Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2016. – Випуск 84
Permanent URI for this collection
Міжвідомчий науково-технічний збірник
У збірнику опубліковано статті за результатами досліджень інженерної геодезії, супутникової геодезії, геодезичної гравіметрії, картографії, фотограмметрії, дистанційного зондування Землі, геоінформатики, кадастру та моніторингу земель. Входить до Переліку наукових фахових видань з технічних наук, який затвердило МОН України.
Геодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник / Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка" ; відповідальний редактор К. Р. Третяк. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2016. – Випуск 84. – 112 с. : іл.
Browse
Browsing Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2016. – Випуск 84 by Issue Date
Now showing 1 - 11 of 11
Results Per Page
Sort Options
Item Geodesic work optimization for determining likely marks of water level in the diferent systems of heights(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Zvyahina, M.; Trevoho, I.; Kostetska, J.Purpose. There is a need for State leveling network reconstruction through the determination of Reineke - Tenberg mark in BS77 for optimization of geodetic works in marine industry, which will allow determination of BS zero mark in the State Height system BS77 at each water gauge station. The possibility permits the matching of the State Leveling system of the country with leveling systems of the neighboring countries which is expected within framework of fulfilling the UELN project. Methodology and the results of the work. By projecting, construction, and reconstruction of the marine industry objects after height system BS77 implementation, several difficulties arose connected with the use of GNSS - technologies, height network, polygonometry, created in BS, as well as marks of interval water levels at gauge stations. The outstanding difficulties as to heights arose by construction of narrow hydrotechnical objects of substantial amounts, considering the marks by contractions are interval water levels. The geodesist M. S. Zvyahina investigated the problem for the first time in 2006, and not hydrologist was employed. Any data on BS77 and even the name of system BS77 itself were absent in the beginning. Therefore, in the port cities the decisions on the values differences between the systems were not considered by the Department of UAGS (all-union astornomo-geodetic society). SE “CHORNOMORNDIPROEKT” as early as 1983 there were average differences throughout GUGK USSR for the many sea ports excluding those, which had differences from UAGS. However, it became necessary to collect the data as to difference in the height marks values of matched lines, changes of values within the time for different terrains, but in BS77. Then it became obvious, that new system did have its zero. The territories of different ports were searched for stability as well as for changes of values within time for the constant subsiding. The tables for approximations for some marksvary 70 years backward and forward. The researched behavior for the outstandingly subsiding territory - is port Poti and its water gauge station. Using the data of the Ukrainian scientist [Marchenko, Yarema, 2006] on the constant rate of rising level of the Black Sea was determined by the satellite altimetry level and average sea level, through the approximation of the marks of the working and control reference marks, matched to the BS as well as to BS77 for Poti area for the selected 2005 year. The level minus 5,6 cm against level 5,4 cm was determined (Fig. 3) out of [Marchenko, Yarema, 2006]. Our research and conclusions as to two different zeros BS and BS77 was confirmed by copying from the Instructions on office processing of measured exceedance data and induction of two groups of adjustments, after which the exceedances remain measured but ready for balancing. BS was implemented when the first group of adjustments was mastered, and BS77 - when both groups were used at the same time. Thus, these two independent systems, the relations between which should be determined by adjustment and gravity affection on the Kronstadt footstock, as well as on each point of the physical surface, in order to secure the transition to BS77, if there is a need to use earlier data and GNSS-technologies. Academic novelty. We state the system error as found, which can be easily computed on the Kronstadt footstock through the determination of its quasigeoid mark in BS, which allows the quasigeoid EGG97 to be easily transformed into adopted in Ukraine as well as in other Eastern European countries system “Baltic 77”. Practical meaning. This question now is very difficult due to the present situation in geodetic management, which except minors, has at all levels not geodesists, but specialist in other fields, which could study only essentials of geodesy. Those bureaucrats cannot insist or prove anything in the field of geodesy. However, until the instructions are not updated, until the BS77 zero appears on graphics, nobody has the right in any industry to change anything in their spheres of activity. If the huge and unnecessary expenses of marine industries where charged the accounts of the said bureaucrats, they could agree to sovereignty of geodetic science. We drew tables of determination of all derived system zeros, it will take SE “CHORNOMORNDIPROEKT” 2-3 years to match all the components, however at the beginning the State Geodetic service should get the funds for reliable determination of dBc for all 27 sea ports on the seacoasts as well as for areas near seaports on the large navigatable rivers (Danube, South Bug, Dnipro). We insist that it was not good to agree as to matching of geodetic and gravity surfaces - average level and quaisgeoid on the exit point (Kronstadt footshock). Мета. Для оптимізації геодезичних робіт у морській галузі досліджено необхідність реконструкції Державної нівелірної мережі через визначення позначки риски Рейнеке-Тенберга в БС77, що дасть можливість отримувати на кожному водомірному посту значення позначки нуля БС у Державній системі висот БС77. Очікуємо на можливість ув’язати Державну нівелірну мережу країни з нівелірними мережами сусідніх європейських країн у межах виконання проекту UELN. Методика та результати робіт. Під час проектування, будівництва і реконструкції об’єктів морегосподарського комплексу після введення системи висот БС77 виникли великі складнощі із використанням ГНСС-технологій, висотної мережі полігонометрії, створеної в БС, та позначок строкових рівнів води на водомірних постах. Особливі складнощі у висотному відношенні виникали під час будівництва вузьких гідротехнічних споруд великої довжини, коли позначками є дані строкових рівнів води. З’ясувати проблему вперше доручено в 2006 році не гідрологу, а геодезисту М. С. Звягіній. Відомостей про БС77 та навіть