Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2017. – Випуск 86

Permanent URI for this collection

Міжвідомчий науково-технічний збірник

У збірнику опубліковані статті за результатами досліджень інженерної геодезії, супутникової геодезії, геодезичної гравіметрії, картографії, фотограмметрії, дистанційного зондування Землі, геоінформатики, кадастру та моніторингу земель.

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, 2017. – Випуск 86. – 92 с. : іл.

Геодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник

Зміст (том 86)


1
5
11
19
35
45
58
66
73
80
88

Content (Vol. 86)


1
5
11
19
35
45
58
66
73
80
88

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 11 of 11
  • Item
    Technology of optimal site selection for solar photovoltaic power plants using GIS and remote sensing techniques
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Перович, Л.; Кереуш, Д.; Perovych, L.; Kereush, D.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Використання наземних сонячних фотоелектричних електростанцій (СЕС) для виробництва електроенергії протягом останніх десяти років суттєво збільшується по всьому світу. Це зростання обумовлено політичними стимулами, такими як «зелений» тариф, а також низька вартість та висока продуктивність сонячних панелей. Оскільки використання сонячних енергоносіїв зростає, необхідність пошуку кращих місць для їх розташування також збільшуватиметься. Оптимальне розміщення СЕС важливе для максимізації корисних характеристик проектів, одночасно мінімізуючи негативні. Зокрема, оптимальне розміщення може максимізувати виробництво електроенергії на таких електростанціях, мінімізуючи витрати, вплив на навколишнє середовище та соціальне середовище. Тому метою є розроблення концепції, яка становить інтегрований алгоритм для оцінювання придатності землі для оптимального розміщення сонячних електростанцій. Методика. Запропоновано загальну комплексну основу (алгоритм) для оцінювання придатності земель для оптимального місця розташування сонячних електростанцій, яка є поєднанням географічної інформаційної системи (ГІС), методів дистанційного зондування Землі (ДЗЗ), аналізу та прийняття управлінських рішень. Використано винятково безкоштовне та відкрите програмне забезпечення (Free and Open Source Software). Результати. Доведено достовірність технології для оптимального розташування сонячних електростанцій на території “пілотного” Заставнівського району Чернівецької області (Україна). Опрацювання даних складається з двох частин: опрацювання критерія оцінки та критерія виключення. На результуючій карті придатності земель для розміщення сонячних електростанцій визначено 58 найоптимальніших земельних ділянок для будівництва СЕС із загальною площею 7,44 кв. км або 743,91 га – це 1,2 % площі “пілотного” району. Для висвітлення комерційної життєздатності обраних земельних ділянок запропоновано визначення кількості енергії, яку можна отримати з однієї сонячної електростанції, розташованій на експериментальній земельній ділянці. Як інструмент для оцінювання продуктивності енергосистеми використовують веб-додаток “PVGIS” (EU JRC). Визначено, що щорічна продуктивність експериментальної СЕС становить близько 250 МВт з оптимальним нахилом панелей 36º. Загальна втрата в цьому випадку становить 20,3 %. Наукова новизна та практична значущість. Наведено комплексний аналіз природних факторів, що впливають на вибір місця розташування сонячної ферми, а також використання методів дистанційного зондування та методології багатокритеріального аналізу для отримання остаточної карти. Відповідно до літературних оглядів, експертного висновку та міжнародного досвіду запропоновано класифікацію окремих критерій у декількох діапазонах на підставі придатності земель для сонячної енергетики. Вперше в Україні, зокрема, у Заставнівському районі (Чернівецька область) отримано достовірні дані щодо оптимального розташування фотоелектричних сонячних електростанцій. Варто зазначити, що запропоновано використання винятково даних, які є у вільному доступі у мережі Інтернет, а також вільного програмного забезпечення з відкритим кодом.
  • Item
    Errors in cadastral data exchange files – case study
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Пересоляк, Р.; Peresoliak, R.; Ужгородський національний університет; Uzghhorod national university
