Интеграция данных LiDAR с кадастровой картой для 3D‑моделирования городской застройки

Содержание

Введение

Глава 1. Научно-теоретические основы интеграции мультиспектральных данных и лазерного сканирования в ГИС-технологиях

1.1. Концептуальные подходы к созданию трехмерных кадастровых систем в работах российских ученых

1.2. Систематизация методов сбора пространственной информации для мониторинга земель населенных пунктов

Глава 2. Анализ практики и алгоритмическое обеспечение процесса 3D-моделирования городской среды

2.1. Сопоставительный анализ программного обеспечения для обработки данных LiDAR в контексте импортозамещения

2.2. Выявление деформаций и пространственных коллизий при интеграции облаков точек с данными ЕГРН

Глава 3. Перспективы развития и совершенствование систем управления пространственными данными в землеустройстве

3.1. Разработка методических указаний по формированию многофункциональных 3D-моделей застроенных территорий

3.2. Обоснование экономической эффективности внедрения лазерного сканирования в кадастровую деятельность субъектов РФ

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Интеграция данных LiDAR с кадастровой картой для 3D‑моделирования городской застройки

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена стремительной цифровизацией системы государственного кадастрового учета недвижимости и необходимостью перехода от традиционных двухмерных представлений земельных участков и объектов капитального строительства к трехмерным моделям городской среды. Современные требования к точности пространственных данных, закрепленные в приказе Минэкономразвития России № 921, предполагают использование высокоточных методов съемки, среди которых воздушное лазерное сканирование (LiDAR) занимает особое место благодаря способности формировать плотные облака точек с погрешностью позиционирования до ±0,05 м. Интеграция данных LiDAR с векторными слоями кадастровой карты открывает возможности создания геоинформационных систем нового поколения, обеспечивающих визуализацию, анализ и мониторинг застроенных территорий в трехмерном пространстве [1, c. 34].

Проблема совмещения разнородных источников пространственной информации — облаков точек лазерного сканирования и атрибутивных данных Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН) — требует разработки специализированных алгоритмов геообработки и контроля качества интегрированных массивов. Особую значимость приобретает задача выявления пространственных коллизий между фактическими границами объектов недвижимости, зафиксированными средствами дистанционного зондирования, и сведениями ЕГРН, что критично для актуализации кадастровых сведений и выявления самовольных построек.

Степень разработанности проблемы характеризуется наличием фундаментальных исследований в области применения технологий лазерного сканирования для целей землеустройства и кадастра, выполненных А.П. Карпиком, Д.В. Лисицким, П.М. Середовичем, а также зарубежными специалистами в сфере трехмерного кадастра. Вместе с тем методические аспекты интеграции LiDAR-данных с официальными кадастровыми картами в условиях российской нормативно-правовой базы остаются недостаточно проработанными [8, c. 112].

Цель курсовой работы — разработка методики интеграции данных воздушного лазерного сканирования с кадастровой картой для формирования трехмерных моделей городской застройки.

Задачи исследования:

• проанализировать концептуальные подходы к созданию трехмерных кадастровых систем в научной литературе и нормативно-технической документации;
• систематизировать методы сбора пространственной информации о застроенных территориях с использованием технологий дистанционного зондирования;
• выполнить сопоставительный анализ программного обеспечения для обработки облаков точек LiDAR в контексте импортозамещения;
• разработать алгоритм выявления пространственных расхождений между данными лазерного сканирования и сведениями ЕГРН;
• обосновать экономическую целесообразность внедрения технологии воздушного лазерного сканирования в практику кадастровой деятельности.

Объект исследования — застроенная территория городского кадастрового квартала с многоэтажной жилой и общественной застройкой.

Предмет исследования — технологические процессы интеграции данных воздушного лазерного сканирования с векторными слоями кадастровой карты для формирования трехмерных геоинформационных моделей.

Методологическая база исследования включает теоретические положения геоинформатики, фотограмметрии и дистанционного зондирования, изложенные в трудах В.С. Тикунова, И.К. Лурье, М.Д. Шаповалова; нормативные требования Федерального закона № 218-ФЗ «О государственной регистрации недвижимости»; методы обработки облаков точек (фильтрация, сегментация, классификация); алгоритмы топологического анализа векторных данных; статистические методы оценки точности пространственных данных.

Научная новизна работы заключается в адаптации зарубежных методик интеграции LiDAR-данных к специфике российской системы кадастрового учета и разработке алгоритма автоматизированного выявления расхождений между фактическими контурами зданий и их кадастровыми характеристиками.

Теоретическая значимость состоит в систематизации подходов к созданию трехмерных кадастровых систем и обосновании требований к точности интеграции разнородных источников пространственных данных.

Практическая значимость исследования определяется возможностью применения разработанной методики в деятельности органов кадастрового учета, проектных организаций и органов муниципальной власти для повышения достоверности сведений ЕГРН, выявления неучтенных объектов капитального строительства и планирования развития городских территорий.

Структура работы: введение, три главы, заключение, список использованной литературы. Первая глава посвящена научно-теоретическим основам интеграции мультиспектральных данных и лазерного сканирования. Вторая глава содержит анализ программного обеспечения и алгоритмов обработки LiDAR-данных. Третья глава раскрывает перспективы развития систем управления пространственными данными в землеустройстве и экономическое обоснование внедрения технологии.

ГЛАВА 1. НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕГРАЦИИ МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ В ГИС-ТЕХНОЛОГИЯХ

1.1. Концептуальные подходы к созданию трехмерных кадастровых систем в работах российских ученых

Трехмерный кадастр недвижимости представляет собой качественно новый уровень организации пространственных данных об объектах недвижимости, при котором информация о земельных участках, зданиях, сооружениях и помещениях интегрируется в единую геоинформационную модель с полноценной поддержкой третьего измерения — высоты объектов. Концепция 3D-кадастра активно разрабатывается в международной практике в рамках стандартов ISO 19152 Land Administration Domain Model (LADM) и получает распространение в странах с развитой многоуровневой городской застройкой, где традиционное двумерное представление земельных участков не позволяет адекватно отразить сложные пространственные конфигурации прав на недвижимость [3, c. 67].

В

…