойной. Все надеются продолжать участие в подобных конкурсах и фестивалях и улучшать свои результаты. И у нас получиться, ведь 4 курс со своими работами занял второе место.

Хочется сказать, что нас прекрасно обу-чают всем предмета по программе.

На факультете оборудована замечатель-ная мастерская, в которой мы рисуем. До по-ступления в ВУЗ рисовала я, честно сказать, не очень хорошо, как и многие из нас. Но про-

гресс виден на лицо. Ведь когда дело доставля-ет тебе удовольствие, ты больше стараешься, выкладываешься в полную силу и погружа-ешься в него с головой. Нас учат не просто срисовывать, а строить, соблюдая пропорции, перспективу и искажения, архитектуру, натюрморты, пейзажи, людей. Находясь в аудитории, погружаешься в творческую атмо-сферу и процесс создания чего-то нового.

Много интересного и на занятиях по бо-танике. Ведь мы не просто изучаем растения по рисункам, а работаем с ними. Величайшее удовольствие заглянуть внутрь цветка и уви-деть всё своими глазами. Понять, как живут растения, и какие процессы происходят в тка-нях и клетках.

Увлечены мы и на парах по картографии и геодезии. Да, этот предмет состоит из точ-ных расчётов, вычислений. Нужно заполнять таблицы, чертить полигоны и разбираться в картах. Но где не бывает своих трудностей. Эти знания пригодятся любому в жизни. Инте-ресно работать с приборами, знать, как устрое-ны электронные тахеометры, нивелиры и тео-долиты.

99



Самое главное к нам приезжают специа-листы из России и других стран ближнего и дальнего зарубежья. Читают лекции, дают важные советы, и всем им можно задать инте-ресующий именно тебя вопрос. На таких встречах нам раскрывают профессиональные нюансы и секреты.

Для тех кто любит общественную работу, тоже найдутся занятия. Студенческий комитет ведёт активную деятельность и не только раз-влекательных мероприятий.

Обучение на Аграрном факультете и в целом в РУДН открывает большие перспекти-вы и является хорошей стартовой площадкой в жизнь.

В заключении хотелось бы сказать: Я горжусь своим университетом, своим факуль-тетом и специальностью, на которой учусь! Я довольно своим выбором и не разу не пожале-ло о нём!

© Журкина Е.Е., Кузьмина А.М., 2012

100

С ЮБИЛЕЕМ / CONGRATULATION ON YOUR ANNIVERSARY


ПОЗДРАВЛЯЕМ С ЮБИЛЕЕМ!

80 ЛЕТ ВАДИМУ АНДРЕЕВИЧУ ТАРАНОВУ

19 марта 2012Года исполнилось 80 лет Вадиму Андреевичу Таранову, старшему научному сотруднику геодезического отдела ФГУП «ЦНИИГАиК».

В 1955 г. после окончания с отличием Московского института инженеров геодезии, аэрофотосъёмки и картографии (МИИГАиК) по специальности астроном-геодезист Вадим Андреевич был распределён в ЦНИИГАиК, в только что организованный гравиметриче-ский отдел, руководимый М.С. Молоденским.

За время работы в ЦНИИГАиКе В.А. Таранов работал в должности инженера, старшего инженера, младшего научного со-трудника, старшего научного сотрудника, за-ведующим лабораторией геодезической гра-виметрии геодезического отдела и с 2010 г. по настоящее время - старшим научным сотруд-ником геодезического отдела.

Работая в ЦНИИИГАиК В.А. Таранов посвятил всю свою 57-летнюю трудовую дея-

тельность изучению гравитационного поля Земли, став видным ученым и организатором работ в области геодезической гравиметрии.

При его участии и под его руковод-ством был выполнен целый ряд обширных исследований по подготовке и использованию данных о гравитационном поле Земли в гео-дезических целях.

Под научным руководством Л.П. Пел-линена в 1969 г. защитил кандидатскую дис-сертацию на тему «Определение размеров Земли и элементов ориентирования основных систем геодезических координат». В 1979 г. В.А. Таранову присвоено ученое звание старшего научного сотрудника по специаль-ности «геодезия».

В течение многих лет В.А. Таранов успешно возглавляет работу по сбору, систе-матизации, анализу и обработке гравиметри-ческих данных.

