Московский экономический журнал 7/2020

Posted by redaktor
image_pdfimage_print

УДК 332.154

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10486

Организационный механизм формирования землепользования автомобильных дорог с применением инновационных технологий

Organizational mechanism for the formation of land use of highways using innovative technologies

Жданова Руслана Владимировна, доцент кафедры землепользования и кадастров ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, г.Москва

Гальченко Светлана Альбертовна, профессор кафедры землепользования и кадастров ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, почетный работник высшей школы, г.Москва

Гончарова Анастасия Владимировна, аспирант кафедры землепользования и кадастров ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, г.Москва

Zhdanova Ruslana Vladimirovna, associate Professor of land use and cadastre Department, STATE University of land management, Moscow

Galchenko Svetlana Albertovna, Professor of the Department of land use and cadastre, STATE University of land management, honorary employee of the higher school, Moscow

Anastasia V. Goncharova, post-graduate student of the Department of land use and cadastre of the STATE University of land management, Moscow

Аннотация. В статье проведен анализ применяемых инновационных технологий в кадастровой деятельности и землеустройстве. Выявлены особенности современного этапа развития государства и общества в развитии оперативного решения различные задачи землепользования с применением инновационных технологий. Определено какие при этом многие задачи могут быть решены с помощью беспилотных комплексов. Рассмотрены отдельные инновационные технологии, которые возможно использовать при формировании землепользования автомобильных дорог. Определено, что мобильное лазерное сканирование как метод лазерной съемки, позволяющий в режиме движения позволит получать большое количество высокоточных измерений окружающего пространства.

Summary. The article analyzes the applied innovative technologies in cadastral activities and land management. The features of the modern stage of development of the state and society in the development of operational solutions to various problems of land use with the use of innovative technologies are revealed. It is determined what many tasks can be solved with the help of unmanned systems. Some innovative technologies that can be used in the formation of land use of highways are considered. It is determined that mobile laser scanning as a method of laser shooting, which allows you to get a large number of high-precision measurements of the surrounding space in motion mode.

Особенности современного этапа развития государства и общества выдвигают для оперативного решения различные задачи землепользования с применением инновационных технологий, такие как:

  • установление границ муниципальных образований и населенных пунктов;
  • установление границ водоохранных зон;
  • установление охранных зон ЛЭП, нефте- и газопроводов;
  • кадастровые работы по образованию земельных участков с целью постановки на государственный кадастровый учет;
  • уточнение границ и площадей земельных участков и внесение изменений в государственный кадастровый учет (уточняемые земельные участки);
  • установление полос отвода земельных участков, занятых автодорогами, нефте и газопроводами, с целью постановки их на государственный кадастровый учет;
  • создание географических информационных систем  управления территориями административных образований;
  • обновление генеральных планов городов и тематических карт территорий в цифровом виде;
  • инвентаризация и постановка на кадастровый учет земель и объектов недвижимости;
  • эстетическая поддержка инвестиционных проектов и их ландшафтной привлекательности;
  • обеспечение актуальной геоподосновой строительства жилья, предприятий, коммуникаций;
  • инвентаризация ветхого и аварийного жилья, наземных инженерных сетей;
  • трехмерное моделирование для решения задач анализа и планирования объектов землепользования;
  • фиксация текущего состояния (внешнего вида) историко-культурного объекта для реставрационных работ;
  • реконструкция разрушенных (утерянных) объектов по созданным трехмерным моделям;
  • построение трехмерных моделей для последующей разработки и освоения проектов землеустройства объектов зелепользования;
  • инвентаризация и межевание земель;
  • введение в оборот неиспользуемых сельскохозяйственных угодий;
  • мониторинг состояния лесов, выявления очагов усыхания и болезней лесов, лесных пожаров;
  • сертификация территорий, лесной аудит, контроль вырубок леса, классификация лесных массивов;
  • создание карт контроля за оперативной лесохозяйственной обстановкой;
  • мониторинг сельхозземель, анализ почвенного покрова;
  • оценка состояния посевов и посевных площадей;
  • создание геоинформационных систем управления лесным и сельским хозяйством;
  • мониторинг состояния растительности, в частности для выяснения очагов усыхания;
  • мониторинг несанкционированных свалок и полигонов отходов и др.

При этом многие задачи могут быть решены с помощью беспилотных комплексов:

  • мониторинг состояния объектов (лесов, сельскохозяйственных угодий, линий электропередач, нефте- и газопроводов, автомобильных дорог, железных дорог, берегов рек и водохранилищ);
  • мониторинг динамики различных негативных процессов (разливов нефти на поверхности воды, пожаров и т.п.);
  • составление крупномасштабных топографических планов М 1:2000, 1:5000.

