Лекция - Применение спутниковых технологий в кадастре PDF

Ф.7.03.-03 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Южно-Казахстанский университет им.М.Ауэзова кафедра \"Водные ресурсы, землепользование и агротехника» Ермаханов Н.К. **Сборник лекций по дисциплине** **«**Применение спутниковых технологии в кадастре**»** для специально...

Ф.7.03.-03 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Южно-Казахстанский университет им.М.Ауэзова кафедра \"Водные ресурсы, землепользование и агротехника» Ермаханов Н.К. **Сборник лекций по дисциплине** **«**Применение спутниковых технологии в кадастре**»** для специальности 6В07360 -- «Кадастр» C:\\Documents and Settings\\Admin\\Мои документы\\Файлы Mail.Ru Агента\\barno-007\@mail.ru\\nargiza999888\@mail.ru\\57.jpg Шымкент, 2024г. **Лекция-1.Введение.Новые технологии в землеустройстве в Республике Казахстан** Современный этап постановки недвижимости на кадастровый учет отличается все усложняющимися процессами государственной работы, которая включает в себя определенные особенности, отраженные в Федеральном законе от 24 июля 2007 г. «О государственном кадастре недвижимости».В Федеральном законе «О государственном кадастре недвижимости» определено, что государственный кадастровый учет осуществляется в отношении: земельных участков, зданий, сооружений, помещений, объектов незавершенного строительства.В ходе осуществления кадастрового учета объектов недвижимости сталкивается с такими проблемами: --необходимость соблюдать требования, предъявляемые органами кадастрового учета; --предоставление реквизитов документов, которые подтверждают сам факт создания объектов недвижимости; --соблюдение процедуры расформирования сооружений. Основной проблемный момент, который возникает при постановке недвижимости РЖД на кадастровый учет, связан с тем, что большинство объектов железнодорожного транспорта было сооружено и введено в эксплуатацию еще 5 в середине ХХ в., поэтому большая часть таких документов, как акты ввода или разрешения на ввод объектов в эксплуатацию, попросту не сохранилась.Пунктом 8 статьи 41 Закона «О государственном кадастре недвижимости» определено, в каких документах содержатся данные о здании или сооружении: --технический план, который выдается на основании представленных кадастровых работ; --разрешение на ввод объекта недвижимости в эксплуатацию; --проектная документация объектов недвижимости, изготовленная до 1 января 2013 г; -- технический паспорт недвижимого имущества. В настоящее время использование компьютерных технологий стало неотъемлемой частью нашей жизни.Никто и подумать не мог, что за такое короткое время развитие технологий прейдет к таким вершинам.Если оглянуться у каждого из нас есть сотовые телефоны, планшеты и другая различная техника, которой пользуются все люди, а раньше даже представления о таком не было.Первые телефоны были не так удобны в использовании как мобильные телефоны.И это не всё, можно перечислить многую технику которая была когда то не удобна и не комфортна.Все эти технологии пытаются сделать полезными, для нас, во многих сферах деятельности, так как с ними наша жизнь становится намного легче. Так и в землеустройстве и кадастрах техника стала компьютерной.Если взглянуть на то что делали землеустроители раньше, то можно с одной стороны прийти в ужас, а с другой восхищаться и радоваться тому что мы имеем именно сегодня.Чтобы сделать карту, то есть начертить её нанести краску подходящую к той или иной местности нужно было потратить столько усилий.Вы только представьте человека который сначала чертит план какой либо местности на формате больше А-0, а после того когда начертил ему нужно будет придать карте цвет. И вот вы и есть этот человек того времени и вы допустили ошибку при черчении в самом конце.После попытаетесь исправить этот чертёж для того чтобы не чертить его заново.Как думаете легко ли это сделать? Допустим вы исправили и это практически не заметно.Приступаем к нанесению цвета. Первый вопрос: Как сделать где-нибудь пять объектов одного цвета, хотя бы чтобы их различие не привлекало внимание? Сколько карт нужно будет сделать, чтобы добиться одной идеальной?Есть система, с помощью которой можно добиться этих результатов с более большей скоростью и без затрачивания таких усилий.И в то время года землеустроители делали всё от руки этой инновации не было.Это система ГИС.Геоинформационная система (географическая информационная система, ГИС) --- это система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах. С помощью специальных очков можно просматривать 3D планы, которые так же проектируют землеустроители.Только представьте, каких усилий нужно было бы затратить чтобы сделать 3D план только с помощью рук без каких либо компьютерных технологий.А на сколько стала проще стала геодезическая съёмка.Компьютерные технологии достигли таких вершин, что съёмку можно проводить одному человеку.Прибор сам наводится на вешку, достаточно запрограммировать его на эту работу.А все данные можно взять с переносного носителя ионии будут в электронном виде.И не надо записывать всё на бумагу чтобы потом всё это вбивать в другие программы, достаточно перенести.Прибор сам всё снимает и показывает результаты. Так же не обойтись без беспилотников.Можно снимать местность не прибегая практически не к каким усилиям.Находясь на одном месте снимать объект приличных масштабов.Да есть погрешности но для этого есть системы ГИС, в которых можно делать обработку снимком.Со временем нужно делать новые съёмки той местности на которой уже проходила съёмка.И самым простым способом было бы провести аэросъёмку.В заключении стоит отметить, что с помощью этих технологий сделали огромную работу и сделают ещё не меньше.А так же прогресс не стоит на месте.Так как люди хотят находиться в более комфортных условиях, и заниматься не только работой, но и находить больше времени с тем что им интересно.И поэтому новшеств не избежать, так как они помогают справиться с работой намного быстрее, чем когда то справлялись с этой работой без компьютерных технологий. **Лекция-2.Программы основных геоинформационных систем, используемых в управлении земельными ресурсами** Географическая информационная система (ГИС) -- это автоматизированная система, имеющая большое количество графических и тематических баз данных, соединенная с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразования в пространственную картографическую информацию, на основе которой принимаются разнообразные решения и осуществляется контроль. ГИС представляет собой организованный набор аппаратного обеспечения, программного обеспечения, географических данных, предназначенный для эффективного ввода, хранения, обновления, обработки, анализа и визуализации всех видов географически привязанной информации и связанных с ней непространственных данных.