назви системи БС77 спочатку не було, тому в портових містах рішення про величину різниці між системами іноді приймали відділення ВАГО (Всесоюзного астрономо- геодезичного товариства). ДП “ЧОРНОМОРНДІПРОЕКТ” ще у 1983 р. через ГУГК СРСР отримав середні різниці для багатьох морських портів, за винятком тих, що мали різниці від ВАГО. Але стало необхідним зібрати дані щодо різниці позначок висотних знаків прив’язних ходів, зміни позначок у часі для різних територій, але вже в БС77. Тоді стало зрозуміло, що нова система має свій нуль. Досліджено території різних портів на стабільність, а також на зміни позначок у часі для постійно осідаючих територій та складені таблиці апроксимацій знаків приблизно на 70 років у минуле і майбутнє. Відстежена поведінка рівнів для особливо осідаючої території - це місто Поті та його водомірний пост. Скориставшись даними українських вчених [Марченко, Ярема, 2006] про постійну швидкість підвищення рівня Чорного моря, визначену методом супутникової альтиметрії та середню позначку рівня моря на 2005 рік, через апроксимацію позначок робочих і контрольних реперів, приведених як до БС, так і до БС77, для району Поті на цей 2005 р. визначено рівень мінус 5,6 см порівняно з рівнем 5,4 см (рис. 4) із [Марченко, Ярема, 2006]. Наші дослідження та висновки щодо двох різних нулів систем БС та БС77 підтвердилися випискою з Інструкції про камеральне опрацювання даних виміряних перевищень та введення двох груп поправок, після чого перевищення залишаються виміряними, але підготовленими до врівноваження. БС введено, коли навчилися отримувати першу групу поправок, а БС77 - коли почали вводити обидві групи сумісно. Отже, це дві незалежні системи, зв’язок між нулями яких належало встановити через поправку за вплив гравітаційного поля як на Кронштадтському футштоці, так і в кожній точці фізичної поверхні, щоб забезпечити перехід до БС77 за потреби використання попередніх даних та ГНСС-технологій. Наукова новизна. Вважаємо знайденою системну похибку, яку легко визначити на Кронштадтському футштоці через визначення на ньому позначки квазігеоїда в БС, що дасть змогу квазігеоїду EGG97 легко трансформуватись у прийняту в Україні та в інших східних європейських країнах систему “Балтийская 7Т\ Практична значущість. Це питання поки що дуже складне у зв’язку з побудованою владною вертикаллю у сфері геодезії, що за маленьким винятком на всіх рівнях керівниками є не геодезисти, а фахівці інших професій, які могли вивчати тільки початкові ази геодезії. Ці чиновники не можуть наполягати чи щось доводити у сфері геодезії. Але доки не будуть оновлені інструкції, доки на графіках не з’явиться нуль БС77, ніхто не має права в жодній галузі щось змінювати у своїх сферах діяльності. Зокрема, беручи до уваги думку геодезистів, можна було б уникнути величезних і не потрібних втрат морської галузі. Ми склали графіки визначення всіх нулів похідних систем, ДП “ЧОРНОМОРНДІ-ПРОЕКТ” за 2-3 роки ув’яже всі складові, але спочатку Державна геодезична служба повинна отримати кошти на безпомилкове визначення сІІІ( для всіх 27 морських портів на морських побережжях та в районі морських портів на великих судноплавних річках (Дунай, Південний Буг, Дніпро). Наполягаємо, що не можна було домовлятись щодо суміщення на вихідній точці (Кронштадтський футшток) геодезичної та гравітаційної поверхонь - середнього рівня та квазігеоїда.Item Development and research of technology for automation of the calibration and account of digital SEM images geometric distortion obtained with JCM-5000 (NeoScope) (JEOL, Japan)(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Ivanchuk, O.; Tumska, O.Purpose. Solids microsurface digital images obtained with scanning electron microscopes (SEM) are characterized by significant geometric distortions, which must be defined and taken into account when determining the quantitative parameters of microsurface solids with high accuracy. Therefore, this problem is so important and urgent, especially during the high-tech quality control of production processes using nanotechnology, particularly in mechanical engineering, aircraft construction, and for creating space and military equipment. It is also important to perform SEM images measurements and obtain quantitative parameters of the studied microsurface in automatic mode that would allow processing of the data much faster without operator intervention. Therefore, the aim of this work was to develop and research the effective technology for automated calibration and account for the SEM images geometric distortion as well as the creation of a software package that would implement it. Methods. Digital SEM images processing and their transformations were used to automate the measurement. Results. The developed automation technology for digital SEM images measurement was tested and studied in the treatment of SEM images of the reference test object with a resolution of r = 1425 lines/mm, obtained with SEM using the JCM-5000 (NeoScope) in the range of magnifications from 1,000x to 15,000x. Accuracy and quantified characteristics of SEM images, in particular, their scales along the axes of the image, as well as their geometric distortion, are comparable to measurements made by hand. Automation of this process eliminates monotonous work, especially in the processing of SEM images in a range of relatively small increases in M=1000h-5000h, significantly reducinge the measurement time, and avoiding human errors that can occur. Scientific novelty. The developed technology for automation of the measurement of digital SEM images and to determine their geometric parameters is executed for the first time in Ukraine. The proposed technological measurement automation scheme of SEM images, and the creation of this authoring software show its efficiency and expediency. The practical significance. This technology allows you to automatically and accurately determine the true value of the SEM images increase (scale), the value of their geometric distortion. These values use determine with high accuracy of the quantitative spatial parameters of micro surface solids to increase the reliability end efficiency devices, mechanisms, and materials made from them. Мета. Цифровим зображенням мікроповерхонь твердих тіл, отриманим на растрових електронних мікроскопах (РЕМ), притаманні суттєві геометричні спотворення, які необхідно встановити і врахувати під час визначення кількісних параметрів мікроповерхонь твердих тіл з високою точністю. Тому це завдання с важливим і актуальним, особливо під час контролю якості процесів високотехнологічного виробництва з застосуванням нанотехнологій, зокрема, у машинобудуванні, літакобудуванні, під час створення космічної та військової техніки. Важливо також виконувати вимірювання РЕМ-зображень і отримувати кількісні параметри мікроповерхонь у автоматизованому режимі, що дало змогу б їх виконати значно швидше і уникнути похибок оператора. Тому