Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2014. – Випуск 79
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/25478
Міжвідомчий науково-технічний збірник
У збірнику публікуються 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, молоді та спорту України, Національний університет "Львівська політехніка" ; відповідальний редактор К. Р. Третяк. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2014. – Випуск 79. – 116 с. : іл. – Бібліографія в кінці розділів.
Browse
Search Results
Item Світлій пам’яті видатного геодезиста та землевпорядника Петра Гервазійовича Черняги(Видавництво Львівської політехніки, 2014)Item Світлій пам’яті відомого вченого-астронома, видатного спеціаліста в галузі селенодезії Віталія Степановича Кислюка(Видавництво Львівської політехніки, 2014)Item Світлій пам’яті педагога, науковця, поета Ігора Садуковича Пандула(Видавництво Львівської політехніки, 2014)Item Зміст до збірника «Геодезія, картографія і аерофотознімання» Випуск 79(Видавництво Львівської політехніки, 2014)Item Титульний аркуш до збірника «Геодезія, картографія і аерофотознімання» Випуск 79(Видавництво Львівської політехніки, 2014)Item Сalculation of optimal values of measured lenghts for accurate determination of small segments(Видавництво Львівської Політехніки, 2014) Lityns’kyy, V.; Fys, M.; Pokotylo, I. I.; Lityns’kyy, S.The paper considers a method of minimizing error when the linear values are determined by measured distances and angles by device that is located not directly ahead of determined intervals. The formula is given for choosing the optimal distance and angles to determined objects. The optimal distances and angles are depended on the defined linear segments and the accuracy of the measured distances and angles to determined objects. As can be seen from the analysis of the determination of the formulas accuracy of determined segments are several times (from 5 to 25 times) higher than the precision of measurements, which define these segments. The graphs of accuracy of defined segments by the accuracy of the measured distances and angles are also given. The proposed method can be used to calculate the accuracy of the previous determination of small segments when using the devices for measuring linear and angular values of specified accuracy. Measurement of small segments with high accuracy requires special instruments or devices. For example, to determine the length of the meter and decimeter ranges of leveling rods, that are used in II, III and IV leveling classes, one need to have control meter or special comparator. Using the proposed method it is possible to compare above mentioned rods using electronic total stations. The proposed method can also measure the phase section of exemplary basis, create a reference base for angular measurements, installing equipment in project position, observe deformations of buildings and equipment as well as numerous other engineering tasks. Розглянуто метод мінімізації похибки під час посереднього визначення лінійних відрізків за виміряними лініями і кутами приладом, що розташований не у створі визначуваного відрізка. Виведено формулу вибору оптимальних віддалей і кутів від приладу до кінців визначуваного відрізка залежно від величини шуканих лінійних відрізків та точності вимірюваних ліній і кутів. Як бачимо із аналізу точності формул, точність шуканих відрізків є в п’ять – двадцять п’ять разів, залежно від точності вимірюваних кутів та величини шуканого відрізка, більшою, ніж точність вимірюваних віддалей, за якими визначають ці відрізки. Подано графіки, за допомогою яких, залежно від величин шуканих відрізків та точності вимірюваних віддалей і кутів, можна безпосередньо знайти точність шуканого відрізка. Запропонований спосіб можна використовувати для попереднього розрахунку точності визначень невеликих відрізків під час використання приладів для вимірювання лінійних та кутових величин заданої точності. Вимірювання невеликих відрізків з великою точністю вимагає спеціальних приладів чи приладдя. Наприклад, для визначення довжин дециметрових та метрових інтервалів нівелірних рейок, які використовують у ІІ, ІІІ і IV класах нівелювання, необхідно мати контрольний метр або спеціальний компаратор. Використовуючи запропоновану методику, можна компарувати вищеназвані рейки, використовуючи електронні тахеометри. Цим способом можна також вимірювати фазову ділянку взірцевого базису, створювати еталонні базиси для кутових вимірювань, установлювати устаткування у проектне положення, спостерігати за деформаціями споруд та устаткування, а також для інших