ГИС рассматривают как многоаспектную автоматизированную интегрированную информационную систему с пространственной локализацией данных.При изучении геоинформационных систем следует разделить два ряда родственных понятий.Первый ряд понятий образуют более общие термины, связанные с геоинформатикой и ГИС: геоинформатика, геоинформационная система, геоинформационная технология, геоинформационное моделирование, геоинформационный объект, геоинформационные данные. Второй ряд понятий образуют термины, связанные с географией: география, географическая информационная система, географическая технология, географическое моделирование, географический объект, географические данные.В некоторых случаях эти понятия близки, но имеют и различия.ГИС как геоинформационная система является обобщением автоматизированных информационных систем с пространственной локализацией данных, большинство из которых к географии и картографии отношения не имеют.Геоинформационная система (ГИС) в общем случае является интегрированной системой, направленной на поддержку принятия решений в различных предметных областях.ГИС как географическая информационная система является специализированной системой.Она функционально направлена на решение задач в области географии. С научной точки зрения ГИС --- это средство моделирования и познания природных и социально-экономических систем.В технологическом аспекте ГИС (ГИС - технология) предстает как средство сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственнокоординированной географической информации.ГИС -- технология - совокупность приемов, способов и методов применения программно-технических средств обработки и передачи информации, позволяющая реализовать функциональные возможности геоинформационных систем.Сфера действия ГИС-технологий шире, чем ГИС - систем. ГИС -- технология - это технология обработки информации, включающая применение систем, которые к ГИС не относятся.С производственной точки зрения ГИС является комплексом аппаратных устройств и программных продуктов (ГИС - оболочек), предназначенных для обеспечения управления и принятия решений, причем важнейший элемент этого комплекса --- автоматические картографические системы. Целями разработки ГИС являются: анализ, моделирование, управление, прогноз, планирование, инвентаризация земель, мониторинг, картографирование, обслуживание пользователей.ГИС используют для решения разнообразных задач: -поиск и рациональное использование природных ресурсов; -территориальное и отраслевое планирование и управление размещением промышленности, транспорта, сельского хозяйства; -обеспечение комплексных и отраслевых кадастров; -мониторинг экологических ситуаций и опасных природных явлений, оценка техногенных воздействий на среду и их последствий, обеспечение экологической безопасности страны и регионов, экологическая экспертиза; -контроль условий жизни населения, здравоохранение и образование, социальное обслуживание, обеспеченность работой и др.; -обеспечение деятельности органов законодательной и исполнительной власти, политических партий и движений, средств массовой информации; - научные исследования и образование; - картографирование (комплексное и отраслевое): создание тематических карт и атласов, обновление карт, оперативное картографирование. **Лекция-3.История развития геоинформационных систем, классификация геоинформационных систем, структура геоинформационных систем** Одна из наиболее интересных черт раннего развития ГИС, особенно в шестидесятые годы, заключается в том, что первые инициативные проекты и исследования сами были ГЕОГРАФИЧЕСКИ РАСПРЕДЕЛЕНЫ по многим точкам, причем эти работы осуществлялись независимо, часто без упоминания и даже с игнорированием себе подобных.Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосоставительский процесс, а также революционным достижениями в области компьютерных технологий, информатики и компьютерной графики. Особо следует отметить идеи и опыт комплексного тематического картографирования, убедительно продемонстрировавшего эффект системного использования разнохарактерных данных для извлечения новых знаний о географических объектах. Комплексность и интегративность до сих пор остается важнейшим свойством ГИС, привлекающим пользователей. Интересно, что один из первых удачных опытов использования принципа комплексирования (совмещения и наложения) пространственной данных с помощью согласованного набора карт датируется XVIII веком! Французский картограф Луи-Александр Бертье (Louis-Alexandre Berthier) использовал прозрачные слои, накладываемые на базовую карту для показа перемещения войск в сражении под Йорктауном (Yorktown). Первый период развивался на фоне успехов компьютерных технологий: появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах, цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х при одновременном, часто независимом друг от друга, создании программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров, формальных методов пространственного анализа, программных средств управления базами данных.Большое влияние в этот период оказывают теоретические работы в области георафии и пространственных взаимосвязей, а также становление количественных методов в географии в США, Канаде, Англии, Швеции (работы **У.Гаррисона (William Garrison)**,** Т.Хагерстранда (Torsten Hagerstrand)**, **Г.Маккарти (Harold McCarty)**, **Я.Макхарга (Ian McHarg)**.Первый безусловный крупный успех становления геоинформатики и ГИС - это разработка и создание **Географической Информационной Системы Канады (Canada Geographic Information System, CGIS)**.Начав свою историю в 60-х годах, эта крупномасштабная ГИС поддерживается и развивается по сей день.\"Отцом\" ГИС Канады считается** Роджер Томлинсон (Roger Tomlinson)**, под руководством которого были разработаны и реализованы многие концептуальные и технологические решения.Назначение ГИС Канады состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета (Canada Land Inventory), и в пеолучении статистических даных о земле, которые бы использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения.Для этих целей требовалось создать классификацию использования земель, используя данные по сельскохозяйственной, рекреационной, экологической, лесохозяйственной пригодности земель, отразить сложившуюся структуру использования земель, включая землепользователей и землевладельцев. Наиболее узким местом проекта являлось обеспечение эффективного ввода исходных картографических и тематических данных.Для этого разработчикам ГИС Канады, не имевшим опыта по внутренней организации больших массивов пространственных данных, потребовалось создать новую технологию, ранее нигде не применявшуюся, позволяющую оперировать отдельными слоями и делать картометрические измерения.Для ввода крупноформатных земельных планов было даже спроектировано и создано специальное сканирующее устройство.