метою цієї роботи є розроблення та дослідження ефективності технології автоматизованого калібрування геометричних спотворень РЕМ-зображень і їх врахування, а також створення пакета програм, які б її реалізували. Методика полягає у застосуванні для автоматизації вимірювань методів цифрового опрацювання РЕМ-зображень і різноманітних їхніх перетворень. Результати. Розроблену техно¬логію автоматизації вимірів цифрових РЕМ-зображень апробовано і досліджено під час опрацювань РЕМ-зображень еталонного тест-об’єкта з роздільною здатністю г = 1425 лін/мм, отриманих на РЕМ JСМ-5000 (№о8соре) в діапазоні збільшень від М = 1000х до М = 15000х крат. Точність вимірів і встановлених кількісних характеристик РЕМ-зображень, зокрема їхніх масштабів уздовж осей знімка, а також геометричних спотворень, співмірні з вимірами, виконаними вручну. Автоматизація цього процесу дає змогу замінити рутинну працю вимірювань цифрових РЕМ-зображень, особливо під час опрацювання РЕМ- зображень у діапазоні порівняно невеликих збільшень М = 1000'-5000\ суттєво зменшити час вимірювань, а також уникнути суб’єктивних помилок, які при цьому виникають. Наукова новизна. Розроблена технологія автоматизації вимірів цифрових РЕМ-зображень і визначення їх геометричних параметрів виконана вперше в Україні. Запропонована технологічна схема автоматизації вимірювань цифрових РЕМ-зображень та створене для цього авторське програмне забезпечення показали його ефективність і доцільність. Практична значущість. Застосування цієї технології дає змогу автоматично і з високою точністю визначати дійсні значення збільшень (масштабів) цифрових РЕМ-зображень, величини їхніх геометричних спотворень, а також враховувати їх під час отримання кількісних просторових параметрів мікроповерхонь твердих тіл з високою точністю, а отже, підвищувати надійність і ефективність виготовлених з них пристроїв, механізмів, матеріалів, тощо.Item Efficiency of application of satellite technology when performing land and cadastral works in settlements(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Tereshchuk, О.; Nystoriak, I.Purpose. The purpose of this work is to study the effectiveness of using satellite technology in real-time kinematics mode for work performed to determine the areas of land of different size within a settlement. Methodology. To realize this purpose we have conducted experimental research on satellite observation points and triangulation of polygonometry in Chernihiv and the region. During the research it was assumed to get the control coordinates on the basic points from static observation. For basic triangulation points around Chernihiv were selected - Kyiinka (KIIN) Yatsevo (JATS) Glushets (GLUS), where three teams spend the first day of observation in “static” mode for over 4 hours. During this time, the other three teams conducted observations at points of the city polygonometry, each time starting with the hour mode “Fast-Static” and then in RTK-mode. Then rover receivers were set to receive amendments of the network System.NET. For this in the controllers there were created six projects that had a different configuration. The research resulted in modeling of objects of different shapes and sizes. For this, we used a network of urban polihonometry, and triangulation points around Chernihiv, where satellite observations were performed. Nine models of landfills were planned, the areas of which were calculated based on coordinates issued from the catalog coordinates and measured using RTK mode by satellite receivers. The program-methodical complex, developed by scientists of the Scientific and Research Institute of Geodesy and Cartography, were used for transformation and recreation of coordinates. Results. Coordinates transformation from MSC into SC-63 were completed by the key and formulas, and then transformation of the coordinates x, y in Gauss-Kruger coordinates into geodetic coordinates B, L via formulas was performed. For theoretical defining of area of the ellipsoid site we used method of numerical integration per a contour that is specified by geodetic latitude B and longitude L. In order to reduce errors in cartographic projections in the cities we used the local coordinate system, the mathematical basis of which is Gauss - Kruger projection with a displaced axial meridian. Considering the fact that the distortion in this case will be minimal, calculation of areas of intended object models was carried via the coordinates in the local system. In accordance with our program of satellites observations at the points of polygonometry and triangulation, the measurements were carried out in real time in six different configurations. Based on the analysis of these studies, we analyzed the dependence of the measured areas on modeled land plots by defining coordinates using settelite observations and evaluated the accuracy of such definitions, as well made a conclusion on the possible permissible values of distortions of land areas within the boundaries of a settlement. Scientific novelty. The data of the research again confirm the efficacy of using RTK observations and re-course to a new geodetic framework created on the base of modern measuring GNSS-technology. The feasibility of using the local coordinate system to determine the areas, takes place under certain circumstances, in particular, it is known that the former geodetic networks and networks of thickening were developed with appropriate accuracy for that time base. Clearly, the quality of former networks cannot fully ensure the accuracy of the current work. However, the results of our research of using of points of the network at the local level, such as at the city traverse network of a settlement, when determining the areas of objects with the size up to 800 hectares causes no doubts and meets the requirements of accuracy. The practical significance. Improving the accuracy of coordinate definitions is connected with the introduction of modern, uncontested satellite technology. Analysis of the study confirms the feasibility of using a local coordinate system while performing work at the local level with the area of up to 1000 hectares object. If it is necessary to define areas of objects larger than 1000 hectares with the accuracy of 50 m2, the satellite methods of measurements should be used, that ensure error of coordinates within 0.005-0.020 m. Мета. Мета цієї роботи полягає у дослідженні ефективності застосування супутникових технологій у режимі кінематики реального часу під час виконання робіт з визначення площ земельних ділянок різних розмірів у межах населеного пункту. Методика. Для реалізації цієї мети експериментальних досліджень ми провели супутникові спостереження на пунктах полігонометрії та тріангуляції м. Чернігова та області. Під час проведення досліджень передбачено отримати контрольні значення координат на базових пунктах, починаючи зі статичних спостережень. За