    З огляду на важливість земельного кадастру якість кадастрового обміну має надзвичайно важливу роль як для земельного кадастру, так і для всіх інших кадастрів загалом. Незважаючи на широкий вжиток кадастрових файлів обміну формату XML у сфері землеустрою, відсутність достатнього розуміння концептуальних особливостей цієї технології не дає змоги повною мірою розкрити її потенціал і, як наслідок, функціонально покращити кадастровий файл обміну та систему кадастрів України. Матеріали цієї статті дають змогу окреслити широко відомі файли в сфері землеустрою із нової точки зору, як мову розмітки. Детально проаналізовано та висвітлено недоліки елементів структури кадастрового файлу обміну, виконаного за допомогою технології XML. Результат. Зміна погляду на кадастровий файл обміну, запропонована цією статтею, дає змогу удосконалити механізм внесення зміни до структури кадастрового файлу обміну та безпосередньо визначити його. Базуючись на аналізі недоліків наявного стану кадастрового файлу обміну, розроблено новий дизайн кадастрового файлу обміну. В цій роботі продемонстровано прояви неопрацьо- ваності структури кадастрового файлу та його ніким неврегульовані динамічні зміни. На момент написання статті доступною була версія визначника мови кадастрового файлу обміну 7 версії. Незважаючи на те, що це всього визначник, розроблений винятково для внутрішнього застосування середовищем Digitals, однак, сам факт відсутності такого самого визначника визначеного законом приводить до самовільного трактування вірності будови кадастрового файлу реалізованого засобами програмного забезпечення, як Digitals, так й іншого. Наукова новизна. Отримані результати дають змогу використати їх як базис для подальшого вдосконалення кадастрового файлу обміну, а також усунути наявні недоліки та розбіжності із нормативно- правовими аспектами визначення структури кадастрових файлів.
  • Item
    Comparison of transformation 3D scans
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Маліцький, А.; Malitskyi, A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Метою цього дослідження є практичне визначення достовірності одержаних результатів з використанням повністю автоматичного методу орієнтування сканів. Одержані результати визначають у двох різних програмних засобах. Одержані результати порівнюють з результатами орієнтування сканів методом суміщення спільних точок з використанням спеціальних марок – 3D-сфер. Методика. Запропоновано методику, яка ґрунтується на створенні декількох станцій сканування на короткій відстані та однієї на порівняно більшій відстані. Одна з дальних від об’єкта сканування станцій визначатиметься базисною. Ця станція має охопити усі опорні точки та об’єкти, по яких проводитиметься реєстрація сканів, а також більшу частину сканованого об’єкта. Контроль одержаних результатів проводитиметься шляхом моделювання поверхні 3D-сфер та їхнім порівнянням. Результати. У 2015 році під час археологічних розкопок на розі вулиць Краківська–Вірменська виникла потреба зафіксувати залишки історичної забудови. Ці залишки становили стіну протяжністю приблизно 24 м. Для забезпечення повноти відомостей використано наземне лазерне сканування як оптимальний метод 3D-знімання протяжних складних у будові об’єктів. Для мінімального впливу помилки орієнтування сканів та зменшення підготовчих робіт зі сканування використано методику базисного скану з високим рівнем перекриття та досліджено результати орієнтування сканів. Наукова новизна. Запропонована методика проведення наземного лазерного сканування забезпечує виконання ітеративного методу пошуку найближчої точки. Спосіб контролю одержаних результатів є найдостовірнішим з практичного погляду, адже ґрунтується на порівнянні розміщення груп точок та 3D-моделювання. Практична значущість. Використання застосованих методів дає змогу значно скоротити час на проведення польових робіт з наземного лазерного сканування, одержати дані з мінімальним впливом помилки реєстрації сканів.
  • Item
    Retrospective-geographical analysis of Lviv city landfill
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Лозинський, В.; Колб, І.; Ільків, Т.; Lozynskyi, V.; Kolb, I.; Ilkiv, T.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Щорічне зростання об’ємів сміття, що захоронюються на полігонах твердих побутових відходів (ТПВ), призводить до необхідності контролювати діяльність таких комунальних та приватних підприємств та проводити як екологічний, так і інженерний моніторинг їхньої діяльності. Серед контрольованих параметрів під час інженерного моніторингу є геометричні розміри земельних ділянок, розміри та динаміка тіла складу відходів, контроль поширення стічних вод та інші числові параметри, що їх можна отримати геодезичним методом та за допомогою неконтактних вимірювань. Для встановлення особливостей функціонування ТПВ у минулому важливим джерелом даних є архівні паперові карти та матеріали аерофотозйомки. Ці матеріали можна застосувати для вирішення низки наукових і практичних задач, а отже є потреба у побудові коректного представлення архівних даних у геоінформаційних системах та створення технології добування геоданих з архівних карт і знімків сучасними засобами. Основною метою роботи є встановлення просторово-часових