Большое воздействие на развитие ГИС оказала **Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа ( Harvard Laboratory for Computer Graphics & Spatial Analysis)** Массачусетского технологического института. Ее основал в середине 60-х годов Говард Фишер (Howard Fisher) с целью разработки программных средств многофункционального компьютерного картографирования, которые стали существенным шагом в алгоритмическом совершенствовании ГИС и оставались ими вплоть до начала 80-х годов. В настоящее время эти исследования продолжаются в более меньших масштабах. Программное обеспечение Гарвардской лаборатории широко распространялось и помогло создать базу для развития многих ГИС-приложений.Именно в этой лаборатории **Дана Томлин (Dana Tomlin)** заложила основы картографической алгебры, создав знаменитое семейство растровых программных средств **Map Analysis Package - MAP, PMAP, aMAP**.Одним из производных программных продуктов, свободно распространяемых в сети Internet, является [OSU-MAP](http://thoth.sbs.ohio-state.edu/osumap), созданный в Университете штата Огайо выходцами из Гарвардской лаборатории.Благодаря работам Гарвардской лаборатории в области компьютерного картографирования была окончательно закреплена ведущая роль, которую играют картографические модели данных, картографический метод исследований, картографические способы представления информации в современных геоинформационных системах. **Лекция 4.Перспективы развития геоинформационных систем в мире** Геоинформационные системы (ГИС) в настоящее время широко применяются во всем мире во многих областях знаний и промышленности.Рассмотрим вопросы перспектив использования ГИС при проектировании и эксплуатации многоассортиментных малотоннажных химических производств.Для решения большинства задач решаемых в этой области знаний необходимо создание единого информационного про-странства, включающего связанные графические (пространственные) и описательные (атрибутивные) компоненты.Атрибутами графических объектов (аппаратов, трубопроводов, цехов и т.п.) могут выступать не только их характеристики, но и их детальные чертежи, схемы и т.п.Широкий круг задач, как для проектировщиков, так и для эксплуатационников требует проведения специальных расчетов, моделирующих: технологические процессы в аппаратах технологических схем; транспорт продуктов и других веществ по трубопроводам; распространение вредных примесей в компонентах окружающей среды (атмосфере, поверхностных природных водоемов и т.п.) района размещения производств.Задачи анализа эффективности эксплуатации производств, планирования развития требуют учета очень многих характеристик окружающей среды, а также знания социально-демографической, промышленной, градостроительной, эконо-мической ситуации района их размещения.Для их решения необходимо использование информационной базы данных, картографическое представление данных и изучение методами геоинформатики пространственно-временных связей явлений, процессов и действий субъектов рынка.Эти задачи также целесообразно решать с использованием подходов ГИС-технологий. Также целесообразно использование ГИС при планировании распределения сельскохозяйственных угодий, проведения ирригационных работ, в лесном хозяйстве, в коммерческих и государственных организациях, где они могут улучшить механизм при-нятия решений через использование пространственной информации.Возможности пространственного представления и анализа информации дают стратегическое преимущество многим специалистам в отделах планирования, логистики, маркетинга, работы с клиентами, предоставления услуг и т. д. ГИС-технологии хорошо удовлетворяют потребности многих секторов рынка, в том числе и в области инженерных сетей.Они активно используются уже длительное время, но в первую очередь в системах сбора данных о состоянии сетевых объектов в поле и в приложениях, где рассматривались не только сети сами по себе, но их взаимодействие с окружением, средой. C появлением объектно-реляционных моделей данных в ГИС намечается быстрый прогресс в моделирования динамических сетей и они будут хорошо интегрироваться с корпоративными базами данных.В чуть более дальней перспективе от применения объектно-реляционной модели можно ожидать прогресса в таких наболевших вопросах, как взаимоувязка длинных и коротких транзакций и автоматическая схематизация сетевых моделей. Применение ГИС технологий сможет ускорить процесс обработки информации практически во всех отраслях народного хозяйства, связанных с использованием географических данных. **Лекция- 5.Предпосылки автоматизации геодезических расчетов** В последние пятнадцать лет развитие электронной техники и технологии можно сравнить с лавинообразным процессом - чем выше настоящий уровень компьютерной технологии, тем, соответственно быстрее идет ее развитие.Это связано с тем, что в данном случае продукты технологии служат одновременно и ресурсом, необходимым для ее развития.Поэтому мы стали свидетелями действительно лавинообразного развития разнообразной электронно-вычислительной техники, увеличения ее мощности, снижением стоимости ее производства и, как следствие всего этого, проникновения ее практически во все сферы жизни общества.Это, естественно, породило проблему прикладного использования, которую можно рассмотреть и в аспекте автоматизации обработки результатов геодезических вычислений. Вообще-то, персональные компьютеры существуют уже достаточно давно, но если, скажем, в начале восьмидесятых годов еще шла «война» различных платформ, среди которых были PC, Spectrum-совместимые, Macintosh, Commondore, Atari, и прочие, которые (практически все из них тогда) характеризовались весьма небольшим объемом оперативной памяти и невысоким быстродействием, что, естественно, рождало за собой проблему разработки соответствующего программного обеспечения.В принципе, разработка средств для автоматизации геодезических вычислений была возможна и тогда, но это приходилось делать непосредственно на языке программирования (который либо выбирался разработчиком, либо, что совсем уж несерьезно, был аппаратно встроен в систему).Поэтому разработка более или менее нормальной системы, способной выполнять поставленные задачи, требовала недюжинных программистских навыков.И это при том, что, скорее всего, такая система была способна решать только узкий, определенный еще на этапе создания, круг задач.Кроме того, ограниченность системных ресурсов делала практически невозможным создание действительно универсальной системы, которую можно бы было легко приспосабливать под конкретные задачи, требующиеся для автоматизации, и которая бы обладала «дружественным интерфейсом пользователя» , т.е. такой средой взаимодействия пользователя и программы, которая бы позволяла легко взаимодействовать с программой и «добиваться» от нее нужных результатов.