базові вибрано пункти тріангуляції навколо напрямку Чернігова- Киїнка (КІПМ), Яцево (JATS), Глушень (GLUS), на яких спостереження першого дня проводили три бригади в режимі “статика” більше ніж 4 годин. За цей час інші три бригади проводили спостереження на пунктах міської полігонометрії, щоразу починаючи з годинного режиму “Fast-Static” і потім у RTK-режимі. Далі роверні приймачі налаштовувалися на прийом поправок від мережі System.NET. Для нього у контролерах створювали шість проектів, які мали різну конфігурацію. У результаті проведених досліджень ми виконали моделювання об’єктів різної форми та розмірів. Для цього використано мережу міської полігонометрії, а також пункти тріангуляції навколо м. Чернігова, на яких виконували супутникові спостереження. Визначено дев’ять моделей полігонів, площі яких обчислювалися на основі координат, виписаних з Каталога координат і виміряних за допомогою RTK-режиму супутниковими приймачами. Для трансформації та перетворення координат точок застосовано програмно-методичний комплекс, який розробили науковці Науково-дослідного інституту геодезії та картографії. Результати. Виконані перетворення координат з МСК у СК63 за ключем і формулами, а потім перетворення координат х, у на проекції Гаусса-Крюгера в геодезичні координати В, L за формулами. Для теоретичного визначення площі ділянки еліпсоїда ми скористалися методом числового інтегрування за контуром, що задається геодезичними широтами В та довготами L. З метою зменшення похибок картографічних проекцій у містах ми застосували місцеву систему координат, математичною основою якої є проекція Гаусса-Крюгера зі зміщеним осьовим меридіаном. Зважаючи на те, що спотворення у цьому випадку будуть мінімальними, обчислення площ визначених моделей об’єктів ми виконували за координатами у місцевій системі. Відповідно до нашої програми супутникових спостережень на пунктах полігонометрії та тріангуляції вимірювання проводилося в режимі реального часу за шістьма різними конфігураціями. На основі проведеного аналізу таких досліджень проаналізовані залежності виміряних площ на змодельованих ділянках через визначення координат за допомогою супутникових спостережень, а також проведено оцінку точності таких визначень та зроблений висновок про можливі допустимі величини спотворення площ ділянок у межах границі населеного пункту. Наукова новизна. Дані проведених досліджень вкотре підтверджують ефективність застосування RTK-спостережень та перехід на нову геодезичну основу, створену на базі сучасних вимірювальних GNSS-технологій. Доцільність застосування місцевої системи координат для визначення площ наявне за певних обставин, а саме відомо, що колишні геодезичні мережі та мережі згущення розвивалися з відповідною на той час точністю інструментальної бази. Зрозуміло, що якість тодішніх мереж не може сповна забезпечити точності сьогоднішніх робіт. Проте, за результатами наших досліджень використання пунктів мережі на локальному рівні, як на рівні міської полігонометричної мережі населеного пункту, під час визначення площ об’єктів до 800 га, не викликає сумнівів і задовольняє вимоги точності. Практична значущість. Підвищення точності координатних визначень пов’язане із впровадженням сучасних, поки що, безальтернативних супутникових технологій. Аналіз досліджень підтверджує доцільність застосування місцевої системи координат під час виконання робіт на локальному рівні при площі об’єкта до 1000 га. За необхідності визначення площ об’єктів більших за 1000 га з точністю 50 м2, слід використовувати супутникові методи знімання, які забезпечують похибку визначення координат у межах 0,005-0,020 м.Item Technological features of creation of a large-scale topographical plan of Lviv city landfill using combined method(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Lozynskiy, V.; Nikylishyn, V.; Ilkiv, T.Purpose. The compliance with maintenance requirements of a landfill is an important factor that have affects on its functioning. The functioning of Lviv city landfill started in 1959 and continued till 2016. According to evidences from various resolutions, regulations, and scientific publications, it was used and exploited with disabilities and did not meet environmental and sanitary standards. On May 30, 2016 a waste flow slide occurred in consequence of fire and its extinguishing. To update the topographic information about the situation at the landfill, and to correct the remediation project, the following tasks should be performed: to create a topographical plan of scale 1 : 500 with a contour interval of 0.5m, to identify technological features of combined methods using UAV TRIMBLE UX-5 and the electronic total station Leica TCR 405, and to select and take into account the peculiarities of the researched object. Methodology and results. When creating large-scale topographic plans for different kinds of objects it should be noted that each object has its own peculiarities that should be considered. In the process of the territory reconnaissance, the boundaries of the surveyed site were determined and the possibility of applying an aerial survey by UAV and remote method of tacheometry survey were considered. According to the purpose, the large-scale topographical plan of Lviv city landfill with the scale of 1 : 500 with 0.5 m relief interval with coordinate system SC-63 and Baltic height system was created using combined methods. Additionally control of created DEM was implemented, the root-mean-square errors of the DEM were calculated before and after the use of technological operations and statistical methods. The results correspond to the requirements specified in the instructions for the topographic survey at an appropriate scale. Originality and practical significance. The developed and tested method of creating large-scale plans for the landfill enables designing organizations to solve a number of the following problems: designing new maps for storage place of solid waste, performing calculation of excavation works volume, creating working drawings for strengthening of existing dams and construction of new dams, and developing a plan for the location of the filtrate drainage system. Мета. Під час функціонування полігону ТПВ важливим факторам, який впливає на його роботу, є дотримання вимог щодо експлуатації. З початку роботи Львівського міського полігону ТПВ, а саме з 1959 р. і до 2016 p., як свідчать різні постанови, приписи та наукові публікації, він експлуатувався з порушеннями та не відповідав екологічним та санітарно-гігієнічним нормам. Внаслідок пожежі та результатів її гасіння ЗО травня 2016 р. стався зсув сміття. Для оновлення топографічної інформації про ситуацію на полігоні ТПВ, та для внесення коректив у проект рекультивації, слід виконати такі завдання: створити топографічний план у масштабі 1:500 з перерізом рельєфу через 0,5 м, а також визначити технологічні особливості комбінованого методу з використанням БПЛА