Файл: Инженерноземлеустроительная.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.12.2023

Просмотров: 168

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
на них не дают всходов или не вызревают; участки, загрязненные отходами промышленных предприятий, засыпанные мелкоземом, отвалы, а также выемки грунта; места добычи полезных ископаемых; мочажины, не выражающиеся в масштабе плана; не рекультивированные земли – земельные участки, не пригодные для сельскохозяйственного использования, почвенный покров которых претерпел изменения при разработке полезных ископаемых, переработке минерального сырья, проведении геолого-разведочных, строительных и иных работ (рис. 7).
Р и с . 7 – Земли несельскохозяйственного назначения.
Атемарский учебный полигон
Земли несельскохозяйственного назначения. Земельные участки, отведенные в постоянное или долгосрочное пользование промышленным, транспортным, лесным и дру- гим предприятиям, учреждениям, организациям и учебным заведениям, расположенные вне городов и поселков городского типа, подлежат дешифрированию как отдельные землепользования. Внутри этих участков выделяются все сельскохозяйственные угодья и другие объекты и контуры местности, отображение которых предусмотрено на материалах аэрофотосъемки.
Подлежат дешифрированию расположенные вне населенных пунктов кладбища, скотомогильники, склады, электрические подстанции, водопроводные станции, водокачки, разрушенные и полуразрушенные строения, пасеки.
В заключительный период предполевых камеральных работ составляется программа полевых исследований, намечается сеть маршрутов и указывается местоположение точек комплексных описаний.
Таким образом, основными результатами предполевого камерального периода являются: 1) схемы обеспеченности территории исходными материалами; 2) отраслевые физико-географические карты, выполненные на единой картографической основе; 3) предварительная ландшафтная карта, составленная в процессе дешифрирования аэрофотоснимков и анализа отраслевых физико-географических карт; 4) карта фактического материала;
5) материалы по состоянию природно-социально- производственных систем; 6) предварительный вариант землеустроительной карты.

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
В ЗЕМЛЕУСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРАКТИКЕ
4.1. Проектирование системы электронных карт полигона
Решение задач по адаптации землеустроительных мероприятий к свойствам вме- щающего природного территориального комплекса, выстраиванию стратегической систе- мы землепользования сопряжено с работой с пространственно-распределенными данными о свойствах природных, социальных и производственных систем. Ключевым инструмен- том здесь выступают ГИС-технологии, обеспечивающие ввод, хранение, анализ и интер- претацию геоданных.
В процессе прохождения учебной инженерно-землеустроительной практики в ка- честве основного ГИС-пакета предусмотрено использование MapInfo Professional, обеспе- чивающего возможность создания и редактирования векторных слоев, привязки растро- вых изображений, пространственного и статистического анализа информации, построения тематических карт, интеграции с форматами файлов других ГИС.
После изучения имеющейся базы данных региональной ГИС «Мордовия», научных публикаций, фондовых материалов, Генерального плана и Правил землепользования и за- стройки Атемарского сельского поселения, полевого картирования и анализа свойств при- родных компонентов студентами выполняется комплекс работ по созданию системы элек- тронных карт – учебной землеустроительной ГИС «Атемарский полигон» в среде MapInfo
Professional, электронные слои которой выполняются в единой проекции, системе коорди- нат.
Выбор базового слоя системы электронных карт. В качестве базового векторно- го слоя ГИС, содержащего информацию о системе землепользования полигона, могут вы- ступать данные из ЕГРН, представленные кадастровым планом территории (далее – КПТ).
Это тематический план кадастрового квартала или иной указанной в соответствующем за- просе территории в пределах кадастрового квартала, запросить который можно в формате электронного XML-документа через портал Росреестра (
https://rosreestr.ru/wps/portal/p/ cc_present/EGRN_6). Перед заказом КПТ следует узнать номера кадастровых кварталов, расположенных на территории полигона, при помощи Публичной кадастровой карты Ро- среестра (http://pkk5.rosreestr.ru/). В нем указываются сведения о границах земельных участков, объектов капитального строительства, охранных зонах инженерных сооружений и т. д.