Часто вообще взаимодействие с подобными программами вызывало очень большие трудности, поскольку иногда поменять какие-либо настройки было возможно только через модификацию исходного текста программы, поскольку для создания универсальной и конфигурабельной программы не хватало системных ресурсов, т.е. программа просто не умещалась в памяти компьютера. И, кроме всего прочего, не было совместимости между платформами, т.е. программное средство, разработанное для какой-то определенной платформы, было просто невозможно использовать, а другой без проведения каких-либо дополнительных работ по конвертации, преобразованию форматов представления данных, и пр.Но даже на такой базе стало возможным создание средств автоматизации различных вычислений, в т.ч. и геодезических, потому что компьютер уже являлся средством, возможности которого на порядок превосходили возможности программируемых калькуляторов, не говоря уже о калькуляторах обычных.Разработка средств автоматизации являлась задачей программиста, поэтому для разработки средств автоматизации геодезических вычислений либо геодезист должен был обладать программистскими навыками, либо (что встречалось куда реже) программист- геодезическими, либо программист и геодезист должны были работать в паре, что позволяло программисту под руководством геодезиста создать работоспособную программу для автоматизации.Правда, тогда такие программы все равно не обладали универсальностью, поэтому в те времена широко распространения такие разработки не получили - чтобы эффективно работать с программой, надо было знать ее «изнутри» , что, конечно, было очень неудобно. С течение времени ситуация постепенно изменялась в лучшую сторону, на рынке персональных компьютеров лидерство постепенно завоевала платформа PC, хотя многие до сих пор не соглашаются с подобным утверждением.Так или иначе, вычислительные мощности многократно возросли, что постепенно позволило создать удобный и завоевавший всеобщую популярность «графический интерфейс» - удобную и интуитивно понятную среду взаимодействия пользователя и программ (вполне наглядным примером которого является завоевавшая всеобщую популярность и получившая широчайшее распространение у нас в стране, да и во всем мире операционная система Microsoft Windows, под управлением которой работает огромное множество программ.Стали также возможны разработки и программные средства, о которых раньше приходилось только мечтать, в том числе и программные средства, предназначенные для автоматизации геодезических вычислений (являющиеся подклассом геоинформационных систем) , в том числе и универсальные средства автоматизации вычислений практически любого рода, каковыми являются электронные таблицы.Более того, работа с подобными средствами разработки теперь многократно упростилась, увеличилась ее эффективность, скорость и качество, и снизилась сложность самого процесса разработки, благодаря чему этот процесс перестал быть неким «таинством» , доступным лишь «посвященным» (программистам) , и стал доступен практически любому человеку.Иными словами, геодезисту теперь не обязательно нужен программист для того, чтобы разработать средство автоматизации, и благодаря такому разделению задач эффективность увеличилась - ведь геодезист знает гораздо лучше, чем программист, каким требованиям должно удовлетворять разрабатываемое средство, поэтому и повысилось качество разработки.Удобство интерфейса сделало такие средства более универсальными - ведь теперь можно не просто написать инструкцию, но и, допустим, снабдить свое средство дополнительными интерфейсными элементами, типа всплывающих подсказок, которые бы появлялись при наведении курсора на нужную клетку таблицы, и содержали бы информацию о том, что за информация содержится в данной клетке (или, например, что надо в эту клетку ввести). **Лекция-6.Цифровая модель местности в отраслях производства и сельского хозяйства** Сельское хозяйство является одной из важнейших отраслей экономики любого государства, которое дает жизненно необходимую человеку продукцию: основные продукты питания и сырье для выработки предметов потребления для многих отраслей промышленности.Уровень сельского хозяйственного сектора в значительной мере определяет состояние национальной экономики.Валовый выпуск продукции (услуг) сельского хозяйства в 2015 году составил 3 307,0 млрд. тенге, что выше уровня соответствующего периода предыдущего года на 3,4% (в том числе растениеводство 1 825,2 млрд. тенге, животноводство 1 469,9 млрд. тенге).7 Объем инвестиций в основной капитал сельского хозяйства снизился на 6,3% и составил 167,1 млрд. тенге.Инвестиции в основной капитал пищевой промышленности увеличились на 28,1% и составили 55,9 млрд. тенге.7 Объем производства продуктов питания за данный период увеличился на 0,1% и составил 1074,8 млрд. тенге.В 2015 году объем продукции (услуг) в рыболовстве и аквакультуре увеличился по сравнению с предыдущим годом на 10,1% и составил 6 164,4 млн. тенге. Однако, на сегодняшний день в сельском хозяйстве Республики Казахстан доля сельхоз товаропроизводителей, применяющих цифровые технологии при производстве сельскохозяйственной продукции незначительна, что негативно сказывается на росте урожайности и сокращении расходов при ведении сельского хозяйства.Также имеются вопросы, требующие решения с помощью цифровых технологий:-субсидирование:-недостаточная прозрачность процессов, присутствие человеческого фактора на всех этапах; -контроль учета сельскохозяйственной техники, выдача водительских удостоверений на управление сельхозтехникой: отсутствие централизованного мониторинга, отсутствие автоматизации процесса, отсутствие централизованной базы данных;-прослеживаемость животноводческой продукции: угроза ветеринарной безопасности, неконтролируемое распространение заболеваний, несвоевременная идентификация и вакцинация сельскохозяйственных животных, длительный процесс реагирования на инциденты;-прослеживаемость растениеводческой продукции:-фитосанитарная безопасность, отсутствие возможности контроля и мониторинга процессов на всех этапах жизненного цикла продукции; -прослеживаемость рыбной продукции: браконьерство, теневой оборот рыбной продукции, высокая доля импортированной продукции на внутреннем рынке.Перед государством стоит важная задача выполнения международных требований и норм ЕАЭС, по обеспечению контроля продукции пищевой безопасности, поступающей в Республику Казахстан из третьих стран, а также вывозимой из страны в другие государства ЕАЭС.