Картографические работы

В результате деятельности человека, а также вследствие природных процессов облик поверхности Земли непрерывно меняется. Это приводит к тому, что изданные карты перестают соответствовать действительности.

В зависимости от количества и характера изменений, происшедших на местности с момента создания карт, а также важности районов для развития производительных сил и обороны страны карты должны обновляться, как правило, со следующей периодичностью:
на наиболее важные обжитые районы - через 6 - 8 лет;
на прочие районы - через 10 - 15 лет.

Требования по точности для картографической основы - средние квадратические отклонения в положении твердого контура в масштабе не более 0.2 мм, что соответствует:
2 м для масштаба 1:10 000;
5 м для масштаба 1:25 000;
10 (20) м для масштаба 1:50 000 (1:100 000).

Учитывая характеристики КА «Канопус-В» №1, в частности, пространственное разрешение в панхроматическом режиме - 2.1 м, можно с уверенностью говорить о возможности создания и обновления картографической основы цифровой карты масштаба 1:25 000, 1:50 000 1:100 000, а так же о возможности обновления картографической основы цифровой карты масштаба 1:10 000, основываясь на информации получаемой от данного типа КА.

К настоящему времени разработана и внедрена в практику технологическая схема создания и обновления цифровых векторных карт с использованием данных ДЗЗ, полученных с КА «Канопус-В».

Важно, что для КА «Канопус-В» впервые в России разработаны рациональные полиномы (RPC), с помощью которых можно выполнять грубое трансформирование сцен, без применения наземных опорных точек. Информация о рельефе местности берется с открытой общедоступной цифровой модели местности SRTM или ASTER DEM. Для уточнения местоположения сцен и создания ортофотопланов можно, в качестве опоры, использовать твердые контура, имеющихся в федеральном картографо-геодезическом фонде, картографических материалов соответствующих масштабов. В качестве программного обеспечения может  использоваться ГИС «КАРТА 2011», имеющая в своем составе приложение «Трансформирование растровой карты по точкам». В этом случае матрицу высот учитывать не надо.

В качестве примера на рис. 10 представлены материалы космической съемки на территорию г. Тегеран, геопривязанные с помощью RPC полиномов, и загруженные в ГИС «КАРТА 2011». В качестве модели рельефа использовалась высотная информация с векторной топографической карты масштаба 1:50 000, созданной по материалам 2005 года.


Материалы космической съемки КА «Канопус-В» № 1 на г. Тегеран.

Полученный ортофотоплан можно загрузить в ГИС «КАРТА 2011». На Рис. 11 отображены параметры снимка: масштаб 1 : 50 000 и разрешение 2.1 м., координаты привязки снимка в UTM WGS 84.


Параметры снимка: масштаб 1 : 50 000 и разрешение 2.1 м.,
координаты привязки снимка в UTM WGS 84

Для выполнения операции обновления был выбран снимок на г.Тегеран, полученный в сентябре 2012 года. У нас была векторная карта масштаба 1 : 50 000, созданная по материалам 2005 года.

На рис. 12 отображены фрагмент снимка и карты одной и той же территории. Визуально видно, что на снимке появились новые объекты, в частности новая застройка. Красным овалом выделены одна и та же территория города. Слева - ортофотоплан, полученный по материалам ДЗЗ с аппарата «Канопус-В» № 1 в 2012 году, справа – векторная карта в формате ГИС КАРТА 2011, созданная по материалам 2005 года.


Ортофотоплан и векторная карта в формате ГИС КАРТА 2011 (г.Тегеран)

Учитывая дешифровочные свойства космических снимков, полученных с КА «Канопус-В» № 1 (распознавания улиц, дорог, внутриквартальных проездов), можно говорить о возможности cредствами Редактора ГИС КАРТА 2011 выполнения обновления фрагмента карты. На рис. 13 показана область, с появившимися новыми объектами.


Территория г. Тегеран с выявленными новыми объектами

На рис. 14 отображены результаты выполнения обновления с использованием информации КА «Канопус-В» № 1. Видно, что появились новые кварталы, мечети, дороги и т.д.


Результаты обновления карты с новыми объектами

Проанализировав окрестности г. Тегерана, можно сделать вывод, что за 7 лет изменилось почти 1/3 территории города. Это связано с естественным расширением территории города. При этом произошли и внутренние изменения, но это видно, если более детально смотреть информацию. На рис. 15 показана площадь, требующая выполнения обновления.


Изображение территории города Тегерана требующей выполнения обновления

Еще одним примером, для создания фрагмента новой цифровой топографической карты был выбран снимок г.Доха, полученный в ноябре 2012 года КА «Канопус-В» № 1 (рис. 16).


Панхроматическое изображение г.Доха, полученное КА «Канопус-В» № 1
в ноябре 2012 г.

По данному снимку был создан векторный цифровой фрагмент города Доха масштаба 1 : 50 000. На Рис. 17 показан оцифрованный фрагмент города.


Векторный цифровой фрагмент г. Доха масштаба 1 : 50 000

Если к полученному изображению присовокупить дополнительный материал: нанести подписи и семантическую информацию, добавить рельеф, то получится стандартная топографическая карта.