багаточисленних інженерних задач. Рассмотрен метод минимизации погрешности при косвенном определении линейных отрезков по измеренным линиям и углам прибором, расположенным не в створе определяемого отрезка. Выведена формула выбора оптимальных расстояний и углов от прибора до концов определяемого отрезка в зависимости от величины искомых отрезков и точности измеряемых линий и углов. Как видно из анализа точности формул, точность искомых отрезков в пять – двадцать пять раз, в зависимости от точности измеряемых углов и величин искомого отрезка, больше, чем точность измеряемых расстояний, по которым определяют эти отрезки. Подано графики, на которых, в зависимости от величин искомых отрезков и точности измеряемых расстояний, и улов, можно непосредственно получить точность искомого отрезка. Предлагаемый способ можно использовать для предрасчета точности определений небольших отрезков, когда используют приборы для измерения линейных и угловых величин заданной точности. Измерение небольших отрезков с большой точностью требует специальных приборов и приспособлений. Например, для определения длин дециметровых и метровых интервалов нивелирных реек, используемых в ІІ, ІІІ и IV классах нивелирования нужно иметь контрольный метр или специальный компаратор. Используя предлагаемую методику можно компарировать вышеуказанные рейки, используя электронные тахеометры. Предлагаемым способом можно также измерять фазовый участок эталонного базиса, создавать эталонные базисы для угловых измерений, устанавливать оборудование в проектное положение, наблюдать за деформациями сооружений и оборудования, а также для других многочисленных инженерных задач.Item Дослідження похибок збільшення (масштабу) цифрових РЕМ-зображень, отриманих на РЕМ-106і (Суми, Україна) за допомогою спеціальних тест-об’єктів(Видавництво Львівської Політехніки, 2014) Іванчук, О. М.; Чекайло, М. В.Мета. Відомо, що цифровим зображенням мікроповерхонь твердих тіл, отриманим на растрових електронних мікроскопах (РЕМ) різних типів, притаманні значні геометричні спотворення, які можна розділити на дві групи: лінійні (масштабні) і нелінійні (дисторсійні). Їх встановлення і врахування є вкрай важливим завданням, особливо під час створення різноманітних мікропристроїв із застосуванням сучасних нанотехнологій. Це запорука їх надійності, точності та ефективності. Методика. Для встановлення і дослідження дійсних значень основного метричного параметра РЕМ-106І – величин його збільшень (масштабу) були використані спеціальні тест-об’єкти (голографічні тест-решітки з роздільними здатностями r=1425 лін/мм і r=3530 лін/мм), цифрові РЕМ-зображення яких були отримані на РЕМ-106І в діапазоні збільшень від 1000х до 30000х. Опрацювання (вимірювання) цифрових РЕМ-знімків виконувалось за допомогою спеціальної підпрограми “Test-Measuring” програмного комплексу “Dimicros”. Результати. Отримані дійсні значення збільшень РЕМ-зображень тест-об’єктів показали, що їхні відхилення від встановлених значень за шкалою РЕМ становлять: вздовж осі х знімка – від приблизно + 2 % (при Мх від 1000х до 5000х) до – 1 % (за Мх від 8000х до 30000х), а вздовж осі у знімка – від + 1 % (за Мх від 1000х до 5000х) до – 4 % (за Мх від 8000х до 30000х). Точність вимірів Мх становить приблизно ± 0,5 %. Отже, спотворення масштабів РЕМ-зображень, отриманих на РЕМ-106І вітчизняного виробництва, порівняно незначне. Однак під час високоточних досліджень кількісних параметрів мікроповерхонь твердих тіл його необхідно враховувати. Наукова новизна. Таке дослідження РЕМ-106І виконувалось в Україні вперше. Запропонована технологічна схема досліджень і використане авторське програмне забезпечення показали його ефективність і доцільність. Практична значущість. Застосування цієї технології і встановлення дійсних значень збільшень (масштабу) цифрових РЕМ-зображень мікроповерхонь твердих тіл дає змогу з високою точністю встановлювати їх просторові кількісні параметри, а отже, підвищувати надійність і ефективність виготовлених з них пристроїв, механізмів, матеріалів тощо. Цель. Известно, что цифровым изображениям микроповерхностей твердых тел, полученным на растровых электронных микроскопах (РЭМ) различных типов, присущи значительные геометрические искажения, которые можна разделить на две группы: линейные (масштабные) и нелинейные (дисторсионные). Их установление и учет является крайне важной задачей, особенно при создании разнообразных микроустройств с применением современных нанотехнологий. Это залог их надежности, точности и эффективности. Методика. Для установления и исследования действительных значений основного метрического параметра