Выполнение требований позволит реализовать свой экспортный потенциал в сфере сельского хозяйства, что позволит изменить не только объем производства, но и увеличит технологическое развитие сельского хозяйства государства. Опыт таких стран как США, Канада и Австралия показывает, что информатизация производства, функционирования, управления и услуг в сельском хозяйстве при внедрении в эту сферу цифровых технологий трансформирует модель оборота сельхозпродукции, стимулирует развитие промышленных парков и электронной торговли сельхозпродукцией, ускоряет демонстрацию и распространение цифровых технических достижений в сельском хозяйстве, способствует экономическому развитию сельских районов благодаря их специфике.Опыт ведущих стран с развитой аграрной сферой свидетельствует, что все они прошли своего рода «технологическую революцию».К примеру, классическое экстенсивное земледелие вытесняется точным (прецизионным), широко используются геоинформационные технологии, многооперационные энергосберегающие сельскохозяйственные агрегаты, селекция высокоурожайных сортов растений и выведение высокопродуктивных пород животных.По данным исследовательского агентства RolandBerger, ежегодно в Азии 20% потенциального роста приходится на долю инновационных технологий в сфере сельского хозяйства. В Австралии внедрена система идентификации и прослеживаемости сельскохозяйственных животных и продукции, которая представляет из себя полный пакет модулей программного обеспечения, с полным прослеживанием животных во время их жизни и определения всех животных и объектов с кем они были в контакте в течение их жизненного цикла, который позволяет быстро и эффективно реагировать на различные заболевания при их возникновении; это снижает стоимость, связанной с распространением заболеваний, поддержкой индустрии и закрытие операций на рынке.Российская Федерация, в рамках реализации Государственной программы «Развитие рыбохозяйственного комплекса», проводит работы по разработке и внедрению программно-технического комплекса «Электронный промысловый журнал».Электронный журнал даёт возможность фиксации и передачи информации о рыбопромысловой деятельности в электронном виде, а также предоставляет дистанционный доступ к информации о результатах рыболовства. **Лекция-7.Составление планово-высотного геодезического обоснования спутниковых и наземных средств измерений** Система спутниковой навигации-система, разработанная для определения местоположения (географических координат и высоты) наземных, водных и воздушных объектов.Спутниковые навигационные системы также позволяют получать скорость и направление движения приемника сигнала.Вы также можете использовать его, чтобы получить точное время.Такие системы состоят из космического оборудования и сегмента земли (системы управления).В настоящее время только две спутниковые системы --- GPS и ГЛОНАСС обеспечивают полное и бесперебойное покрытие земного шара. Основные элементы системы спутниковой навигации: -Орбитальная группа, состоящая из нескольких специальных радиосигналов (от 2 до 30); -Система наземного наблюдения и управления (наземный сегмент) единица измерения текущего состояния спутников, в том числе для передачи им информации, полученной для корректировки информации об орбитах; -Спутниковые навигационные системы, используемые для определения координат («спутниковые навигаторы»); -Наземная система дополнительных маяков для повышения точности определения значительных координат. Приложение; информационная радиосистема для предоставления правок пользователям для повышения точности определения значительных координат.Текущие глобальные спутниковые системы: GPS принадлежит Министерству обороны США.Этот факт, по мнению некоторых стран, является его основным недостатком.В мире наиболее распространены устройства с поддержкой навигационного GPS.Разработка системы была официально запущена в 1976 году, полное развертывание системы было завершено в 1995 году.С 1996 года спутниковая группа сократилась и сократилась до 2002.Он был восстановлен к концу 2011 года.В настоящее время на орбите находятся спутники 27, используемые для других целей, 22.К 2025 году предполагается глубокая модернизация систем.Baydou (BeiDou) - локальная система GNSS на основе геостационарных спутников китайского развертывания.К 2015 году в системе появятся 14 активных спутников (англ.) гусь. есть: геостационарная-5,5 - геосинхронная и 4-средняя по земле.Реализация программы началась в 2000 году.Первый спутник вышел на орбиту в 2007 году.В декабре 2012 года система «Beidou» стала доступна пользователям Азиатско-Тихоокеанского региона, на орбиту выведено 16 навигационных спутников, которые до настоящего времени использовались по 11 целям.Ожидается, что в 2020 году количество спутников будет 229 увеличено на 35, а система «Beidou» сможет функционировать как глобальная система. Глобальные системы НАВСТАР и ГЛОНАСС.Интенсивное развитие науки и техники за последние десять лет привело к появлению в геодезии нового спутникового метода определения координат и координатных приращений.В этом методе геодезисты, как правило, не используют неподвижные пункты геодезических узлов, а вместо этого используют координаты подвижных спутников Земли.Очевидно, что он может использовать координаты геодезистов в любое время и определять местоположение местоположения.В настоящее время используются две разные спутниковые системы определения координат:Российская система под названием ГЛОНАСС.Это сокращенное название системы глобальная навигационная спутниковая система.Вторая американская система GPS NAVSTAR Navigation System with Time And Ranging Global-Positioning System (навигационная система определения расстояния и времени, глобальная система позирования).В этом случае под словом «позиционер \" следует подразумевать определение координат.Обе системы предназначены для решения военных задач, но в последнее время широко используются в геодезии.Координатные приращения определяют с очень высокой точностью, т.е. со средней квадратичной погрешностью 5 мм+d106, а координаты отдельного приемника-со средней квадратичной погрешностью от 10 м до 100 м.В связи с тем, что GPS (глобальная система позирования) находит широкое применение в геодезических измерениях, остановимся далее на этой системе более подробно.Всю спутниковую навигационную систему определения местоположения можно разделить на три сегмента: космический сегмент; сегмент контроля и управления, сегмент пользователей (приемник спутникового сигнала).В полный комплект современных систем GPS и ГЛОНАСС NAVSTAR входят 21 и 3 спутника запаса.Орбиты спутников на самом деле круглые и расположены в трех орбитальных плоскостях, а система NAVSTAR-в шести орбитальных плоскостях.Солнце, которое спутники снабжают энергией всю его систему, в том числе и во время пребывания спутника на озере земли.Орбиты спутников круглые и расположены в 26600 км от центра Земли на геодезических высотах 20180 км.Это число спутников и их расположение обеспечивают одновременный прием сигнала от не менее четырех спутников даже в любую часть земного шара.Все спутники равномерно расположены в шести орбитальных плоскостях.