Для дальнейшей работы необходимо выполнить процедуру послойной загрузки
XML-версии КПТ в MapInfo Professional в формате mif/mid.
Наиболее простой вариант данной операции – использование web-конвертера на сайте «Программный центр „Помощь образованию―» (http://pbprog.ru/webservices/mif/).
Для этого следует: прикрепить в конвертер указанный XML-файл с КПТ и выполнить конвертацию отдельно каждого слоя: кварталы (границы кадастрового квартала); зоны (охранные зоны инженерных сооружений); участки, части, контуры, единые землепользования
(данные о земельных участках в пределах кадастрового квартала) и т. д. Каждый раз после конвертации слоя необходимо правой кнопкой мыши нажать по ссылке и в появившемся меню выбрать «Сохранить по ссылке (как)» либо «Сохранить ссылку как». Для работы в MapInfo Professional сохранению подлежат файлы в формате mif/mid; для дальнейшей работы нужно подгрузить слои КПТ в формате mif/mid в проект в
MapInfo Professional, создав объекты с расширениями tab, id, map, dat. Для этого в программе нажимаем пункт меню «Таблица», далее – «Импорт», определяем путь, по которому сохранены слои КПТ в формате mif/mid; выбираем один из сохраненных слоев (файлов, представленных в формате mif),

последовательно нажимаем команды «Открыть» и «Сохранить»; выбранный слой сохранен, при этом созданы объекты слоя с расширениями tab, id, map, dat; перед командой «Сохранить» для удобства можно изменить название файла в соответствии с данными слоя (например, «границы квартала» или «границы ЗУ»); далее в диалоговом окне «Файл» открываем слои с расширением tab в виде «В активной карте». Для работы со слоями добавляем окно «Управление слоями» в меню «Карта».
Для дальнейшей работы с векторными слоями КПТ устанавливаем нужные пара- метры прозрачности, цвета, толщины линий отображаемых объектов с помощью команд
«Стиль символа» (
) и «Стиль региона» ( ), подписываем и выбираем формат текста для отображаемых объектов, используя пиктограмму «Подпись» ).
Привязка космического снимка высокого разрешения. Следующим этапом проек- тирования системы электронных карт полигона является привязка космического снимка высокого разрешения, используя в качестве источника данных программу SAS.Planet.
На этапе скачивания космического снимка в SAS.Planet необходимо выполнить следующие действия: в меню «Карта» выбрать источник данных ДЗЗ, найти территорию полигона; во вкладке «Операции» на панели управления выбрать пункт «Операции с выде- ленной областью», определить границы учебного полигона; в контекстном меню «Склеить» задать достаточный для визуального распознания объектов уровень масштаба (например, 18), качество, результирующий формат, путь сохранения, файл привязки. При помощи мыши прогрузить территорию поли- гона в таком же масштабе и нажать кнопку «Начать» (рис. 8).
Р и с . 8 – Загрузка космического снимка в программе SAS.Planet
Далее привязываем скаченный космический снимок к имеющимся в ГИС вектор- ным слоям КПТ. Для этого в MapInfo Professional: в меню «Файл» открываем сохраненный космический снимок, в типе файлов диалогового окна выбираем «Растровый снимок», в виде – «В активной карте»;
определив сохраненный растр, нажимаем «Открыть»; в появившемся окне выбираем «Регистрировать». В меню «Проекция» указываем категорию «План-схема» и проекцию «План-схема (метры)»; привязку растра выполняем по характерным точкам: границам землепользований, пересечениям или перегибам дорог, опорам ЛЭП и сформированным под ними земельным участкам и т. д. Точек привязки должно быть минимум 4, следует равномерно размещать их по регистрируемому растру. Для создания контрольной точки необходимо нажать левой кнопкой мыши на растр в месте привязки, в диалоговом окне нажать «ОК». Затем навести мышью на аналогичный участок на карте в проекте, нажать левой кнопкой мыши (если активна кнопка «Извлечь из карты», необходимо сначала нажать на нее). В результате в окно контрольной точки добавятся координаты X и Y с растра и с карты. После нажатия «ОК» в окне
«Регистрация изображения» появится первая контрольная точка; аналогичным образом добавляем еще 3 точки. Для установки последующей контрольной точки необходимо нажать команду «Добавить». После добавления 4 точки следует оценить ошибку в пикселях. Рекомендуемое значение – не более 1 пикселя. Для завершения регистрации изображения нажимаем «ОК» (рис. 9).