Рассмотрим отдельные инновационные технологии, которые возможно использовать при формировании землепользования автомобильных дорог.

Мобильное лазерное сканирование — метод лазерной съемки позволяющий в режиме движения получать большое количество высокоточных измерений окружающего пространства. Riegl VMX-250 — одна из современных систем мобильного сканирования, представляет из себя 2 сканера, работающие в режиме профилографа, с частотой сканирования до 300 кГц (на сканер), 4 широкоугольные фотокамеры с частотой фотографирования до 5 кадров в секунду, инерциальный и навигационный GNSS блок и вычислительный блок.

Мобильный лазерный сканер позволяет определять: наклонную дальность D от сканера до объекта, находящегося на пути распространения лазерного луча, 3-х координат и пространственного положения сканера, 3-х угловых отклонений сканирующего луча и время получения измерений. Получая перечисленные 8 значений ориентирования для каждого лазерного отражения, в дальнейшем при обработке данных можно перейти к пространственным координатам каждой точки лазерного отражения.

Уникальность технологии мобильных систем сканирования RIEGL заключается в том, что процесс измерений полностью автоматизирован и выполняется непосредственно во время движения со скоростью от 20 до 100 км/ч, что позволяет выполнять огромные объемы работ за кратчайшее время.

Методика и технологии выполнения работ при использовании мобильной лазерной системы RieglVMX-250 заключается в выполнении следующих процедур:

1) описание физико-географической характеристики района выполнения работ;

2) анализ топографо-геодезической изученности района;

3) анализ сведений о методике и технологии выполнения работ;

4) геодезическое обеспечение мобильного лазерного сканирования;

5)  монтаж мобильной сканирующей системы;

6) инициализация мобильной сканирующей системы;

7) выполнение мобильного лазерного сканирования;

8) обработка данных мобильного лазерного сканирования;

9) обработка комбинированной инерциально-спутниковой траектории совместно с ГНСС данными базовых станций;

10) обработка ГНСС траектории относительно базовых станций;

11) объединение облака точек и фотоснимков с траекторными данными, присвоение точкам цвета, согласно фотоснимкам;

12) разбиение точек по блокам, пересчет облака точек в местную СК, уравнивание и конвертация точек лазерных отражений;

13) контроль точности готовой продукции.

При описании физико-географической характеристики района выполнения работ дается характеристика климата, рельефа, основных пород, территорий, основной гидрореки. При анализе топографо-геодезической изученности районаопределяется наличие материалов предыдущей съемки на указанную часть территории.

Обработка данных производится с использованием лицензированного программного обеспечения, например «Topcon Tools» производства компании «Topcon», которая включает в себя:

1) вычисление всех векторов, входящих в геодезическую сеть;

2) отбраковку и последовательное исключение из уравнивания векторов, которые по своим параметрам (высокий вес, выбросы, невозможность введения поправки за ионосферу) не согласуются с характеристиками большинства векторов, входящих в сеть. Доброкачественность измеренных векторов оценивалась при их вычислении по приближенному допуску;

3) математическую оценку точности замыканий (в плане или по высоте) замкнутых фигур, образованных GPS-векторами. Так, незамыкание в треугольниках векторов меньше определенных допусков (зависящих от длины полигонов) в 10-20 раз, что свидетельствует о высоком качестве наблюдений;

4) контроль согласованности исходных пунктов триангуляции. Для определения координат пунктов использовано более одного исходного пункта, что позволило оценить точность исходной геодезической сети;

5) окончательное уравнивание сети с закреплением исходных пунктов.

Перевод координат из WGS-84 в систему координат МСК-63 выполняется с точностью 2 мм.

Топографическая съемка проводится с пунктов планово-высотной опорной геодезической сети, без проложения теодолитных ходов. Для выполнения мобильного лазерного сканирования на автодороге, мобильный лазерный сканер был установлен на крыше автомобиля NissanPathfinder. 

Для получения качественных GNSS\INS данных перед началом выполнения мобильного сканирования выполняется процедура инициализации, которая заключается в приведении инерциального INS и навигационного GNSS блока в рабочее состояние и выполняется в 2 этапа. Сначала в течении 5-10 минут выполняются GNSS измерения в статическом режиме. Во время данного режима мобильная сканирующая система находится в покое (не перемещается). Затем в течении 10-15 минут при включенной сканирующей системе осуществляется перемещения с осуществлением разворотов и поворотов.

Процедура инициализации мобильной сканирующей системы выполняется перед началом выполнения сканирования.