Периоды вращения спутников составляли 12 часов звездного времени, в связи с чем каждый спутник появлялся в одном месте каждый день на 4 минуты раньше времени предыдущего дня. **Лекция-8.Принципы построения и особенности функционирования современных спутниковых систем** К настоящему времени накоплен зарубежный и отечественный опыт работы с современной аппаратурой спутниковой системы определения местоположения, которую в зарубежной литературе принято называть глобальной спутниковой системой позиционирования.Этот опыт доказывает, что успешная реализация преимуществ методов СНС во многом зависит от того, насколько успешно студентами освоен весь комплекс вопросов, связанных с общими принципами их построения. Как показал опыт эксплуатации СНС, каждая система определения местоположения имеет свои специфические особенности.Так, система ГЛОНАСС имеет более высокие орбиты относительно плоскости экватора, которые составляют 64,8°.Это позволяет иметь более точные навигационные определения в высоких широтах, т.е. при работе в экваториальных регионах наша система грубее, у американской же системы более грубые измерения над Арктикой и Антарктидой. Космические аппараты ГЛОНАСС равномерно размещаются в трех орбитальных плоскостях, отстоящих друг от друга на 120°, в каждой не менее восьми спутников (в американской в шести плоскостях имеется не менее четырех спутников на каждой орбите). Такое орбитальное построение позволяет создать сплошное навигационное поле над поверхностью Земли до высот порядка 2000 км.В пределах таких высот пользователь в любой момент может принимать навигационные сигналы каждой системы не менее чем от четырех спутников. Период обращения спутника вокруг Земли равен примерно 11 -- 12 ч, следовательно, спутники делают два оборота вокруг Земли за сутки.Такой период обращения обеспечивает прохождение каждого спутника над областью, контролируемой наземными комплексами управления, по крайней мере раз в сутки. Комплексы осуществляют постоянный контроль орбит спутников.Любое замеченное отклонение спутника от теоретической (предвычисленной) орбиты спутника передается на борт КА, что позволяет оперативно уточнять орбиту. Космический сектор включает в себя набор входящих с СНС спутников. Такой набор часто называют орбитальной группировкой, или \"созвездием\". Установленная на спутниках аппаратура, которая осуществляет передачу на Землю как радиосигналов, на основе которых измеряется расстояние между спутником и потребителем, так и навигационного сообщения, в котором содержится информация об эфемеридах (координатах) спутников, о поправках к показаниям его часов, о так называемом альманахе, несущем в себе усеченную информацию о всех входящих в \"созвездие\" спутниках, а также некоторую другую служебную информацию. Конструктивно спутник состоит из основного корпуса и двух достаточно больших по размерам панелей с солнечными источниками питания площадью порядка семи квадратных метров.Кроме радиотехнической аппаратуры, имеется реактивный двигатель, топливо к нему, чтобы имелась возможность корректировать орбитальное положение спутника. На базе использования этого генератора формируются не только все передаваемые со спутника сигналы, но и работают высокочастотные электронные часы, показания которых используются как в процессе выполнения спутниковых измерений, так и для передачи сигналов точного времени.Особенности построения функционирования космического сектора неразрывно связаны с общими требованиями, которые предъявляются ко всей СНС.Вот основные из них: -накопленный опыт эксплуатации более ранних СНС показал, что высота орбиты относительно земной поверхности, равная примерно 20 000 км, является наиболее оптимальной.Как уже отмечалось ранее, характерный для такой высоты 12-часовой период обращения спутников вокруг земного шара создает определенные удобства как при обслуживании спутников, так и при их использовании потребителями; -как отмечалось ранее, для обеспечения возможности одновременных наблюдений не менее четырех спутников в любой точке земного шара необходимо, чтобы общее количество входящих в \"созвездие\" спутников составляло около 24.Однако, как показал опыт эксплуатации СНС, для надежного решения задач силовых структур этого комплекса недостаточно. Одна из характерных для СНС особенностей состоит в том, что точность координатных определений зависит не только от точности определений расстояний между спутником и потребителем, но и от расположения наблюдаемых спутников на небосводе, так называемый геометрический фактор.Для минимизации влияния этого фактора на точность выполняемых измерений количество орбит спутников и места расположения на них спутников должны обеспечивать по возможности равномерное их распределение в поле обозреваемого небосвода.   **Лекция-9.Технология построения опорных пространственных геодезических сетей на основе совместного использования спутниковых и традиционных геодезических измерений** Основные направления развития государственных геодезических опорных узлов Республики Казахстан.В настоящее время необходимость создания высокоэффективной системы обеспечения геодезическими данными обусловлена развитием современных высокоэффективных спутниковых методов определения координат (GPS, ГЛОНАСС и GALILEO) на основе применения глобальных навигационных систем, а именно повышением точности измерений и кардинальным изменением технологий геодезических измерений.Высокая точность и однородность координат пунктов МГТ позволяет применять на всех геодезических опорных узлах в геодезическом обеспечении методами GPS / ГЛОНАСС и измерительной системы GALILEO.В последнее время во всем мире и в нашей стране стремительно развивается сфера цифрового картографирования.Использование современной высокоточной плановой основы позволяет не только повысить качество и точность цифровой топографической карты, но и создать цифровую карту в любой системе координат (включая локальную). Государственные геодезические опорные узлы, созданные традиционными методами, не могут в полной мере интенсивно осваивать весь потенциал современного спутникового метода.Для внедрения методов спутниковой технологии и развития высокоточной геодезической системы координат необходимо создание специальной спутниковой геодезической системы координат высшего класса, т. е. фундаментальных астрономических геодезических узлов (ФАГТ) и высокоточных геодезических узлов (ГДГТ). Для эффективного использования результатов спутниковых геодезических сетей в системе геодезического обеспечения каждый пункт ФАГТ и ГДГТ должен состоять из набора из пяти пунктов, соединенных между собой точными GPS - измерениями.105 главных пунктов-рабочий центр для GPS-измерений, который при благоприятных условиях располагается в труднодоступных местах для наблюдения.Он связан точными GPS - измерениями и двумя ближайшими базовыми нивелирными пунктами.