Результатом этапа является карта границ землепользований, отражающая границы кадастрового деления, земельных участков, объектов капитального строительства, охранных зон сооружений и т. д.
Р и с . 9 – Проектирование карты границ землепользований в программе MapInfo Professional
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Подготовка топографической основы системы электронных карт. Важным этапом проектирования электронной системы карт является оцифровка элементов топографической карты. Базовыми данными являются рельеф (горизонтали) и
гидрография. Оптимальными источниками служат топографические карты масштаба
1:25 000. Алгоритм работы на данном этапе: привязка топографической карты к имеющимся слоям в MapInfo Professional; создание атрибутивной таблицы будущего векторного слоя через последовательность команд «Файл» – «Новая таблица» – «Создать». В появившемся диалоговом окне необходимо создать новое поле, выбрать для него тип данных, проекцию и задать имя; оцифровка горизонталей рельефа и гидрографической сети полигона при помощи инструментов «Полилиния»
) и «Полигон»
).
4.2. Проектирование электронных карт природных компонентов
После создания картографической основы, включающей векторные и растровые слои в единой проекции и системе координат, в рамках учебной инженерно- землеустроительной практики студентам предлагается создание серии электронных тема- тических карт. С целью изучения состояния земель для землеустройства на основании ма- териала предполевого и полевого этапов практики на единой основе проектируются сле- дующие карты: коренных горных пород, четвертичных отложений, углов наклона скло- нов, почвенная (землеустроительная), ландшафтная.
Общая последовательность работ по созданию электронных карт на основании предполевых и полевых картографических материалов заключается в создании атрибу- тивной таблицы и отображении специальной тематической нагрузки карт.
На геологической карте коренных горных пород цветом и индексом показываются границы распространения отложений разного возраста: оранжевым – палеогеновой систе- мы, зеленым – меловой, синим – юрской. Внутри системы отложения разных отделов по- казываются интенсивностью цвета: нижние толщи темнее, верхние – более светлые.
На карте четвертичных отложений индексом и цветом показываются границы распространения четвертичных отложений разного возраста и генезиса. Для четвертичных отложений, распространенных на территории Атемарского учебного полигона, рекомен- дуется использование следующих индексов и цветовой окраски: элювиальные (е) – оран- жевый, элювиально-делювиальные (еd) – светло-коричневый, моренные (g) – коричневый, флювиогляциальные (fg) – желтый, аллювиальные (а) – светло-зеленый, пролювиальные
(рr) – сиреневый.
На карте углов наклона склонов по горизонталям рельефа и привязанному косми- ческому снимку высокого разрешения цветом выделяются эрозионные формы рельефа
(речные долины, овраги, балки, лощины и т. д.), плоские и слабонаклонные равнины с уг- лами наклонов 0–2˚, пологие и слабопокатые склоны (2–10˚) и склоны с крутизной уклона более 10˚.
На почвенной (землеустроительной) карте красочным фоном даются типы почв.
