Как составляют современные карты
На каком оборудовании работают картографы и геодезисты, рассказывают сотрудники кафедры городского кадастра и инженерных изысканий БГТУ им. В. Г. Шухова
-
Статья
-
Статья
В древнем мире люди создавали карты от руки и на глазок, пренебрегая деталями и точностью. С тех пор человечество прошло огромный путь, создав картографию – науку, тесно соприкасающуюся с геодезией – системой знаний о том, как именно измерять земную поверхность.
Ни один производственный проект на земле сегодня не начинается без предварительной работы по составлению карт. О серьёзности этой деятельности говорит простой факт: в российских вузах инженеров-геодезистов и картографов, представителей сопутствующих профессий обучают пять лет, и только в рамках специалитета. Права на ошибку у этих специалистов нет: последствия могут быть катастрофическими. Так что современные картографы и геодезисты должны уметь работать на современном оборудовании.
На каком именно – рассказывают заведующий кафедрой городского кадастра и инженерных изысканий БГТУ Александр Черныш, старший преподаватель Евгений Шин и инженер вуза Александр Поляков.
От древних к спутникам
Для начала назовём приборы, проверенные если не веками, то десятилетиями. Ещё средневековые строители придумали теодолит, и этот трудяга до сих пор на службе человека. Правда, от первоначального его варианта остались только принцип работы и главная её цель – определение горизонтальных и вертикальных углов с помощью зрительной трубы. Техническая часть же постоянно совершенствуется ради повышения точности измерений.
От участков ИЖС до запуска ракет: зачем нужны геодезические пункты
«Современный теодолит оснащён высокоточной оптикой», – уточняет Александр Черныш.
Верно служат и тахеометры, которые соединяют в себе функции теодолита и светодальномера – точного измерителя больших расстояний с помощью светового сигнала.
Разницу в высотах разных точек рельефа определяют с помощью нивелиров.
«С 2000-х геодезисты используют в работе GPS-оборудование, которое с помощью спутниковых приёмников определяет местоположение отправных точек на земной поверхности в процессе проектирования и прокладки трубопроводов, дорог, линий электропередачи, разработки месторождений и так далее», – рассказывает Александр Черныш.
Поддерживает их работу несколько спутниковых систем: GPS (США), ГЛОНАСС (Россия), Galileo (Европа) и Compass (ранее Beidou – Китай), которые в целом составляют взаимосвязанную глобальную сеть.
Фото на память
Ещё два активно развивающихся направления в картографии – фотограмметрия и сканирование поверхности земли. Для первого используют беспилотные летательные аппараты, а также оснащённые специальной техникой самолёты, вертолёты, в планетарном масштабе – космические спутники.
При составлении карт с использованием беспилотников работа начинается с разработки маршрута, что требует некоторой доли творчества, особенно когда нужно отснять большую площадь.
«Суть фотограмметрии в том, что, передвигаясь над поверхностью земли по определённому маршруту, беспилотник или другая летательная техника, непрерывно делает сотни снимков с определённым перекрытием, – поясняет Евгений Шин. – Затем эти фото выгружаются, обрабатываются в специальной программе, какие‑то отсеиваются и преобразуются в нужный продукт. Это может быть цифровое изображение местности – ортофотоплан, цифровая модель рельефа в формате 3-D – изображение поверхности земли без имеющихся на ней объектов или цифровая модель местности – то же самое, но с объектами».
Фотограмметрию используют в самых разных целях: от определения границ сельхозучастков до получения карт Google и Yandex, в том числе навигационных.
Точность цифровых карт определяется тем, какое количество реального размера объекта попадает в 1 пиксель. В городских объектах это обычно 5–10 см.
Отражённый лазер
«Сканирование земной поверхности – новая технология, которая начала развиваться больше 10 лет назад, – рассказывает Александр Поляков. – Производится как с земли, так и с воздуха. Позволяет получить 3D-модели окружающего пространства за счёт облака точек с пространственными координатами, которые в итоге дают объёмное изображение».
Именно поэтому сканирование используется для создания карт в объёмном формате. Да, теперь есть и такие.
Например, архитекторам нужно изучить состояние старого здания. Сканер ставят напротив него, запускают, он запоминает его с помощью отражающегося от стен лазерного луча, а после обработки полученных данных получают облако точек, полностью повторяющих его форму в натуральную величину. Это позволяет увидеть, не повело ли его, как сохранился фундамент, прочие изменения.
Также сканеры применяют при проектировании и топографической съёмке производственных объектов, формировании объектов городской среды, разработке карьеров, других целей.
«Но не будем забывать, что сами по себе возможности этого оборудования ничего не значат, если нет профессионалов, которые смогут на нём работать. Эффективность любой техники обеспечивают специалисты, – уверен Александр Черныш. – Именно поэтому геодезисты и картографы сегодня востребованы во всех производственных сферах. Добавлю, что профессия наша требует не только глубоких знаний, но и определённых черт характера – педантичности, аккуратности и большой дисциплины».
Ольга Бондарева