Кроме того, рабочий центр и нивелирные пункты поддерживают прямую связь спутниковых измерений с двумя соседними пунктами МГТ.Связь с традиционными геодезическими узлами используется и для развития геодезических узлов 1 класса (ЖГТ-1).Связь пункта спутниковых геодезических сетей высшего класса с пунктами фагт, ЖДГТ и ЖГТ-1 путем выравнивания или трансформации подтверждает точность государственных геодезических узлов 1 - 4 класса, а главное определяет координаты всех пунктов МГТ в одной геоцентрической системе координат.Так, совокупность всех пунктов МГТ реализует две системы координат: государственную референтную и общую наземную геоцентрическую.При комплексном решении эффективного развития системы геодезического обеспечения в условиях широкого применения GPS-измерений следует рассматривать только в одной системе нормальных высот на основе совместного использования спутниковых, гравиметрических и нивелирных данных, а не предусматривать создание геоцентрической системы координат на земле в целом.Верхний перечень геодезических опорных узлов-построение совокупности пунктов ФАГТ, ЖДГТ и ЖГТ-1 в системе координат высокой точности, изучение которых невозможно без процессов глобальной геодинамики.В настоящее время в целях геодинамики (IGS) созданы узлы контрольных пунктов международных регулярных АЗС. **Лекция-10.Отслеживание координат пунктов, определение и обработка результатов с использованием специальных программ** Предварительная обработка спутниковых измерений, производимая после окончания измерений, осуществляется с использованием программного обеспечения ст андарт изготовителя спутниковых приемников -- предварительной обработки данных, которая выполняется на полевой базе. К основным контрольным критериям при этом относятся: неодинаковость значений; выполнение по всем интервалам сети; оценка точности по внутренней комплектности результатов обработки; накопление результатов по замкнутому ряду в сети.А это контрольно-измерительные расстояния и комплектность между ранее выполненными измерениями и известными пунктами.По методам обработки многих современных программ камеральной обработки спутниковых измерений (пост-обработки) : \* расчет индивидуальных интервалов; \* многочленовые решения.Метод расчета отдельных интервалов в настоящее время является наиболее распространенным.Его можно использовать при выполнении предварительной обработки в любом случае, даже если программный пакет может реализовать многоточечные решения.Преимущество метода отдельных интервалов заключается в том, что при выполнении предварительной обработки из-за обработки достаточного количества ошибок в данных их трудно устранить в случае многокомпонентного решения.Программное обеспечение, рассчитанное на обработку отдельных интервалов, включает хороший контроль и ограничение качественных интервалов и точек.Точки низкого качества могут быть ограничены оценкой точности интервала, приходящего к этой точке.Как правило, точность таких интервалов значительно ниже средней точности на конкретном объекте. К другим способам контроля, позволяющим ограничить некачественные интервалы, относятся: контроль по замкнутой структуре -- треугольники, векторный ход.Если общее приращение координат по замкнутому векторному ходу соответствует точности прибора в документе, то линии, входящие в эту структуру, будут качественными.В последнее время практически все разработчики спутникового приемника предоставляют программное обеспечение, реализующее два способа обработки.Но эти программы направлены на минимизацию стандартных условий расчетов и измерений и требований к его квалификации исполнителя для максимальной автоматизации процесса обработки с ограничениями.Например, многие из таких программ при реализации метода отдельной линии накладывают ограничения на длину интервала, а при реализации многоточечного решения-на количество одновременно обрабатываемых его точек и продолжительность периода измерения.Для устранения этих ограничений используется процедура унифицированных уравнений отдельных интервалов, объединенных в общую общую сеть.При этом используются объединенные уравнения отдельных блоков многочленового решения, объединенных в общий объект.Важным этапом предварительной обработки считается получение результатов в формате, пригодном для окончательной обработки.На практике данные любой программы могут передаваться в текстовом формате ASCII.Их организация-существенно отличается в зависимости от фирмы-изготовителя и даже от конкретного приемника. Попытка стандартизировать результаты измерений привела к созданию независимого формата обмена данными между различными типами приемников.Этот формат, называемый RINEX, состоит из файлов текстового формата ASCII, состоящих из трех: -данных, полученных во время измерений, состоящих из данных измерения расстояния; -метеорологических данных; навигационных данных. Длина файла разная, максимальное значение-80 символов в горизонтальной строке.Каждый файл состоит из секции заголовков и секции данных.Файл навигационных данных-должен располагаться независимо, создаваться для каждого используемого файла при измерении и метеорологических данных. **Лекция-11.Виды контроля в зависимости от конфигурации сети пунктов и проведения предварительного обследования местности** Некоторые модели спутниковых приемников дифференциальных измерений могут измерять измерения между двумя точками с высокой точностью (в сантиметрах) с помощью дифференциальных измерений.Кроме того, данные системы повышают точность измерений приемника (внося дифференциальные поправки в координаты) и доводят точность до десяти сантиметров.Дифференциальные поправки основаны на геостационарных или наземных базовых спутниках Земли.В настоящее время (2009) американские, европейские EGNOS и японские системы MSAS WAAS 237 бесплатно обслуживают население, обращаясь к геостационарным спутникам, которые передают результаты измерений с точностью до 30 см. При одновременном выполнении измерений с использованием нескольких спутников и приемников используются различные:1Отличие результатов спутникового приемника от различных точек при одновременном наблюдении только одного спутника; 2.Разница результатов, получаемых с помощью одного приемника при одновременном наблюдении двух или более спутников; 3.Разность результатов, полученных при наблюдении одним приемником и одним спутником в разные моменты времени; 4.При использовании различных видов измерений (например, кодовых методов и измерений, выполняемых на основе определения фазы, несущей колебания) можно организовать такие виды, как суммирование полученных результатов. Кроме того, могут существовать и другие комбинации возникновения разности вычислений (разность результатов, получаемая L1 и L2 при двух разных эксплуатационных частотах).