TRIMBLE UX-5 та електронного тахеометра Leica TCR 405, виділити та врахувати особливості досліджуваного об’єкта. Методика та результати роботи. Під час створення великомасштабних топографічних планів різних об’єктів слід зазначити, що кожен має свої особливості, які слід врахувати під час розроблення планів. Під час виконання рекогностування місцевості вибрано межі ділянки знімання та можливості застосування аерознімання з використанням БПЛА та дистанційного методу тахеометричного знімання. Відповідно до поставленої мети створено великомасштабний топографічний план Львівського міського полігону ТПВ у масштабі 1:500 з січенням рельєфу 0,5 м у системі координат СК-63 та Балтійській системі висот комбінованим методом, виконано контроль побудованої ЦМР, обчислені СКП ЦМР до та після застосування технологічних операцій та статистичних методів. Отримані результати відповідають вимогам, зазначеним в інструкції з топографічного знімання відповідного масштабу. Наукова новизна та практична значущість. Розроблена та апробована методика складання великомасштабних планів для полігону ТПВ дає змогу для проектних організацій виконати низку таких завдань, а саме: проектування нових карт для складування ТПВ, виконання розрахунку об’єму земляних робіт, складання робочих креслень для укріплення та побудови нової дамби, розроблення плану розташування дренажної системи фільтрату.Item Зміст до збірника «Геодезія, картографія і аерофотознімання» Випуск 84(Видавництво Львівської політехніки, 2016)Item Elaboration of equipotential surfaces of planets using biorthogonal expansions(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Fys, С. M.; Sohor, A.; Yurkiv, M.Purpose. Using known and fixed Earth potential, presented asthe biorthogonal expansion, to culculate the geoid surface, which describes the actual shape of the planet. The external gravitational field is generally described by the series of spherical functions. Since the geoid is determined with the help of such functions, a question arises converning the identity to define the shape, moreover its several points does not belong to the region of convergence. Methodology and results. We consider representation of potential by convergent series everywhere, which makes it possible to find the geoid without specifying the location of points on the surface, although the geoid heights calculation is carried out by various relations. According to the known function of the mass distribution of the Earth, represented by the second degree polynomial, internal and external potential of elliptical planet are defined and the equipotential surfaces are found. Calculated values via these formulas and their degree of coincidence was analyzed. Defined in two ways surfaces do not coincide with each other because the difference in the values of the radius-vector amouts up to ten meters. So, when applying biorthogonal expansions of higher orders in constructing equipotential surfaces based on information about the external gravitational field it is necessary to take into account characteristics of expansion. Originality. Method of determining the shape of the Earth using the biorthogonal expansions of mass distribution function is proposed. This representation is characterized by a convergence for considered series and gives the opportunity to build digital models of the geoid (volumetric or as an isolines map). Practical significance. The results of numerical experiments, described in the article, led to the conclusion about the possibility of determining the equipotential surfaces that adequately describe the physical surface of the planet not only of the second but higher orders using biorthogonal expansions only with additional investigations. Calculation of geoid heights with high accuracy opens the way to observe many regional and local geodynamic phenomena, such as the movement of tectonic plates, and high accuracy leveling using GPS technology can solve a number of geodetic problems. Мета. За відомим фіксованим потенціалом Землі, поданим за допомогою біортогонального розкладу, як одного з варіантів його представлення, знайти поверхню геоїда, яка описує реальну фігуру планети. Зовнішнє гравітаційне поле описується, як правило, рядами за кульовими функціями. Оскільки геоїд визначають з їх використанням, тому виникає питання ідентичності визначення фігури, тим паче, що частина її точок не належить області збіжності. Методика і результати роботи. У роботі розглянуто представлення потенціалу всюди збіжними рядами, що дає можливість знаходити геоїд без уточнення розміщення точок на його поверхні, хоча обчислення висот геоїда здійснюється за різними співвідношеннями. За відомою функцією розподілу мас надр Землі, представленою многочленом другого степеня, визначено внутрішній та зовнішній потенціал еліптичної планети, за яким знайдено еквіпотенціальні поверхні. Проаналізовано обчислені значення за цими формулами та степінь їх співпадання. Визначені двома способами поверхні рівня не співпадають між собою, бо різниця в значеннях радіус-векторів досягає десятків метрів. Тому застосувати біортогональні розклади вищих степенів під час побудови еквіпотенціальних поверхонь на основі інформації про зовнішнє гравітаційне поле необхідно з урахуванням особливостей розкладу. Наукова новизна. Запропонований метод визначення фігури Землі з використанням біортогональних розкладів функції розподілу мас. Таке представлення характеризується збіжністю для розглянутих рядів та дає можливість будувати цифрові моделі геоїда (об’ємні, або у вигляді карт ізоліній). Практична значущість. Результати числових експериментів, наведених у статті, дали змогу зробити висновок про можливість визначення еквіпотенціальних поверхонь, які адекватно описують фізичну поверхню планети, не тільки другого, а і вищих порядків з використанням біортогональних розкладів лише за додаткових досліджень. Обчислення висот геоїда з високою точністю відкриває шлях до дослідження багатьох регіональних та локальних геодинамічних явищ, наприклад, руху тектонічних плит, а високоточне нівелювання за допомогою GPS-технологій дає змогу розв’язувати низку геодезичних задач.Item Dnister PSPP control GNSS network optimization(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Savchyn, I.; Duma, M.Goal. The development of conceptual frameworks and proposals to optimize the geometry of Dnister PSPP control GNSS network and to identify ways to improve the accuracy of GNSS measurements. Methodology. To select optimal geometric deployment of new and to clarify the position of existing points of Dnister PSPP control GNSS network it was developed a special methodology of optimizing the geometric configuration of the network. It foresees detecting of points position at which the value of optimization criteria will be minimal. As optimization criterion it was used the determinant of covariance matrix. Results. A methodology for optimizing the