особливостей функціонування Львівського міського полігону ТПВ за останні 60 років його діяльності. Методика та результати роботи. Відповідно до поставленої мети ми зібрали та проаналізували архівні картографічні матеріали, які створені впродовж 1950–2006 рр. на території Львівського міського полігону ТПВ. Використовуючи топографічні карти станом на 1972, 1985, 1991 рр., створені в масштабі 1: 10 000, 1: 25 000, встановлено площі ділянки складування відходів на відповідний період, виявлено просторово-часові особливості функціонування полігону. Опрацьовано архівні аерофотознімки 1988 р., на основі яких планується в подальшому побудувати цифрову модель рельєфу. На основі топографічного плану 2006 р. побудовано цифрову модель рельєфу, визначено кількісні параметри Львівського полігону ТПВ, а саме: площу та об’єм. Наукова новизна та практична значущість. Вперше в Україні проведено ретроспективно- географічний аналіз Львівського міського полігону ТПВ у період з 1950–2006 рр. на основі архівних матеріалів. Результати цього аналізу дають змогу встановити тенденції зміни просторово-часових особливостей функціонування, яка містить побудову цифрових моделей рельєфу та встановлення геометричних параметрів полігону ТПВ. Отримані результати геоінформаційного моделювання, які подані в цій роботі, можуть слугувати фахівцям у сфері поводження з відходами (спеціалісти житлово-комунального господарства, екологічної інспекції та науково-дослідних організацій) для контролю за дотриманням правил експлуатації полігонів ТПВ.
  • Item
    Interactive cartographic web application “sites of commemoration of the Ukrainian revolution 1917–1921”
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Голубцов, О.; Сосса, Р.; Golubtsov, O.; Sossa, R.; Інститут географії НАН України; Національний університет “Львівська політехніка”; National Academy of Sciences of Ukraine; Lviv Polytechnic National University
    Метою дослідження є опрацювання концептуального підходу та розроблення методичних засад створення інтерактивного веб-додатка “Місця пам’яті Української революції 1917–1921 років”, його змістовного наповнення та структури; опрацювання технологічної схеми практичної реалізації такого проекту. Методика та результати робіт. Українська революція 1917–1921 років стала визначальним етапом в історії українського державотворення. Ефективним способом інформування суспільства про ці події є публікація і поширення в Інтернеті інтерактивного картографічного веб-додатка, створеного за допомогою ГІС-технологій. Опрацьовано принципи організації інформації про місця пам’яті Української революції і запропоновано розподіл даних за двома рівнями: часовий (хронологічно виділено три державні утворення) і подієвий (у межах цих державних утворень). ГІС розглядаємо не лише як сукупність інструментів геооброблення та організації геоданих, а й як спосіб комунікації та донесення інформації до користувачів за допомогою Інтернет. Під час створення картографічного інтерактивного веб-додатка використовували лінійку програмних продуктів компанії ESRI Inc. Роботи із створення вихідної бази геоданих, розроблення та редагування базових та тематичних карт здійснені в середовищі програмного забезпечення ArcGIS for Desktop. В ArcGis Pro попередньо підготовлено веб-шари карти (налаштування стилів, підписів та масштабів відображення) та публікація веб- шарів. Хмарний сервіс ArcGIS Online і онлайн-конструктор WebApp Builder for ArcGIS застосовані на завершальному етапі створення картографічного веб-додатка. Визначено вимоги до спеціалізованого картографічного онлайн-продукту та обґрунтовано переваги застосування технологій веб-картографування. Завдання із розроблення такого продукту реалізується за допомогою створення інтерактивного картографічного веб-додатка (Web-App) на платформі ArcGIS Online. Web-App доповнений і поєднаний із медіаконтентом (фото, ілюстрації, відео, тексти). Функціональність Web-App забезпечується через використання налаштовуваних віджетів (widget), які не тільки забезпечують інтерактивність веб-карти (часова карта, спливаючі вікна та інші), а й дають можливість аналізу карт (розширений пошук по об’єктах карти, знаходження об’єктів у заданому радіусі тощо). Збір даних про місця пам’яті можна розподілити серед багатьох виконавців у різних державних на наукових установах. Формування бази даних доцільно здійснювати у цифрових таблицях MS Excel або Google Таблиці / Форми), які можна експортувати в атрибутивні таблиці класів просторових даних у ГІС. З метою цілісного збереження і ефективного управління даними про місця пам’яті, вся отримана інформація опрацьована і організована у файловій базі геоданих, яка складається із наборів класів об’єктів. Набори класів об’єктів створені одразу у системі координат WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere), яку використовують під час створення веб-карт та веб-додатків. Для укладання базової карти у проекті використовують дві бази даних: для території України – базовий масштаб 1:100 000 і для великих міст – базовий масштаб 1:10 000. Як приклад реалізації опрацьованої Концепції розроблено демо-версію картографічного інтерактивного веб- додатка “Місця пам’яті Української революції 1917–1921 років” для міста Києва. Наукова новизна та практична значущість. Уперше в Україні для відновлення та збереження національної пам’яті про події Української революції 1917–1921 років опрацьовано Концепцію створення інтерактивної веб-карти України “Місця пам’яті Української революції 1917–1921 років, що ґрунтується на сучасних методах геоінформаційного картографування. Розроблено методичні засади створення картографічного інтерактивного веб-додатка, його змістовного наповнення та структури. Технологічну схему практичної реалізації проекту розроблено на основі програмного забезпечення компанії ESRI Inc.
  • Item
    Analysis and research results of GNSS data representativeness in estimation of modern horizontal motion of the earth’s surface (on the example of Europe’s territory)
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Савчук, С.; Тадеєв, О.; Прокопчук, А.; Savchuk, S.; Tadyeyev, O.; Prokopchuk, A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Національний університет водного господарства та природокористування; Lviv Polytechnic National University; National University of Water and Environmental Engineering
    Проаналізовано сучасний стан використання GNSS-даних для вирішення завдань геодинаміки, дослідженням ступеня придатності даних для оцінювання регіональних рухів земної поверхні з позицій критеріїв їхньої точності та тривалості спостережень, понад яку вони здатні забезпечити репрезентативні результати оцінювання. Методика. Мету досліджень вмотивовано відсутністю однозначно встановлених показників руху літосферних плит, відмінностями стратегій опрацювання спостережень і відповідного програмного забезпечення, неврегульованістю встановлення мінімальної тривалості спостережень, а також потребою збільшення густоти покриття територій і залучення великої кількості станцій для деталізації тектонічних моделей, деформаційного аналізу, районування територій і виявлення аномальних зон потенційно небезпечних геологічних процесів. Вхідними даними обрано три загальнодоступні бази часових координатних рядів станцій у межах Євразійської плити на території Європи, які розміщені в архіві SOPAC: база даних SIO, сформована опрацюванням спостережень у програмному комплексі GAMIT-GLOBK (177 станцій), і дві бази даних JPL (204 станції), де координатні ряди одержано опрацюванням спостережень у програмному комплексі GIPSY-OASIS і комбінованим QOCA-розв’язком. Емпіричним дослідженням осібно для кожної бази даних підлягали координатні ряди протягом 1.01.2005–1.01.2015 рр. з дискретизацією в один місяць. Суть експерименту полягала у визначенні таких інтегрованих показників руху досліджуваної поверхні як середні вагові лінійні зміщення, довжини і напрямки векторів і швидкості руху. Ці показники обчислені за усіма станціями, а також після їх вибраковування за двома формальними критеріями репрезентативності: 1) абсолютні значення зміщень станцій перевищують їхні середні квадратичні похибки; 2) абсолютні значення зміщень перевищують їхні граничні похибки. З погляду таких критеріїв виявлено станції, які вибраковувались найчастіше, тому повинні підлягати ретельному індивідуальному аналізу за їх використання для потреб геодинаміки. Результати. Результати експерименту показали, що мінімальна тривалість спостережень не є сталою величиною і повинна встановлюватись для кожного емпіричного набору даних. За найоптимістичнішими оцінками досягнення міліметрового рівня точності показників руху можливе при тривалості спостережень понад 2.5 років за умови використання координатних часових рядів бази даних JPL (QOCA). Такий термін досягається за обома критеріями вибраковування для періоду спостережень 2005– 2008 рр., який наближено вкладається у межі офіційних ITRF-реалізацій. Досягнення сантиметрового рівня точності за таких самих умов можливе вже понад термін 0,8 року. Для усього десятилітнього дослідного періоду вказані терміни більш ніж подвоюються. Такі великі розбіжності не знайшли іншого пояснення, крім того, що є наслідком руху і не скорегованого поточного положення початку відліку референцної системи ITRS. Наукова новизна і практична значущість. Одержаний результат вказує на необхідність запровадження новітньої ITRF-реалізації і більш частого коригування положення початку відліку. За умови дотримування зазначених мінімальних термінів спостережень вибраковування за граничним критерієм недоцільне як таке, що зумовлює відсіювання великої кількості станцій. Результати експерименту посвідчили переваги QOCA-розв’язків, порівняно з GIPSY-OASIS та GAMIT-GLOBK, з погляду використання часових координатних рядів для потреб геодинаміки.
