Технология создания цифровой модели местности

Настоящая курсовая работа посвящена систематизации и анализу методов формирования цифровой модели местности (ЦММ) с акцентом на современные геодезические и топографические технологии, применяемые в Российской Федерации. Исследование охватывает рассмотрение теоретических основ пространственной интерполяции, используемых для построения рельефа, а также анализ различных источников данных, таких как результаты наземных геодезических измерений, данные аэрофотосъемки, лидарного сканирования и спутниковые данные, полученные с использованием отечественных систем, например, комплексов, разработанных АО «Российские космические системы» или применяемых в работах ФГУП «Ростехинвентаризация – Федеральное БТИ». Особое внимание уделяется анализу используемого математического аппарата для обработки дискретных измерений, включая методы триангуляции Делоне, регулярной интерполяции на основе гридов, а также методы аппроксимации сплайнами и кригингом, разработанные, в том числе, учеными Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) и Центрального научно-исследовательского института геодезии, аэросъемки и картографии (ЦНИИГАиК). Анализируются программные комплексы, активно применяемые в российской практике, включая отечественные разработки для камеральной обработки и визуализации трехмерных моделей. Изучаются современные подходы к обеспечению точности и полноты ЦММ, стандарты и нормативные документы РФ, регламентирующие процесс их создания, такие как ГОСТы и технические условия.

Расчетная схема построения цифровой модели местности, обеспечивающая интеграцию разнородных геопространственных данных и минимизацию погрешностей интерполяции, с разработкой алгоритма для автоматизированного выбора оптимального метода интерполяции в зависимости от характеристик исходных данных и требований к точности.

Современное развитие инфраструктуры, мониторинг природных и техногенных процессов, а также оборонные задачи Российской Федерации требуют высокоточных и актуальных цифровых моделей местности. Развитие технологий сбора и обработки геопространственных данных обуславливает необходимость систематизации и совершенствования методологий создания ЦММ для обеспечения информационной основы стратегически важных проектов.

Разработка и обоснование методологии создания высокоточной цифровой модели местности на основе комплексного анализа существующих методов и технологий, адаптированных к условиям современного российского производства геопространственных данных.

1. Провести сравнительный анализ существующих методов интерполяции данных для построения рельефа в ЦММ, включая триангуляцию Делоне, гридовую интерполяцию и кригинг, с учетом их применимости к отечественным данным.

2. Изучить особенности сбора геопространственных данных с использованием современных российских геодезических приборов и систем, включая спутниковые системы и беспилотные летательные аппараты, а также их влияние на точность и структуру ЦММ.

3. Разработать алгоритм для автоматизированной оценки качества исходных геопространственных данных и рекомендации по выбору оптимальных параметров интерполяции на основе методов математической статистики.

4. Выполнить численное моделирование процесса построения цифровой модели местности с использованием разработанного алгоритма и сопоставить результаты с данными реального контроля точности, применяя методологию, апробированную в ведущих российских геодезических школах.