geometric network configuration using mathematical modeling was devised. As a result of the in-field inspection of points as well as detailed analysis conducted and processed measurements there were highlighted three key challenging groups of points of Dnister PSPP control GNSS network: points with poor reception of satellite signal; points centered using a tripod; points damaged during construction works. In order to improve rigidity and accuracy of Dnister PSPP control GNSS network it is necessary: to exclude the application of 4 GNSS measuring points (Portal-2, Nyzhniy, OZS-1-1 and OZS-23-2); to strengthen 4 points (GZ-10, GZ-11A, GZ-11B and GZ-12) with joint satellite angular and linear measurements; to replace 4 existing points (PP-221, PP-100, Obryv and OGZ-1) and set new 4 points (GZ-21, GZ-22, GZ-23 and GZ-24). To install the new points four areas were determined and they need monitoring. Optimization of Dnister PSPP control GNSS network using the devised methodology resulted in improved accuracy (by 8.3-10.0 %) depending on the amount of used GNSS receivers. Scientific novelty and practical significance. A new methodology of optimizing the geometric network configuration using mathematical modeling is proposed. Using this methodology Dnister PSPP control GNSS network was optimized. The methodology can also be applied to optimize other geodetic monitoring networks. Мета. Розроблення концептуальних основ та пропозицій щодо оптимізації геометрії опорної ГНСС-мережі Дністровської ГАЕС, а також визначення способів підвищення точності результатів ГНСС-вимірювань. Методика. Для вибору оптимального геометричного розміщення нових, а також уточнення положення наявних пунктів опорної ГНСС-мережі Дністровської ГАЕС розроблено спеціальну методику оптимізації геометричної конфігурації мережі, яка полягає в пошуку положення пунктів, за якого значення критеріїв оптимізації буде мінімальним. Як критерій оптимізації використано детермінант коваріаційної матриці. Результати. Розроблено методику оптимізації геометричної конфігурації мережі із застосуванням математичного моделювання. У результаті огляду пунктів на місцевості, а також детального аналізу проведених та опрацьованих вимірювань виділено три основні проблемні групи пунктів опорної ГНСС-мережі Дністровської ГАЕС: пункти із незадовільним прийомом супутникового сигналу; пункти з центруванням зі штативу; пункти пошкоджені під час будівництва. Для покращення жорсткості та точності опорної ГНСС-мережі Дністровської ГАЕС необхідно: вилучити з програми ГНСС-вимірювань чотири пункти (ПОРТАЛ-2, НИЖНІЙ, ОЗС-1-1 та 03С-23-2); підсилити спільними супутниковими та лінійно- кутовими вимірюваннями 4 пункти (ГЗ-10, ГЗ-11А, ГЗ-11Б та ГЗ-12); замінити 4 наявні пункти (ПП-221, ПП-100, ОБРИВ та ОГЗ-1) та встановити 4 нові пункти (ГЗ-21, ГЗ-22, Г3-23 та ГЗ-24). Для встановлення нових пунктів виділено чотири зони, що потребують контролю. Оптимізація опорної ГНСС-мережі Дністровської ГАЕС із використанням розробленої методики покращила точність на 8,3—10,0 % залежно від кількості використаних ГНСС-приймачів. Наукова новизна та практична значущість. Запропоновано нову методику оптимізації геометричної конфігурації мережі із застосуванням математичного моделювання. Використовуючи цю методику, виконано оптимізанію опорної ГНСС-мережі Дністровської ГЕС. Наведену методику також можна застосувати для оптимізації будь-яких геодезичних мереж моніторингу.Item Титульний аркуш до збірника «Геодезія, картографія і аерофотознімання» Випуск 84(Видавництво Львівської політехніки, 2016)Item Mapping of avalanche dangerous territories using GIS technologies(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Hrytskiv, N.; Laykun, L.; Babiy, L.Purpose. Avalanching is a natural phenomenon that can cause loss of life, destructions of residential and industrial buildings, inflict losses on forestry, agriculture and tourism development in mountainous areas. Monitoring and research of potential avalanche dangerous territories is an urgent task. Geoinformation modeling plays leading role for its solving. The purpose of this paper is to create raster thematic maps of avalanching hazards on the base of analysis of certain morphometric and environmental factors of avalanching in the territory of the mountain ridge Polonyna Borzhava. Methodology. Digital terrain models were obtained by vectorization of cartographic materials. This created vector models were interpolated into raster model, which became the basis for classification of geomorphometric factors of avalanching. The following factors of avalanche formation have been selected: fixed (hillside slopes, curvature and hills exposure) and variable (direction of winds). Resulting rasters were reclassified for further operations using the tools of map algebra, such as raster calculator. The classes of avalanche dangerous areas, depending on the combination of values of slope and exposure, were sorted in the resulting summation of rasters of slopes, curvature and orientation of slopes and generalization of the number of received classes. Results. A digital elevation model and raster thematic map of avalanche dangerous territories of mountain ridge Polonyna Borzhava were created. Originality. A comprehensive approach that includes integration of cartographic material, statistical meteorological data and some geomorphometric data about surface in a unified geographic information system allocates the territories with consistent snow avalanche phenomena of mountain ridge Polonyna Borzhava. Practical significance. Certain geomorphometric parameters of relief of mountain ridge Polonyna Borzhava were considered to determine areas with different degrees of avalanche hazard. Mapping of snow avalanche phenomena of Polonyna Borzhava ridge in scale of 1 : 50000 was implemented. The thematic map of relative avalanche hazard will allow professionals to focus on specific territories during the planning activity considering potential threats caused by snow avalanches. Мета. Лавиноутворення є природним явищем, здатним зумовити загибель людей, спричиняти руйнування житлових та виробничих будівель, завдавати збитків лісовому, сільському господарствам та розвитку туризму у гірських районах. Моніторинг та дослідження потенційно лавинонебезпечних територій є актуальним завданням, одну з провідних ролей у вирішенні якого можуть відіграти засоби геоінформаційного моделювання. Тому метою цієї роботи є створення растрової тематичної карти лавинної небезпеки на основі аналізу окремих морфометричних та природних чинників лавиноутворення на території хребта Полонини Боржави. Методика. Через векторизацію картографічних матеріалів отримано цифрову модель місцевості. Створену векторну модель інтерпольовано у растрову, яка стала основою для класифікації геомор- фометричних чинників лавиноутворення. Чинниками утворення лавин обрано з постійних - нахил схилів, кривину та