РЭМ-106И – величин его увеличений (масштаба) были использованы специальные тест-объекты (голографические тест-решетки с разрешениями r = 1425 и r = 3530 лин/мм ), цифровые РЭМ-изображения которых были получены на РЭМ-106И в диапазоне увеличений от 1000х до 30000х. Обработка (измерение) цифровых РЭМ-снимков выполнялась с помощью специальной подпрог- раммы “Test-Measuring” программного комплекса “Dimicros”. Результаты. Полученные действительные значения увеличений РЭМ-изображений тест-объектов показали, что их отклонения от установленных значений по шкале РЭМ составляют: вдоль оси х снимка – от примерно + 2 % (при Мх от 1000х до 5000х) до – 1 % (при Мх от 8000х до 30000х), а вдоль оси у снимка – от + 1 % (при Мх от 1000х до 5000х) до – 4 % (при Мх от 8000х до 30000х). Точность измерений Мх составляет примерно ± 0,5 %. Таким образом искажения масштабов РЭМ-изображений, полученных на РЭМ-106И отечественного производства, относительно незначительны. Однако при высокоточных исследованиях количественных параметров микроповерхностей твердых тел его необходимо учитывать. Научная новизна. Такого рода исследования РЭМ-106И выполнялись в Украине впервые. Предложенная технологическая схема исследований и использованное авторское программное обеспечение показали его эффективность и целесообразность. Практическая значимость. Применение данной технологии установления действительных значений увеличений (масштаба) цифровых РЭМ-изображений микроповерхностей твердых тел позволяет с высокой точностью устанавливать их пространственные количественные параметры, и следовательно, повышать надежность и эффективность изготовленных из них устройств, механизмов, материалов и т.д. Purpose. It is known that digital images microsurface solids obtained by scanning electron microscopy (SEM) of various types, as characterized by considerable scale and geometric distortion. Therefore, their establishment and accounting is an extremely important task, especially when creating a variety of microdevices with modern nanotechnology. This is a guarantee of reliability, accuracy and efficiency. Methodology. To establish and research actual values of the main parameters of the metric SEM-106I – value of its magnification (scale) special test objects (holographic grating test with permissions r = 1425 lines/mm and r = 3530 lines/mm)were used. Their digital SEM images were obtained on SEM-106I in 1000h magnification range of up to 30000h. Processing (measurement) of the digital SEM images was performed using a special module “Test-Measuring” of software complex “Dimicros”. Results. Obtained actual values of magnification of SEM images of test objects showed that their deviations from the value established on the SEM are: along the x-axis of image – from about + 2% (for Mx from 1000h to 5000h) to – 1 % (for Mx from 8000h to 30000h), and along the y-axis of image – from + 1% (for Mx from 1000h to 5000h ) to – 4 % (for Mx from 8000h to 30000h). Measurement accuracy is approximately Mх ± 0,5%. Thus the distortion of scales of SEM images obtained on SEM-106I of domestic production are relatively minor. However, when highprecision studies of quantitative parameters of solid microsurface it has to be considered. Scientific novelty. This kind of research of SEM-106I was performed for the first time in Ukraine. The proposed technological scheme of research and using copyrighted software demonstrated its effectiveness and feasibility. The practical significance. Applying this technology to establish the actual values of magnification (scale) of digital SEM images of solid microsurface allows establish with high precision quantitative their spatial parameters, and hence improve the reliability and efficiency of devices, mechanisms, materials, etc made therefrom.Item Картографічне забезпечення адміністрування земельних ресурсів(Видавництво Львівської Політехніки, 2014) Перович, І. Л.Мета. Адміністрування земельних ресурсів є важливою складовою земельної політики держави. Своєю чергою, прийняття виважених рішень щодо цільового використання земельних ресурсів, їх охорони та відтворення вимагає достовірної та об’єктивної інформації в різних її аспектах, зокрема й картографічної, представленої на момент прийняття або вироблення управлінських рішень. У цьому контексті інтегрування різноманітних картографічних матеріалів, виконаних в різні періоди часу та в різних системах координат і масштабах, до єдиної цілісної системи є актуальною проблемою, що й стало метою цієї публікації. Методика. В основу виконання досліджень покладені методи просторового аналізу, які дають