Буквально за сутки до открытия международной конференции «Пространственные данные: наука и технологии» её Научный комитет уведомил участников о своём намерении провести это мероприятие в дистанционном формате. Как показало дальнейшее развитие эпидемиологической ситуации в Москве, решение на тот момент было абсолютно правильным, потому что оно позволило не подвергать риску ни самих докладчиков, ни многочисленных гостей из других российских регионов.

 Чтобы всё-таки довести до профессионального сообщества  результаты своих научных исследований и поддержать славную традицию геодезистов собираться каждый год, в конце мая в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК), чтобы отметить день рождения этого одного из старейших вузов России, докладчики вынуждены были в течение двух дней, 25 и 26 мая в прямом эфире бороться с премудростями программы ZOOM. Результатом этого мозгового штурма стали восемь тематических сессий, которые в настоящее время размещены на канале МИИГАиКа в YouTube. Тематические сессии были посвящены следующим вопросам:        

– Фотоника. Оптико-электронные приборы, системы и комплексы;

– Проблемы сбора, обработки, анализа и защиты пространственных данных;

– Геоинформатика, интеллектуальный анализ данных;

– Геодезия. Навигация. ГЛОНАСС – GNSS;

– Аэрокосмические съемки, фотограмметрия;

– Мониторинг земель, природных ресурсов и чрезвычайных ситуаций;

– Картографические модели общего и специального назначения. Земельно-информационные системы и управление территориями.

Ещё одна сессия была проведена в формате конкурса прикладных научных исследований студентов, аспирантов и молодых ученых.

Особенность конференции 2021 года состояла в том, что в ней присутствовала довольно большая междисциплинарная составляющая. Кроме чисто геодезических вопросов некоторые докладчики затрагивали проблематику инженерной экологии, инженерной гидрометеорологии, инженерной геологии. Достаточно много внимания было уделено вопросам разработки отечественного программного обеспечения и организации производства геодезического оборудования.

ВАРИАНТ ПРОГРАММЫ РАЗВИТИЯ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ

В первую очередь хотелось бы отметить, что отсутствие на конференции этого года общего пленарного заседания было частично компенсировано докладом Валерия Филатова («Российские космические системы») о текущем состоянии отрасли геодезии и картографии, а также основных целях и задачах государственной системы геодезического обеспечения в России. Выступление носило программный характер. Поэтому просто перечислим его основные положения. Проблемы отрасли по версии докладчика:

– Отсутствие эффективной системы управления отраслью. В России должна быть федеральная служба геодезии и картографии, которая подчинена Правительству РФ напрямую, по аналогии с   Главным управлением геодезии и картографии при Совете Министров СССР, Национальной геодезической службой США, такими же структурами во многих других развитых странах;

–  Отставание нормативно-технической документации от современного уровня технологий в области картографических и геодезических работ. У нас примерно 311 нормативно-технических документов, 90% требуют переработки. Задача решается, но делать это надо быстрее;

– Отсутствует механизм оценки динамики изменения территории для организации эффективного планирования и выполнения геодезических и картографических работ;

– Недостаточное количество научных разработок в области геодезического приборостроения, методик и технологий выполнения и обработки геодезических измерений, перспективных направлений развития отрасли;

– Сохранение высокой степени зависимости от использования зарубежного оборудования и программного обеспечения. Отсутствие системы постоянного мониторинга состояния государственных геодезических сетей;

– Отсутствие центров компетенции по основным направлениям картографо-геодезической деятельности. Недостаточная связь отраслевых образовательных учреждений с научными и производственными организациями. Недостаточное бюджетное финансирование научных программ, программ подготовки и переподготовки специалистов, программ по укреплению материальной базы вузов и подготовки молодых преподавателей.