Теперь рассмотрим преимущества организации различных отличий, получаемых на основе их использования. При реализации первого варианта появляется возможность исключить отклонения в фиксированных значениях, связанные с несовершенством работы спутниковой аппаратуры.К ним могут относиться погрешности указателя спутниковых часов в момент выполнения измерений. Кроме того, существенно ослабляются и требования к точности познания эфемеридов спутников.Эта ситуация изображена в виде схемы.Эффект точности состояния ВНЖ Если расстояние от спутника S до двух точек P1 и P2 на поверхности Земли приблизительно равно (R1 ≈ P2 ≈ R), а базис D остается постоянным при незначительном отклонении наблюдаемого угла -- от расчетной траектории спутника, то: с учетом того, что брать или, 238 Погрешности значений эфемерида, передаваемых по радиоканалу, при этом погрешности значений измеряемого расстояния (δR)в первом допущении оцениваются величиной около 20 м.Поскольку R ≈ 20 000 км для систем GPS и ГЛОНАСС, он будет.С учетом этого при применении дифференциального метода к специальным мерам определения длины базисной линии, а также значения эфемеридов спутника разности координат между двумя пунктами на уровне одного миллиона.Рекомендуется возможность получения эффекта неточности состояния ВНЖ, не полагаясь на прием.Использование дифференциального метода позволяет быстро уменьшить влияние атмосферы на промежуточные результаты.Ведь в этом случае необходимо учитывать не абсолютные значения задержек радиосигналов при прохождении через атмосферу, а только разность этих задержек.Они характеризуются относительно небольшими значениями в относительно малом станционном процессе.Главный недостаток рассматриваемого дифференциального метода заключается в том, что он определяет только разность координат между пунктами и не определяет ее абсолютное значение.Такой подход называют референтным.Преимущество второго варианта состоит в том, что он исходит из расчета конечных результатов при использовании разницы между двумя спутниками.Эта разница заключается в том, чтобы исключить исправления, вызванные неточностью показаний часов приемника, и уменьшить погрешности отдельных приборов, связанных с работой приемника позволяет.Третий вариант дифференциального метода заключается в том, что при этом обнаруживаются разности измерений, т. е. нахождение двух спутников, расположенных близко друг к другу на орбите при выполнении фазового измерения, значительно упрощает задачу решения неравенства значений.При этом из расстояния между спутником и приемником в исходной точке при наблюдении можно убрать значение N, соответствующее целому числу собранных длин волн.Четвертый вариант дифференциального метода, основанный на сочетании комбинаций различных видов измерений, направлен также на поиск эффективных методов получения однозначных фактических результатов при выполнении фазовых измерений, замедление воздействия ионосферы при работе с однодиапазонными приемниками, а также на обработку высокоточных спутниковых методов измерений при работе в динамических условиях (эксплуатация транспортных средств). **Лекция-12.Расписание передвижной GPS станции и предполагаемое направление движения** Базовая станция GPS постоянного тока состоит из GPS-приемника и антенны, которые постоянно устанавливаются на надежном месте и работают через надежный источник бесперебойного питания.Приемник работает постоянно, часто передавая данные RTC и DGPS, которые могут быть приняты другими устройствами GPS, ГИС, работающими в режиме реального времени, и собирая необработанные данные, иногда передавая необработанные данные.Приемник обычно управляется компьютером, расположенным на расстоянии от приемника, если это необходимо. Компьютер принимает файлы данных через регулярные промежутки времени и отправляет их пользователям GPS, FTP - серверу.Одна или несколько отдельных базовых станций, непосредственно расположенных рядом, которые обслуживают пользователей GPS, могут понадобиться только некоторым организациям.Другим пользователям, однако, может потребоваться целая сеть базовых станций -5, 10, 20, 50 или более для обеспечения доступа к GPS-данным в масштабе региона или государства в целом.Один компьютер (сервер), подключенный к сети через Телефон, локальную сеть, глобальную сеть или интернет, на котором выполняется специализированный (специальный) программный отряд для базовых станций, может управлять всеми станциями в сети (компьютер для приемника не требуется).Краткое введение показало, что сеть базовых станций и базовых станций может сильно отличаться как по площади покрытия, так и по сложности решения.Организации, изучающие возможность создания базовых станций, должны тщательно продумать, для чего используются базовые станции, какую деятельность они выполняют, каков соответствующий уровень сложности решения и какова стоимость проекта.Первые базовые станции на ранней стадии развития GPS были установлены на морском побережье для распространения дифференциальных поправок (DGPS), что позволило повысить точность морской навигации. Сегодня, поскольку высокоточные GPS-измерения широко распространены, базовые станции устанавливаются в большом количестве по всему миру.Они используются для мониторинга земной коры, создания геодезических опорных сетей, обеспечения топографических и строительных работ, сбора информации в ГИС, управления механизмами и точными местоположениями (позиционированием), а также мониторинга природных и искусственных объектов.Базовые станции GPS обеспечивают геодезическое обоснование (узлы), необходимое для широкого спектра прикладных задач.  Рисунок 12.1-Сеть базовых станций GPS **Лекция-13.Области применения спутников GPS** Несмотря на то, что проект GPS изначально был ориентирован на военные цели, сегодня GPS широко используется в гражданских целях.Приемники GPS продаются во многих магазинах электроники и широко используются в мобильных телефонах, смартфонах, наручных часах, КПК. Также предлагаются различные устройства и программные продукты, которые позволяют потребителям видеть свое местоположение на электронной карте: они имеют возможность строить маршруты с учетом дорожных знаков, разрешенных поворотов и даже пробок.Есть также возможности найти на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, заправочные станции и другую инфраструктуру.Отрасли, использующие GPS: - Геодезия: с помощью GPS определяются точные координаты точек и границы земли. - Картография: GPS используется в гражданской и военной картографии. - Навигация: навигация осуществляется как в море, так и на дороге с помощью GPS. - Спутниковое отслеживание транспорта: с помощью GPS отслеживаются местоположение и скорость автомобилей, отслеживается их движение. - Сотовая связь: первые сотовые телефоны с GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах, например в США, GPS используется для быстрого опре?