змогу, використовуючи дистанційне зондування та ГІС-технології, інтегрувати картографічний матеріал різного тематичного спрямування, періодів створення, систем координат та масштабів до єдиної інтегрованої системи бази даних. Результати. Отримані окремі карти (шари) території адміністративно-територіального утворення. Зокрема, виділені зони обмежень та обтяжень, категорій земель, агровиробничих груп грунтів. Наукова новизна. Запропонована технологія інтегрування картографічного матеріалу до єдиної бази даних на основі застосування космічних знімків та програмного пакета ArcGIS. Практична значущість. Проведені теоретичні дослідження та їх практична реалізація вказують на можливість застосування цієї технології до інтегрування картографічних матеріалів, що має важливе значення під час вироблення проектних та управлінських рішень для розвитку територій і, зокрема, земельно-майнових відносин. Цель. Администрирование земельных ресурсов является важной частью земельной политики государства. В свою очередь, принятие ответственных решений о целевом использовании земельных ресурсов, их охране и восстановлении требует достоверной и объективной информации в разных ее аспектах, в том числе картографической, представленной на момент принятия решения. В этом аспекте интегрирование разных картографических материалов, выполненных в разные периоды времени, разных системах координат и масштабах к единой целостной системе есть актуальной проблемой, что и стало целью данной публикации. Методика. В основу исследований положены методы пространственного анализа, которые разрешают, используя дистанционное зондирование и ГИС-технологии, интегрировать картографический материал разного тематического направления, периодов создания, систем координат и масштабов в единую интегрированную систему базы данных. Результаты. Полученные отдельные карты (шары) территории административно-территориального образования. В частности, выделены зоны ограничений, категорий земель, агропроизводственных групп грунтов. Научная новизна. Предложена технология интегрирования картографического материала в единую базу данных на основе использования космических снимков и программного пакета ArcGIS. Практическая значимость. Проведенные теоретические исследования, их практическая реализация указывают на возможность использования данной технологии интегрирования картографических материалов, что имеет важное значение при разработке проектных и управленческих решений для развития территорий и, в частности, земельно-собственностных отношений. Purpose. Administration of land resources is an important component of the land state policy. In its turn, making informed decisions regarding the objective usage of the land resources, their protection and reproduction requires reliable and objective information in its various aspects, including the cartographical one, presented at the time of the adoption or making administrative decisions. In this aspect, the integration of various cartographic materials, carried out in different time periods and in different coordinate systems and scales to unified integrated system is the actual problem, which became the purpose of this publication. Methodology. Methods of spatial analysis are the basis for conducting the researches, these methods allow, using Remote Sounding and GIS-technologies, to integrate the cartographical material of different thematic direction, periods of creation, coordinate systems and scales to unified integrated system of the database. Results. We have obtained the separate maps (layers). In particular, the selected zones of restrictions and encumbrances, categories of the land, agro industrial groups of soil. Originality. It was proposed technology of the integration of cartographical material to unified database based on using satellite images and ArcGIS software package. Practical significance. The conducted theoretical researches and their practical realization indicate the possibility of using this technology to the integration of cartographical materials, which is essential in the formulation of project and management decisions for the development of territories and, in particular, land and property relations.Item Про метод найменших квадратів, адаптований до закону похибок Пірсона-Джеффріса(Видавництво Львівської Політехніки, 2014) Джунь, Й. В.