орієнтування схилів і один змінний природний чинник - напрямок вітрів. Отримані растри перекласифіковані для виконання подальших операцій над ними із застосуванням інструментів алгебри карт, а саме растрового калькулятора. У результаті суми растрів нахилів, кривини та орієнтування схилів і генералізації кількості отриманих класів, виділено класи територій лавинної небезпеки залежно від поєднання величин нахилу та експозиції. Результати. Створено цифрову модель рельєфу та растрову тематичну карту лавинонебезпечних ділянок хребта Полонини Боржави. Наукова новизна. Комплексний підхід, який передбачає інтеграцію картографічного матеріалу, статистичних метеорологічних даних та окремих геоморфометричних даних про поверхню в єдину геоінформаційну систему, дає змогу виділити території постійної дії сніголавинних явищ хребта Полонини Боржави. Практична значущість. Для визначення територій з різним ступенем лавинної небезпеки враховано окремі геоморфометричні параметри рельєфу хребта Полонини Боржави. Проведено картографування сніголавинних явищ Боржавського хребта у масштабі 1:50000. Наявність тематичної карти відносної лавинної небезпеки дасть змогу фахівцям зосередити увагу на конкретних територіях під час планування діяльності та виникнення потенційних загроз від сходження снігових лавин.Item The use of unmanned aerial vehicles for estimation estimating the market real real-estate value(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Hubar, Yu.The Purpose. The problem of applying unmanned aerial vehicles for real estate estimating estimations has become important with the development of modern methods of distance sensing of residential areas. For several decades aerial photography has been an effective tool for performing geodetic survey, geophysical studies and various types of monitoring. Modern technology used in creating topographic and cadastral plans is based on using digital data of aerial photography [Burshtynska H., Stankewych S., 2013]. However, the cost of airplanes and helicopters used in applying the local large-scale survey is the alternative solution is applying unmanned aerial vehicles (UAVs) for real estate estimation. The Methodology. The methodology is based on the necessity of utilizing UAVs for estimation of the market real estate value. Creating large-scale plans of rural areas on the basis of data obtained from UAVs is required for projecting gain plans [Glotov V., Korduba Yu., 2011; Glotov V., Gunina A., 2014]. This is related to the land accounting and setting boundaries in a particular region. UAV aerial photography has additional advantages in comparison with traditional and space photography. The Results. The investigations show the importance of UAV application for real estate estimation. The course of using UAVs is to obtain photos with certain characteristics. Aerial photography is known as a distance sensing technology and economically justified method of collecting spatial information, as the basis for creating cadastral plans and maps, three-dimensional models of the relief and the territory [Glotov V., Tserklevych A. et al., 2014]. It can also be used for estimation of the market value of real estate. Scientific Innovation. The research connected to the use of UAVs for estimation the market of the real estate value has been done for the first time. Theis article proves that at the time of collection and analysis of basic data in order to improve the quality of raw materials reliability, as well as for rapid and precise geometric characteristics of the studied object and selecting similar objects to the estimative that unmanned aerial devices should be used. The Practical Significance. The UAV application for the estimation of market real estate value is of high economic efficiency. As the result the determination of geometric characteristics is cheaper compared to traditional surveying methods. UAV photography has additional advantages in comparison to traditional methods, particularly the possibility of obtaining high accuracy images (one point per centimeters) in the territory. It gives the possibility to make detailed photos of small objects and small areas when there is no value or technical possibility to do it by using other methods, as in urban conditions. The other advantages of UAV photography are its mobility; high efficiency; and the environmental purity of flights. Мета. Упродовж розвитку сучасних методів дистанційного зондування території населених пунктів актуальності набуває проблема застосування безпілотних літальних апаратів для оцінювання нерухомості. Аерознімання вже протягом кількох десятиліть є ефективним інструментом для виконання геодезичних робіт, геофізичних досліджень та проведення різних видів моніторингів. Сучасні технології створення топографічних та кадастрових планів грунтуються саме на використанні матеріалів цифрового аерознімання [Бурштинська X., Станкевич С., 2013]. Однак собівартість застосування літаків та гелікоптерів для локального великомасштабного знімання на порядок вища і тому альтернативним рішенням є використання БПЛА для оцінювання нерухомості. Методика. Методика грунтується на необхідності використання БПЛА для оцінювання ринкової вартості нерухомості. Створення великомасштабних планів сільських населених пунктів на основі даних, отриманих за допомогою БПЛА, необхідне для проектування генеральних планів [Глотов В., Кордуба Ю., 2011; Глотов В., Гуніна А., 2014]. А це, своєю чергою, пов’язано із обліком земель та встановленням меж у певному регіоні, а також необхідності оцінювання ринкової вартості нерухомості. Безпілотні літальні апарати широко використовують для аерознімання, оскільки є недорогою альтернативою традиційному зніманню з літаків, гелікоптерів, мотодельтапланів та супутників. Крім високої економічної ефективності, тобто здешевлення в десятки разів БПЛА, мають додаткові переваги порівняно з традиційним аеро- та космічним зніманням. Результати. Виконані дослідження доводять важливість застосування БПЛА в оцінці нерухомості. Мета використання БПЛА полягає у отриманні зображень території із заданими характеристиками. Відомо, що аерознімання, як вид дистанційного зондування землі економічно і технологічно виправданий спосіб збору просторової інформації, основа для створення кадастрових планів і карт, тривимірних моделей рельєфу і місцевості [Глотов В., Церклевич А. та ін., 2014]. І також повинна використовуватися для оцінювання ринкової вартості нерухомості. Наукова новизна. Вперше виконано дослідження пов’язані із можливістю використання БПЛА для оцінювання ринкової вартості нерухомості. В статті доведено, що на етапі збору та аналізу вихідних даних з метою підвищення якості на надійності вихідних матеріалів, а також з метою швидкого і точного встановлення геометричних характеристик об’єкта дослідження і вибору подібних об’єктів до об’єкта оцінювання доцільно використовувати безпілотні літальні