Все компоненты мобильной системы жестко связаны между собой и располагаются на одной платформе. Это обеспечивает высокую внутреннюю точность измерений. Абсолютная точность измерений складывается из качества траекторных данных GNSS\INS измерений, данных геодезического обеспечения и качества их совместной обработки. Плотность лазерных измерений вдоль траектории сканирования зависит от установленной в сканере частоты измерений и скорости его движения. Чем ниже скорость, но выше частота сканирования – тем выше плотность лазерных измерений. 

Выполнение мобильного лазерного сканирования выполняется в прямом и обратном направлениях при помощи мобильной системы Riegl VMX-250.

После выполнения мобильного лазерного сканирования выполняется камеральная обработка полученных данных в 3 этапа:

  1. расчет траекторий мобильного лазерного сканирования совместно с данными ГНСС наблюдений на базовых станциях;
  2. объединение облака точек и фотоснимков с траекторными данными, присвоение точкам цвета, согласно фотоснимкам;
  3. разбиение точек по блокам, пересчет облака точек в местную СК, уравнивание и конвертация точек лазерных отражений.

Методика и технологии выполнения работ при использовании GPS приемников Leica 1200 GNSS включает 1) описание физико-географической характеристики района выполнения работ; 2) анализ топографо-геодезической изученности района; 3) анализ сведений о методике и технологии выполнения работ; 4) камеральную обработку данных, построение планов; 5) контроль точности готовой продукции.

Съемка выполняется горизонтальным и вертикальным методом при помощи электронного тахеометра Leica TCR 405 power с записью информации по пикетам на карту памяти прибора. По результатам выполненных съемок обновляется топографический план.

Сравним затраты на создание и содержание полевой группы с «обычным» и новым оборудованием (таблица 1).

При использовании оборудованияTopcon GPT-3005LN  требуется один специалист, необходимость в полевой группе из двух специалистов отпадает. Кроме того, если измерения затягиваются, то офисное сохранение данных происходит в автоматическом режиме (экономия труда специалистов камеральной группы).

Из приведенных выше расчетов видно, что на первый год создание бригады с инновационным оборудованием Topcon GPT-3005LN обходится дешевле, чем с «обычным» оборудованием.  Использование данных приборов позволяет значительно увеличить эффективность работы и, соответственно, сократить трудозатраты.

Можно увеличить количество сотрудников занимающихся межевыми работами, что позволит уменьшить срок выполнения работы. Соответственно и увеличится прибыль за счёт увеличения числа выполняемых работ.

Анализ изменения временны́х затрат с учетом того, что одним объектом будут заниматься два сотрудника вместо одного (таблица 2).

В последние несколько лет геодезия характеризуется технологическими прорывами в области приборостроения, а в частности, инновационными технологиями сбора, обработки и предоставления информации.

Эти достижения расширяют круг задач, которые разрешаются посредством геодезических методов. Все более распространенными становятся такие виды инновационных технологий в геодезическом производстве, как цифровая аэрофотосъемка и лазерное сканирование. Их достоинство в том, что они обеспечивают полноту, точность и своевременность информации, что имеет огромное значение для более оперативного принятия стратегических решений.

В результате лазерного сканирования и цифровой аэрофотосъемки получаются цифровые продукты: пространственные модели рельефа, топографические планы и карты, ортофотоснимки и пространственные модели инженерных объектов.

Такие инновационные технологии имеют широкие перспективы. Они позволяют эффективнее и в более короткие сроки оценить техническое состояние исследуемых объектов вне зависимости от их сложности. Воздушное сканирование лазером и цифровая аэрофотосъемка ускоряют создание цифровых карт. В проектировании и реконструкции они также упрощают процесс.

Список использованной литературы

  1. Официальный сайт администрации муниципального образования Тверской области «Калининский район»: kalinin-adm.ru — (дата обращения 20.06.2020 г.).
  2. Варламов, А.А., Копысов А.М., Подболотова Л.П. Предоставление земельных участков для строительства объектов транспортной инфраструктуры в свете изменений земельного законодательства (статья). Транспортное строительство: №01/2015.:М., 2015, с.18-22.
  3. Российская Федерация. Постановление Правительства Российской Федерации «О нормах отвода земель для размещения автомобильных дорог и (или) объектов дорожного сервиса» от 02.09.2009 №717 (ред. от 11.03.2011г.) [Электронный документ] // «КонсультантПлюс»
  4. Российская Федерация. Законы. «О переводе земель или земельных участков из одной категории в другую»  [Электронный ресурс]: федеральный закон от 21.12.2004г. №172-ФЗ (ред. от 07.06.2013г.)// «КонсультантПлюс»
  5. Российская Федерация. Законы. «Об экологической экспертизе»  [Электронный ресурс]: федеральный закон от 23.11.1995г. №174-ФЗ (ред. от 12.02.2015г.) // «КонсультантПлюс»