Наибольшая насыщенность тона рекомендуется для зональных групп. Для них использу- ются теплые тона: серые лесные (Л) – сиреневый, черноземы (Ч) – коричневый, лугово- черноземные (Чл) – темно-серый, аллювиальные (А) – серовато-зеленый, смыто-намытые овражно-балочного комплекса – синий. Эрозионные почвы даются более слабыми тонами тех же цветов. Эрозионно-аккумулятивные несколько затемняются серым тоном. Для по- лугидроморфных почв предпочтительны холодные тона. Почвообразующие породы дают- ся тонкими слабыми штриховками.
С целью отображения ограничения использования сельскохозяйственных земель рекомендуется подключение с карты углов наклона склонов наиболее крутых участков
(более 10˚), овражно-балочной сети, пойм водотоков. Для раскрытия содержания почвен- ных неоднородностей рекомендуется картировать отрицательные формы рельефа с при- влечением привязанного космического снимка высокого разрешения.


На карте природных ландшафтов цветом отражаются природно- территориальные комплексы (ПТК), характеризующиеся определенным сочетанием физи- ко- географических условий. Цветовой спектр и система индексов должны отражать общие закономерности природной дифференциации территории. В основу выделения ПТК по- ложено разнообразие почвенного покрова, геологического строения, рельефа и раститель- ности. Название выделенных геосистем рекомендуется давать в следующей последова- тельности: а) положение в рельефе; б) геологическое строение (состав и возраст коренных пород и генезис и состав четвертичных отложений; в) почвенный покров; г) преобладаю- щий тип растительности; д) современное состояние ПТК.
4.3. Создание тематических электронных карт
Следующим этапом работы является создание тематических электронных карт, от- ражающих особенности состояния почвенно-земельных ресурсов полигона. Одним из направлений работы в рамках учебной практики выступает проектирование карты сум-
марного загрязнения почвенного покрова на основе данных, имеющихся в региональной
ГИС «Мордовия».
На территории учебного полигона расположены 11 точек отбора проб, в каждой из которых в соответствующей базе данных ГИС «Мордовия» дается содержание Mn, Ni, Co,
Ti, Cr, Mo, Zr, Nb, Cu, Pb, Ag, Zn, Sn, Ga, Be, Sc, Y, Yb, P, Li, Sr, Ba, Hf, Cd, Bi.
Для построения тематической карты следует выполнить следующие действия: в каждой точке отбора проб рассчитать коэффициент концентрации химического элемента (К
с
), который определяется отношением реального (аномального) его содержания (С
i
) в конкретной точке к среднему содержанию на фоновом участке

ф
); данные о фоновых показателях выдаются студентам в раздаточном материале практики; отобрать химические элементы, коэффициенты концентрации которых больше или равны 1,5; для полиэлементного анализа использовать предложенный Ю. Е. Сает
[Методические указания …, 1987] суммарный показатель загрязнения (Z
c
), представляющий собой сумму превышений коэффициентов концентраций накапливающихся химических элементов:
Z
c
= ΣК
с
(n – 1),
где К
с
– коэффициенты аномальных концентраций элементов с (≥ 1,5);
n – количество элементов с аномальным содержанием.
В MapInfo Professional создать новый точечный слой при помощи пиктограммы
«Символ» ), разместить точки опробывания на карте, задать им высчитанные значения, использую пиктограмму «Информация» ).
Далее в меню «Карта» выбираем «Создать тематическую карту». Выполним проек- тирование карты при помощи 2 инструментов, представленных в диалоговом окне: «Диа- пазоны» и «Поверхность». Согласно общепринятой методике [Методические рекоменда- ции …, 1990], почва имеет низкий уровень загрязнения при Z
c от до 16, средний – при 16–
32, высокий – 32–128, чрезвычайно высокий – более 128. Учитывая это, выполним следу- ющие команды: в типе «Диапазоны» выберем шаблон «Способ значков, различный размер»; пере- ходим к следующему диалоговому окну, нажав «Далее»; определяем таблицу и по- ле, в которых содержатся данные о Z
c
; на следующем шаге используя опции «Диапазоны», «Стили», «Легенда» задаем не- обходимые параметры (рис. 10).