Класичний метод найменших квадратів (МНК) К. Ф. Гаусс створив, спираючись на гіпотезу нормальності похибок спостережень. Проте ця гіпотеза, як правило, стає неспроможною, якщо кількість багатократних вимірів n>500. У цьому випадку похибки описуються симетричним, трипараметричним розподілом Пірсона-Джеффріса, який, як і закон Гаусса, має діагональну інформаційну матрицю, і як показали численні дослідження, може бути названим універсальним законом розподілу похибок великих обсягів. Метою цього дослідження є розроблення еволюційних процедур МНК, адаптованого до закону похибок Пірсона-Джеффріса. Методика вирішення цієї проблеми ґрунтується на аналітичній теорії адаптованих до похибок спостережень вагових функцій, яку ми розробили. Основним результатом роботи є те, що ця теорія перетворює робастне оцінювання із евристичних спроб у справжню науку. Наукова новизна дослідження: вперше показано значення аналізу залишкових похибок з точки зору фішерівської теорії оцінок, що дає змогу окреслити зони сингулярності вагової функції під час застосування МНК. Практична значущість: розроблено метод діагностики результатів застосування МНК на основі аналізу статистичних кумулянт залишкових похибок і створено обґрунтовані еволюційні процедури для отримання ефективних МНК-оцінок, які фактично не змінюють класичних алгоритмів обробки даних. Введение. Классический метод наименьших квадратов (МНК) К. Ф. Гаусс создал, опираясь на гипотезу нормальности погрешностей наблюдений. Однако эта гипотеза, как правило, становится несостоятельной, если число многократных измерений n > 500. В этом случае погрешности описываются симметричным, трехпараметрическим распределением Пирсона-Джеффриса, который, как и закон Гаусса, имеет диагональную информационную матрицу, и как показали многочисленные исследования, может быть назван универсальным законом распределения погрешностей больших объемов. Целью данного исследования является разработка эволюционных процедур МНК, адаптированного к закону погрешностей Пирсона- Джеффриса. Методика решения этой проблемы основывается на аналитической теории весовой функции, адаптированной к результатам наблюдений, которая нами разработана. Основным результатом работы является то, что эта теория превращает робастное оценивание из эвристических попыток в действительную науку. Научная новизна исследования: впервые показано значение анализа остаточных погрешностей с точки зрения фишеровской теории оценок, что позволяет выявить зоны сингулярности весовой функции при применении МНК. Практическая значимость: разработан метод диагностики результатов применения МНК на основе анализа статистических кумулянт остаточных погрешностей и созданы обоснованные эволюционные процедуры для получения эффективных МНК-оценок, которые практически не изменяют классических алгоритмов обработки данных. Introduction. K.F. Gausse creates the classical least-square method (LSM) based on the hypothesis of normality of the observation errors. However this hypothesis, as a rule, is uncapable, if the number of the numerous instrumentation is n>500. In this case the errors are described with the Pearson-Jeffreys symmetrical threeparametrical distribution, which as the Gausse law has the diagonal information matrix and one can name it as the universal distribution law of overall size errors in accordance with numerous research. The aim of this investigation is elaboration of evolutionary procedures of the modern update LSM adapted to the Pearson-Jeffreys law of errors. Methods of solving this problem is based on the analytic theory adapted to errors of observation weighting function that we have developed. The basic result of the work is that this theory transforms robust estimation from heuristic attempts into true science. The scientific novelty of this investigation: the meaning of the residual errors analysis was shown firstly from the Fisher’s theory of estimation point of view and it allows to outline the weight functions zones of singularity when LSM using. Practical importance: the diagnostic technique of the results of LSM usage on the basis of analysis of statistical semi-invariant of residual errors was elaborated and well-grounded evolutional procedures for receiving of effective LSM estimations which do not change practically the data handling classical algorithms were created.Item Апроксимація функцій середніх квадратичних похибок площ земельних ділянок для визначення їх допустимих значень(Видавництво Львівської Політехніки, 2014) Рябчій, В. В.; Трегуб, М. В.