В 1976 – 1991 гг. В.А. Таранов, являясь руководителем Специализированного центра ГУГК по сбору, хранению и обработке дан-ных экспедиционных исследований по грави-метрии в Мировом океане, который в соот-ветствии с Постановлением Государственный комитет по науке и технике (ГКНТ) входил наряду с 4-я другими Центрами в единую об-щесоюзную систему Специализированных центров нашей страны, осуществлял вместе с группой сотрудников ежегодную дежурную работу по анализу, систематизации и приемке морских гравиметрических измерений, пла-нирование новых экспедиций, подготовку и выдачу опорных портовых и контрольных пунктов для всех учреждений и ведомств, ве-дущих гравиметрическую съемку в Мировом океане.

В рамках темы «Мировой океан» ГКНТ в 1976-80 гг. при участии В.А. Тарано-ва выполнялась разработка единой межотрас-левой технологии сбора, обработки, обмена и хранения океанологической информации для системы Специализированных центров океа-нографических данных.

Им выполнялась большая работа по выводу параметров гравитационного поля Земли и элементов ориентирования общего земного эллипсоида, начиная с вывода пара-метров модели ГПЗ до 8–й степени (1956г.) и кончая подготовкой исходных гравиметриче-ских данных для модели ГАО 2008 до 360-й степени.

101

С ЮБИЛЕЕМ / CONGRATULATION ON YOUR ANNIVERSARY


При активном участии В.А. Таранова подготовлены глобальные карты высот квази-геоида над общим земным эллипсоидом и над эллипсоидом Красовского, а также Атлас уклонений отвесных линий на территорию СССР.

Следует отметить активное участие В.А. Таранова в составе авторского коллекти-ва по подготовке авторских оригиналов гра-виметрических карт Тихого и Атлантического океанов, вошедших в изданные атласы этих океанов.

Под руководством В.А. Таранова и при его участии были подготовлены каталоги осредненных аномалий ускорения силы тяже-сти и автоматизированные базы гравиметри-ческих данных, и регулярно осуществлялось научно-методическое руководство гравимет-рическими работами предприятий Роскарто-графии.

Он активно участвовал в ряде ведом-ственных и межведомственных комиссий по приёмке, анализу и оценке точности материа-лов, полученных по планам мировой грави-метрической съёмки.

В качестве эксперта от ГУГК в 1964-1970гг. В.А. Таранов участвовал в подготовке нормативно-технических документов и мате-риалов для совместной работы е с геодезиче-скими службами стран Восточной Европы по составлению карт высот квазигеоида и укло-нений отвесных линий для пограничных тер-риторий с целью унификации и единства ме-тодик составления карт. Участие в качестве эксперта от ГУГК СССР в совещаниях экс-пертов геодезических служб социалистиче-

ских стран по выработке единой технологиче-ской политики в работах по геодезической гравиметрии.

Кроме того, В.А. Таранов являлся: членом специализированного Учёного совета ЦНИИГАиК по присуждению учёной степени кандидата наук (1977-1980гг.), учёным секре-тарём специализированного совета при ЦНИИГАиК по присуждению учёной степени кандидата наук (1980-1995гг.), членом экс-пертной комиссии ЦНИИГАиК и Постоянно действующей технической комиссии по ре-жиму (1960-2012гг.), ответственным по ЦНИИГАиК по защите закрытой информации от утечки по техническим каналам (2002-2012гг.). За годы работы в ЦНИИГАиК был членом месткома, спортсовета, добровольной народной дружины.

Автор более 160 работ, 40 из которых - печатные.

В.А. Таранов - лауреат Премии имени Ф.Н. Красовского (за исследования в области теоретической геодезии), «Отличник геодезии и картографии», «Отличник разведки недр», «Почётный геодезист», награждён медалями «Ветеран труда» и «В память 850-летия Москвы», а также Почётными грамотами Роскартографии (1983 и 2003 г.).

Редакция журнала «Науки о Земле» от имени геодезической и картографической общественности поздравляет Вадима Андре-евича Таранова со славным юбилеем, желаем ему крепкого здоровья, счастья и дальнейших творческих успехов в трудовой деятельности на благо геодезической науки.

102

Науки о Земле (Geo-Science) №02-2012

Documents

Transcript of Науки о Земле (Geo-Science) №02-2012