Введение 4
Глава 1. Обзор современных геодезических методов и приборов топографической съемки залесенной территории 6
1.1 Топографическая съемка лесной территории - подеревная съемка 6
1.2 Съемка с помощью ГНСС и дальномера 9
1.3 Съемка с помощью ГНСС и тахеометра 11
1.4 Беспилотные летательные аппараты 12
1.5 Лазерное сканирование 15
1.6 Определение типа, высоты и толщины дерева 21
Глава 2. Геодезические оборудования и программное обеспечение, используемые в работе 25
2.1 Приемники Trimble R8 III и Trimble R8 IV 25
2.2 Приемник Trimble R10 27
2.3 Тахеометр Trimble M3 28
2.4 Сканирующий тахеометр Trimble SX10 29
2.5 Программное обеспечение Trimble Business Center 30
Глава 3. Проведение тестовой топографической съемки участка леса современными геодезическими приборами 31
3.1 Подеревная съемка леса по адресу Оренбургский тракт (Казань) 31
3.2 Описание участка тестовой подеревной съемки 34
3.2.1 Тестовая подеревная съемка стандартным ГЛОНАСС/GPS
ГНСС оборудованием 38
3.2.2 Тестовая подеревная съемка мультисистемным
многочастотным оборудованием 43
3.2.3 Тестовая подеревная съемка тахеометром 48
3.2.4 Изучение результатов съемки беспилотного летательного
аппарата 53
3.2.5 Изучение результатов съемки наземного лазерного
сканирования 56
3.3 Сравнение результатов 61
Заключение 67
Список литературы 69
Приложения 71
Один из самых востребованных видов работ в геодезии и инженерных изысканиях - это топографическая съемка. Расположение всех сооружений, расстояния между ними, рельеф местности всегда интересовало людей. Требования к точности и быстроте создания топографических планов с каждым годом возрастает. Тем самым методы топографической съемки постоянно совершенствуются. Вводятся изменения не только в технологии полевых работ, но и в камеральные обработки полевых материалов. В настоящее время наряду с использованием электронных тахеометров все большее распространение получает съемка с применением спутниковых приемников в режиме реального времени (RTK). Это все приводит к внедрению новых программных комплексов в камеральные работы (или улучшаются старые). Новые программные комплексы автоматизируют обработку полевых данных, полученных с различных геодезических приборов. На сегодняшний день кроме улучшения классических методов измерений получили распространение беспилотные летательные аппараты, а также методы лазерного сканирования.
В ходе производственной практики летом 2017 года я участвовала в топографической съемке лесной территории под строительство коттеджного поселка. Съемка проводилась традиционными инструментами, такими как оборудование глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) и электронный тахеометр. Данные приборы позволили получить хороший результат, однако полевые работы растянулась надолго. Поэтому в своей работе я решила рассмотреть и другие методы топографических съемок, которые помимо приемлемого результата смогут сократить время в данной работе. Будут рассмотрены классические методы топографических съемок: съемки с применением геодезического ГНСС приемника и электронного тахеометра, также не останутся без внимания съемка с помощью лазерного сканирования и съемка с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
Целью выпускной квалификационной работы является поиск оптимальных методов топографической съемки лесной местности с использованием современных геодезических технологий.
Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить материалы, нормативные документы по выполнению подеревной
топографической съемке.
2. Найти оптимальные методы подеревной съемки: съемка с помощью
беспилотных летательных аппаратов, сканирующих тахеометров, глобальных навигационных систем, тахеометров.
3. Провести тестовые подеревные съемки участка лесных насаждений: приемником Trimble R8 III; приемником Trimble R10; тахеометром Trimble M3 - и обработать их.
4. Изучить результаты съемок беспилотных летательных аппаратов и сканирующего тахеометра Trimble SX10 и определить возможность их использования в подеревной съемке.
5. Сравнить все рассмотренные методы подеревных съемок.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы. В первой главе рассматриваются все методы подеревных съемок. Раскрывается понятие подеревной съемки. Во второй главе описываются все геодезическое оборудование и программное обеспечение, использованные в ходе выполнения работы. В третьей главе описывается выполнение практической части. Проводится сравнение всех методов подеревных съемок.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были изучены методы подеревных съемок лесных территорий. Была поставлена задача сравнить все рассмотренные методы и определить оптимальные методы подеревной съемки.
Для достижения цели были проведены тестовые подеревные съемки следующими методами: ГНСС съемки приемником Trimble R8 III, ГНСС съемки приемником Trimble R10, тахеометрической съемки. Также были изучены результаты съемок БПЛА и наземного лазерного сканирования.
Из трех тестовых подеревных съемок лучшую точность имеет тахеометрическая съемка: в плане составляет 7 мм, по высоте - 8 мм. Далее ниже по точности - ГНСС съемка приемником Trimble R10. У данного метода точность в плане составила 3 см, по высоте - 5 см. На третьем месте по точности находится ГНСС съемка приемником Trimble R8 III. Точности третьего метода составляют в плане 4 см, по высоте - 5 см. В целом, все три рассмотренных метода можно использовать в подеревной съемке.
Далее рассмотрели результаты съемки БПЛА. В работе использовали весеннюю съемку. Поэтому трудов в координировании деревьев не было. Также участок был ухожен, тем самым стволы деревьев были хорошо видны. БПЛА также можно использовать в подеревной съемке. Но в густо залесенных территориях возникнут трудности в координировании. Таким методом удастся определить границы лесонасаждений и отдельно стоящие деревья.
Последний метод - наземное лазерное сканирование. Основной задачей сканирования было сканирование ГАО. Поэтому в зону сканирования попало мало деревьев. Удалось закоординировать только 12 деревьев. Но тем не менее по данным лазерного сканирования можно получить намного больше информации, чем от других рассмотренных методов. Помимо определения местоположения деревьев, в программе можно измерить толщину дерева и высоту, также можно определить тип дерева. Метод наземного лазерного сканирования также можно использовать в подеревной съемке.
Тахеометрическая съемка показала лучший результат, поэтому в сравнении за основу был взят именно этот метод. Все точки, закоординированные другими рассмотренными методами, сравнили с тахеометрической. Отклонения в плане составили в пределах 20 см, по высоте - 2 см. На отклонение в плане возможно повлиял диаметр дерева, так как на участке у большинства деревьев толщина ствола составляет примерно 20 см.
Также было решено сравнить каждый метод по критериям: время, стоимость, точность, детальность, метеорологические параметры и сезонность. Бюджетными вариантами являются: ГНСС и тахеометрическая съемки. Лучшая точность у тахеометрической съемки. Но согласно инструкции по топографической съемке ГНСС съемка также проходит допуск по точности. Критерию времени удовлетворяют методы ГНСС съемки, БПЛА, лазерного сканирования. Все методы, кроме БПЛА, обеспечивают детальность съемки. С помощью БПЛА в густо залесенных территориях не получится закоординировать каждое дерево, можно будет определить только границы лесонасаждений и отдельно стоящие деревья. К сожалению, каждый рассмотренный метод зависит от погоды и времени года. Подеревную съемку лучше всего проводить ранней весной или поздней осенью, когда нет листьев.
Таким образом, в ходе выпускной квалификационной работы были определены оптимальные методы подеревной съемки: ГНСС съемка, тахеометрическая съемка, наземное лазерное сканирование.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