Р и с . 10 – Проектирование карты суммарного загрязнения почвенного покрова в программе MapInfo Professional
На следующем этапе создаем интерполяционную карту с помощью типа «Поверх- ность» и шаблона «TIN поверхность». На втором шаге задаем атрибутивную таблицу и маску отсечения (отдельный слой с границами полигона). Аналогично рис. 10 в меню
«Варианты», «Стили», «Легенда» задаем параметры картографического изображения, в пункте «Метод интерполяции» рекомендуется выбрать IDW (рис. 11).
Р и с . 11 – Проектирование карты суммарного загрязнения почвенного покрова в программе MapInfo Professional: интерполяция точечных данных

4.4. Инструментальное дешифрирование космических снимков
На современном этапе развития науки и техники ключевым источником информа- ции, наряду с полевыми и стационарными исследованиями, являются данные, полученные с космо- и аэрофотоснимков. Синтетическая природа, заложенная в данных ДЗЗ, позволя- ет использовать их для решения практико-ориентированных задач землеустройства и ландшафтного планирования.
На сегодняшний день существует целый ряд сервисов (спутников и их сенсоров), представляющих космические снимки с разным разрешением, периодичностью, количе- ством спектральных каналов. Среди наиболее успешных проектов отмечаем данные ДЗЗ, получаемые со спутников SPOT, IKONOS, QuickBird, Landsat, TERRA (платформа ASTER),
Ресурс-П и др.
В качестве ресурса данных ДЗЗ в рамках учебной инженерно-землеустроительной практики используются данные спутника Landsat-8 (сенсоры OLI/TIRS), снимки которого представлены 11 каналами (табл. 3).
Т а б л и ц а 3
Спектральные каналы сенсора OLI/TIRS спутника Landsat-8
Номер и название канала
Длина волны, мкм
Разрешение, м
Канал 1 – Побережья и аэрозоли
0,433–0,453 30
Канал 2 – Синий
0,450–0,515 30
Канал 3 – Зеленый
0,525–0,600 30
Канал 4 – Красный
0,630–0,680 30
Канал 5 – Ближний ИК
0,845–0,885 30
Канал 6 – Ближний ИК
1,560–1,660 30
Канал 7 – Ближний ИК
2,100–2,300 30
Канал 8 – Панхроматический
0,500–0,680 15
Канал 9 – Перистые облака
1,360–1,390 30
Канал 10 – Дальний ИК
10,30–11,30 100
Канал 11 – Дальний ИК
11,50–12,50 100
Архивные многозональные снимки Landsat-8 доступны для скачивания с геопорта- ла Геологической службы США (http://glovis.usgs.gov/) после регистрации. Для поиска ма- териала необходимо выбрать на карте исследуемый участок, в меню геопортала подклю- чить «Landsat 8 OLI/TIRS C1 Level-1», выбрать параметры облачности и дату съемки.
В качестве программного продукта по работе с многозональными космическими снимками в рамках учебной инженерно-землеустроительной практики используется
ScanEx Image Processor, разработанный группой компаний «СКАНЭКС». К основным до- стоинствам программного пакета следует отнести: наличие необходимого набора средств для обработки спутниковых снимков, в том числе для создания тонально-сбалансированных мозаик, улучшения простран- ственного разрешения, геометрической коррекции и ортотрансформирования, ра- диометрической калибровки, фильтрации изображений, удаления дымки и т. д.; возможность работы с векторными слоями в режиме стандартной ГИС, в том числе добавление и редактирование точечных, линейных и полигональных слоев, работа с атрибутивными таблицами; наличие более 10 алгоритмов классификации изображений на основе автоматизи- рованных и обучаемых методик; поддержка большинства современных форматов данных ДЗЗ, удобный и интуитив- но понятный интерфейс, высокая производительность.
Ключевым инструментом любого программного обеспечения для автоматизиро- ванной обработки космических снимков являются алгоритмы компьютерного дешифри-