Совершенствование высокоточной системы геодезического обеспечения в России требует решения следующих задач:

– Дальнейшее развитие высокоточной геоцентрической системы координат РФ, интегрированной с глобальной системой отсчета ITRS;

–Обеспечение орбитальных полетов и решение навигационных задач с использованием измерительных средств, находящихся в использовании различных федеральных органов исполнительной власти и научных учреждений;

–Организация системы сбора и обработки данных о геодезических параметрах Земли, полученных при помощи отечественных и зарубежных космических геодезических комплексов и систем;

–Модернизация государственной системы координат, государственной системы высот, государственной гравиметрической системы путем уточнения параметров фигуры и гравитационного поля Земли и других параметров;

– Создание единой инновационной геодезической инфраструктуры необходимо для установления, поддержания, уточнения и распространения государственных и местных систем координат и высот;

– Создание федеральной спутниковой дифференциальной сети и сервисов представления дифференциальной информации;

– Разработка и производство всех типов отечественных геодезических приборов;

– Разработка и реализация стратегии создания и развития системы геодезического мониторинга процессов деформации земной поверхности, прогнозов землетрясений, природных и техногенных катастрофических явлений в сейсмоопасных регионах страны;

– Создание федерального автономного учреждения Федеральный центр государственного геодезического обеспечения.

СОЗДАНИЕ ТРЁХМЕРНОЙ МОДЕЛИ ЗДАНИЯ ПО СНИМКАМ С БПЛА 

Никита Павлов (Государственный университет по землеустройству) представил опыт применения технологии создания 3D-модели объекта в ходе разработки проекта реставрации церкви Владимирской иконы Божьей Матери в селе Быково Московской области. Аэрофотосъемочные работы выполнялись с помощью квадрокоптера DJI Phantom 4, оснащенного цифровой камерой FC 6310. Плановая высотная подготовка проводилась с использованием электронного тахеометра Leika TS06. Был проложен замкнутый тахеометрический ход вокруг церкви для того, чтобы затем с каждой точки хода выполнить контрольную съёмку точек на фасаде церкви.  В общей сложности было выбрано 60 надёжно опознаваемых на фасаде и снимках точек, координаты которых определены электронным тахеометром и которые будут использоваться в качестве опорных и контрольных при последующей фотограмметрической обработке снимков. Съемка с БПЛА проводилась по круговым маршрутам вокруг церкви на разных высотах. Обеспечивалось поперечное и продольное перекрытие между маршрутами 80%. Предварительно перед проведением съемки с БПЛА были рассчитаны её параметры. Предельное отстояние было равно 6 метрам, что позволяло обеспечить запас. Предельная точность при создании планов фасадов сооружений должна составлять 10-20 мм. Полученная 3D-модель должна служить альтернативой обмерным чертежам, которые обычно лежат в основе проекта проведения реставрационных и реконструкционных работ.  Преимущества съемки с БПЛА состоят в том, что при этом не требуется постройки лесов для обмерных работ. Кроме того, достигается минимизация трудозатрат. 

НОВЫЙ МЕТОД ЦИФРОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СМЕЩЕНИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Матвей Боярчук (МИИГАиК) предложил использовать в целях информационного моделирования вертикальных и горизонтальных деформаций поверхности Земли инновационный метод визуализации земной поверхности, как трёхмерного векторного поля. Данный способ базируется на предоставлении каждой точке на поверхности Земли векторной величины при помощи математического аппарата кватернионов. Сама визуализация производится с помощью системы цвета HSL (тон, насыщенность, светлота). Например, угол вектора в плоскости соотносится с параметром тон, положительным и отрицательным направлениям по осям x и y соответствуют разные цвета (красный, зелёный, голубой, синий). Скалярная часть кватерниона, равная модулю векторной части, сопоставляется с параметром насыщенности. По мнению автора, если речь идет о двухмерной визуализации, векторное представление деформаций может показаться более удобным, но если векторов много, и визуализировать их надо в 3D, цветовая визуализация выглядит предпочтительнее.    

Информация о движениях и напряженно деформированном состоянии земной поверхности и земной коры, обусловленных экзогенными и эндогенными факторами, необходима для выполнения прогнозов катастрофических динамических процессов. Таких, как землетрясения, извержения вулканов, оползни, сходы ледников, карстовые провалы и проседания грунтов в области разработки полезных ископаемых. Аномальные техногенные динамические процессы ведут к горизонтальным сдвигам земной коры, разломообразованию, подземным авариям, наводнениям. При этом страдают промышленные объекты, инженерные конструкции, жилые здания и население. 