  • Item
    Investigation of refraction field over water surfaces
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Перій, С.; Корлятович, Т.; Літинський, В.; Покотило, І.; Periy, S.; Korliatovych, T.; Litynskyy, V.; Pokotylo, I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Дослідити можливості застосування двостороннього неодночасного тригонометричного нівелювання над водними поверхнями з частковим урахуванням вертикальної рефракції. Методика. Виконані експериментальні дослідження вертикальної рефракції над водними поверхнями в денний період у рівнинній та горбкуватій місцевості у літню пору року. Виконані неодночасні взаємні лінійно-кутові спостереження над різними водними поверхнями із застосуванням роботизованого тахеометра. Для порівняння, визначено перевищення між спостережуваними пунктами геометричним нівелюванням. Результати. Обчислені середньоінтегральні коефіцієнти вертикальної рефракції. Виявлено, що над водними поверхнями може встановлюватись як стійка, так і нестійка стратифікація приземного атмосферного прошарку. Обчислені середньоінтегральні складові вертикальної рефракції із двосторонніх спостережень та степені флуктуацій зенітних відстаней. Порівняно перевищення отримані із двостороннього неодночасного тригонометричного нівелювання із урахуванням вертикальної рефракції за флуктуаціями зенітних відстаней, а також отриманих із урахуванням еквівалентних висот із перевищеннями отриманими геометричним нівелюванням. Наукова новизна. Отримана формула розрахунку аномальної складової вертикальної рефракції за двосторонніми лінійно-кутовими спостереженнями. Отримана формула обчислення степеня флуктуацій зенітних відстаней під час двосторонніх спостережень. Практична значущість. Показана можливість застосування неодночасного двостороннього тригонометричного нівелювання на трасах до 1 км взамін геометричного нівелювання над водними поверхнями.
  • Item
    Modeling of the Earth’s gravitational field using spherical functions
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Джуман, Б.; Dzhuman, B.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Існує багато методів моделювання регіонального гравітаційного поля, в яких використовують сферичні функції Лежандра цілого ступеня, проте дійсного порядку. Проте вони стосуються переважно регіону, який за формою становить сегмент сфери. Крім того, для їх використання потрібно вхідні дані трансформувати на сегмент сфери з центром на північному полюсі. Метою цієї роботи є знаходження системи функцій, яка б мала ортогональні властивості на довільній сферичній трапеції, а також дослідження властивостей такої системи. Методика. Взявши за основу сферичні функції Лежандра на сферичному сегменті, розроблено систему функцій, ортогональну на довільній сферичній трапеції. Такі функції не можна задати в явному вигляді, а також вони не мають рекурентних співвідношень. Результати. Розглянуто приєднані сферичні функції Лежандра на сферичній трапеції, які мають властивість ортогональності у цьому регіоні. Наведено формули для знаходження норми таких функцій. Отримані функції можна використовувати для побудови регіональних моделей гравітаційних полів на довільній сферичній трапеції. Ортогональна властивість досліджуваних функцій забезпечує стійкий розв’язок під час знаходження невідомих коефіцієнтів моделі. Для високоточного моделювання регіонального гравітаційного поля необхідно перегрідувати вхідні дані (виміряні трансформанти геопотенціалу) на певний грід, і після цього можна використати часткову дискретну ортогональність даних функцій по довготі або повну дискретну ортогональність подібно до другого методу Неймана. Це дає змогу суттєво скоротити час обчислень без втрати точності, адже досліджувані функції не мають рекурсивних співвідношень і для їх знаходження необхідно використовувати розклад у гіпергеометричний ряд. Наукова новизна і практична значущість. У цій роботі вперше отримано систему функцій, ортогональну на довільній сферичній трапеції. Її можна використовувати для побудови регіонального гравітаційного поля, регіонального магнітного поля, а також для задач високоточної інтерполяції або апроксимації, наприклад побудови регіональної моделі іоносфери.
  • Item
    Зміст "Геодезія, картографія і аерофотознімання"
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28)
  • Item
    Титульний аркуш до "Геодезія, картографія і аерофотознімання"
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28)
    У збірнику опубліковані 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 затвержений МОН України