апарати. Доведено, що безпілотні літальні апарати є недорогою альтернативою традиційному зніманню з літаків, гелікоптерів, мотодельтапланів та супутників, а також використанню наземних методів. Практична значущість. Використання БПЛА для оцінювальної діяльності має досить високу економічну ефективності, а саме здешевить визначення геометричних характеристик об’єкта оцінки в десятки разів порівняно з традиційними геодезичними методами. БПЛА мають додаткові переваги порівняно з традиційним зніманням, а саме: можливість отримання надвисокого розрізнення (одиниці й десяті сантиметра) на місцевості; можливість детального знімання невеликих об’єктів і малих ділянок там, де це цілком не рентабельно або технічно неможливо зробити іншими способами, наприклад, в умовах міської забудови; мобільність; висока оперативність; екологічна чистота польотів.Item Evaluation of three-dimensional deformation fields of the Earth by methods of the projective differential geometry. Rigid rotations of the Earth(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Tadyeyev, O. A.Aim. The aim is this research is the evaluation of the Earth’s rigid rotation as a component of global deformation fields in interconnection with angular distortions of the geocentric spatial coordinate system. Methodology. Solutions will be achieved by methods of projective differential (metric) geometry based on the differential presentation of transformations of Riemannian space images in the form of its complicated diffeomorphic manifolds. Based on the essence of the International Terrestrial Reference System (ITRS).in which the input data are given, and on a global scale the deformation fields, as a Riemannian manifold it is defined as a the tangent of Euclidean space. To solve the problem are used the methods of description the change of the Riemannian metric in the tangent Euclidean space, is parameterized by the Cartesian coordinate system. Results. The basis of the methods used enabled the results, which are the terms of its content. The practical application has a dual interpretation. In the former , an expression of angular distortions for needs of the deformation analysis is derived from formulas for angles of the rigid Earth's rotation into projections on ITRS coordinate planes. At the same time, it is proven that these angles are indicators of the coordinate system distortion. The hypothesis of probable deformations of the spatial geocentric coordinate system is substantiated by the geophysical content of the ITRS concept. The identity of conditions of the Earth's parameterization by ITRS and of the tangent Euclidean space parameterization by the Cartesian coordinate system has been proven. On this basis, the truthfulness of the hypothesis can be verified by empirical values of angles that are defined from results of GNSS-observations. In this case of significant importance, they are indicators of angular distortions of the ITRS system or an expression by deviations from the axes orthogonality in its ITRF version as measures of the oblique-angled Cartesian system into the any epoch of observation that follows. Using methods of projective differential geometry the formulas are obtained for the coordinate axes directions of the deformed system. Scientific novelty. It is proven that the approach for solving the problem of the deformation analysis in geodynamics based on the Riemannian geometry it is generalizing relative to its use. On this basis, prospects for filing of deformation fields by nonlinear functional models are substantiated. Practical significance. The obtained results are designed to be used for the evaluation of global deformation fields of the Earth and solving problems of the modern geodesy in its interconnection with geodynamics in the context of reference frame research. All analytical expression of angular distortions is given in general form, which is able to transfer the nonlinear deformation tendencies. A methodology of the deformation analysis is adapted to be used as input data for the results of the Global Navigation Satellite System (GNSS) monitoring station coordinates, taking into account the probable ITRS angular distortions. Мета. Оцінювання жорсткого обертання Землі як складової глобальних деформаційних полів у взаємозв’язку з кутовими спотвореннями геоцентричної просторової системи координат. Методика. Розв’язки досягнуто методами проективно-диференціальної (метричної) геометрії на основі диференціального подання перетворень образів ріманового простору у формі його складних диффеоморфних многовидів. Враховуючи сутність системи ГЛ^Б, у якій задано вхідні дані, та глобальний масштаб деформаційних полів, рімановим многовидом визначено дотичний евютідовий простір. Щоб виконати завдання, використано прийоми описування змін ріманової метрики у дотичному евклідовому просторі, який параметризований декартовою системою координат. Результати. Використовувана основа дала змогу одержати результати, які з погляду їх змісту і практичного застосування мають двояку інтерпретацію. У частині вираження групи параметрів кутових спотворень для потреб деформаційного аналізу встановлено співвідношення для кутів жорсткого обертання Землі в проекціях на координатні площини системи ITRS. Водночас доведено, що ці кути є показниками спотворень системи координат. Гіпотеза ймовірних деформацій геоцентричної просторової системи обгрунтована геофізичним змістом концепції створення ITRS. Аргументовано тотожність умов параметризапії Землі системою ITRS і параметризанії дотичного евютідового простору декартовою системою координат. На цій основі істинність гіпотези можна перевірити за емпіричними значеннями кутів, які визначені з результатів GNSS-спостережень. За умови достатньої значущості, вони є показниками кутових спотворень системи ITRS чи, у вираженні відхиленнями від ортогональності осей у ITRF-реалізації, мірами косокутної декартової системи на будь-яку епоху спостережень після реалізації. Методами проективно-диференціальної геометрії одержано аналітичні вираження напрямів координатних осей деформованої системи. Наукова новизна. Доведено, що підхід до розв’язання задач деформаційного аналізу в геодинаміці на засадах ріманової геометрії є узагальнювальним відносно використовуваного. На такій основі обгрунтовано перспективи подання деформаційних полів нелінійними функціональними моделями. Практична значущість. Одержані результати спрямовані на їх використання під час оцінювання глобальних деформаційних полів Землі та вирішення питань сучасної геодезії в її взаємозв’язку з геодинамікою на основі досліджень референцних систем координат. Усі аналітичні вираження показників кутових спотворень подано у загальному вигляді, який здатний передати нелінійні закономірності деформації. Методика деформаційного аналізу адаптована до використання вхідними даними результатів GNSS-моніторингу координат станцій з урахуванням деформації системи ITRS.