Предложенный методы может быть использован при создании целостных программных комплексов, выполняющих не только обрабатывать результаты, но и моделировать ситуацию, осуществляя на этой основе планирование предстоящих циклов измерений. 

СРАВНЕНИЕ ДАННЫХ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ОТКРЫТЫХ ГЕОПОРТАЛОВ

Первое место в молодёжном научном конкурсе заняла Ирина Телятник (Ленинградский государственный университет им. А.С. Пушкина) с докладом на тему «Оценка точности открытых геоданных для определения гидрографических характеристик водных объектов». В своей работе она проанализировала довольно большой объем картографической информации и обосновала вывод о том, что для решения конкретных инженерно-гидрологических задач данных открытых электронных геопорталов часто бывает недостаточно. Необходимо использовать топографические карты.

В частности, она отметила, что мелкие и средние по размерам водные объекты на геопорталах зачастую присутствуют только в тех местах, где есть населенные пункты либо в тех случаях, когда водный объект связан с транспортной системой.  Если водный объект расположен вдали от населенного пункта, его, как правило, на картах нет вообще, либо он отображен неполно. Ошибка во многих случаях превышает 50%. Это исключает возможность использования таких ресурсов для решения реальных гидрологических задач.

Анализу были подвергнуты геопорталы, доступные в ГИС «Панорама». Такие, как SRTM, OSM, Яндекс.Карты и Google Maps. Серьезным неудобством является отсутствие графических данных по рельефу. Даже данные по высотам приводятся далеко не везде. К числу недостатков относится также несоответствие стандартам Российской Федерации по системам координат и высотам. Пользователи, которые берут за основу геопорталы не задумываются о том, в каких единицах измерения там представлены данные. Во всех этих порталах используется не Балтийская система высот, а система высот VGS-84. Соответственно, специалисты в области смежных, негеодезических дисциплин, которые проводят по ним анализ, получают достаточно сильные расхождения в данных. Это может привести к определенным катастрофическим действиям в результате выполнения работ.

ИЗМЕНЕНИЕ БЕРЕГОВОЙ ЛИНИИ – ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Аспирант МИИГАиКа из Вьетнама Нгуен Тхань Доан представил сообщение о методике изучения динамики изменения береговой линии с использованием материалов космических съемок. В настоящее время во Вьетнаме и во многих других странах наблюдаются очень быстрые изменения береговой линии. Традиционные геодезические и фотограмметрические методы позволяют отслеживать этот процесс с высокой точностью. Однако стоимость таких исследований достаточно высока. Особенно в труднодоступных районах, где организация полевых геодезических измерений сопряжена с большими трудностями.

 В качестве примера докладчик использовал южную и западную часть дельты Меконга. Это малонаселенная территория с крайне низкой плотностью дорожной сети. Большая её часть занята вечнозелеными мангровыми лесами. Поэтому оптимальным способом отслеживания изменений береговой линии является анализ спутниковых снимков. Важнейшими индикаторами изменений береговой линии являются граница распространения растительности и граница влажного песка.

Поскольку во Вьетнаме масштаб карт, используемых для целей территориального планирования, составляет 1:10 000, высокая точность измерений не требуется. Поэтому для целей картирования находящихся в свободном доступе снимков с таких космических спутников, как «ALOR AVENIR — 2», «Lansat— 8» и «Sentinel-2», вполне достаточно. По данным Нгуен Тхань Доана, использование спутниковых снимков с пространственным разрешением 10 метров позволяет получать данные о положении береговой линии с точностью до 3 метров.

На основании полученных результатов в докладе приведена оценка динамики положения береговой линии за последние 15 лет. Результаты могут быть использованы при создании системы, которая автоматически обновляет данные о состоянии береговой линии и предупреждает о наличии поврежденных участков и опасности береговой абразии.

Все доклады конференции будут опубликованы в дополнительном декабрьском номере научного журнала Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка».

Юрий Васильев