Метою цієї статті є дослідження результатів апроксимації функцій обчислення середніх квадратичних похибок площ земельних ділянок для визначення такої функції апроксимації, яка б дала змогу якнайточніше обчислювати значення допустимих середніх квадратичних похибок площ залежно від розміру і коефіцієнта видовженості земельних ділянок. Методика. Для поставленої мети виконано апроксимацію функцій за методом найменших квадратів. Для апроксимації використано дві функції – натурального логарифму та степеневу, а також виконано оцінку точності. В результаті дослідження встановлено, що середні квадратичні похибки площ земельних ділянок добре описуються цими двома функціями, що підтверджується одержаними значеннями коефіцієнтів детермінованості, близькими до одиниці. Наукова новизна наведеного дослідження полягає у тому, що встановлені математичні залежності дають змогу диференційовано, залежно від значення площі і коефіцієнта видовженості, встановлювати допустимі середні квадратичні похибки визначення площ земельних ділянок розміром від 0,1 до 100 га. Вони дають фактично однакові результати для запропонованих функцій. Практична значущість. Наведено відповідні висновки і пропозиції стосовно розроблених математичних моделей (формул), які можуть бути використані геодезичними і землевпорядними організаціями, територіальними підрозділами Державного агентства земельних ресурсів України та регіональними Центрами державного земельного кадастру України, їх контролюючими органами для швидкого визначення та перевірки значень допустимих похибок площ земельних ділянок, а також у навчальному процесі. Целью данной статьи является исследование результатов аппроксимации функций вычисления средних квадратических ошибок площадей земельных участков для определения такой функции аппроксимации, которая бы позволяла наиболее точно вычислять значения допустимых средних квадратических ошибок площадей в зависимости от размера и коэффициента удлиненности земельного участка. Методика. Для выполнения поставленной цели выполнена аппроксимация функций методом наименьших квадратов. Для аппроксимации использованы две функции – натурального логарифма и степенная, а также выполнена оценка точности. В результате исследования установлено, что средние квадратические погрешности площадей земельных участков хорошо описываются этими двумя функциями, что подтверждается полученными значениями коэффициентов детерминированности, близкими к единице. Научная новизна проведенного исследования заключается в том, что установленные математические зависимости позволяют дифференцированно в зависимости от значения площади и коэффициента удлинённости устанавливать допустимые средние квадратические погрешности определения площадей земельных участков размером от 0,1 до 100 га. Они дают практически одинаковые результаты для предложенных функций. Практическая значимость. Приведены соответствующие выводы и предложения по разработанным математическим моделям (формулам), которые могут быть использованы геодезическими и землеустроительными организациями, территориальными подразделениями Государственного агентства земельных ресурсов Украины и региональными центрами государственного земельного кадастра Украины, их контролирующими органами для быстрого определения и проверки значений допустимых погрешностей площадей земельных участков, а также в учебном процессе. The purpose of this article is the research of results of approximation of functions of calculation of the meansquare errors of land parcels areas to determine such approximation function, which would allow most accurately calculate the permissible values of mean square errors depending on the size and elongation of land parcel. Methods. To meet the goal an approximation of functions by the method of least squares was performed. Two functions were used for approximation – the natural logarithm and power, as well as the evaluation of the accuracy was done. The study found that the mean square error of the areas of land parcels are well described by these two functions, that is confirmed by the obtained values of the coefficient of determination which are close to unity. Scientific novelty of this study lies in the fact that the established mathematical dependences allow differentially depending on the area of land parcel and elongation coefficient to establish allowable mean square error of the determination of areas of land parcels with size from 0.1 to 100 ha. Both functions provide almost equal results. The practical significance. The corresponding conclusions and suggestions on developed mathematical models (formulas) that can be used by geodetic and land management organizations, territorial divisions of the State Agency of Land Resources of Ukraine and regional centers of the State Land Cadastre of Ukraine, their supervisory authorities to quickly identify and verify the values of the land parcels areas errors, as well as in the educational process.