Данный способ относится к области геодезических измерений, получения, обработки и отображения геопространственной информации, компьютерным средствам преобразования, визуализации и интерпретации цифровых трёхмерных моделей геоинформационных систем в трехмерном пространстве с применением технологии лазерного сканирования и может быть использован для создания цифровых трёхмерных моделей объектов и территорий с целью геодезического мониторинга земной поверхности в сейсмоопасных районах, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты.This method relates to the field of geodetic measurements, obtaining, processing and displaying geospatial information, computer tools for converting, visualizing and interpreting digital three-dimensional models of geographic information systems in three-dimensional space using laser scanning technology and can be used to create digital three-dimensional models of objects and territories with the aim of geodetic monitoring of the earth's surface in earthquake-prone areas where particularly complex technological engineering facilities.
Известен способ получения, обработки, отображения и интерпретации геопространственных данных, который заключается в создании цифровых трёхмерных моделей объектов и рельефа земной поверхности по данным геодезических съёмок методом лазерного сканирования [В.А. Середович, Наземное лазерное сканирование, Новосибирск, СГГА, 2009 г.], взятый в качестве прототипа.There is a method of obtaining, processing, displaying and interpretation of geospatial data, which consists in creating digital three-dimensional models of objects and the relief of the earth's surface according to geodetic surveys by laser scanning [V.A. Seredovich, Ground-based laser scanning, Novosibirsk, SSGA, 2009], taken as a prototype.
Сущность данного способа состоит в том, что на контролируемой территории проводят геодезическую съемку ситуации и рельефа с помощью лазерного сканирования. По данным геодезической съемки выполняют геодезические измерения контролируемой территории с привязкой к системе координат ПВО, получают результаты геодезических измерений в определенный период времени, которые передают в ПВЭМ, с помощью компьютерной программы выполняют обработку материалов и получают облако точек геодезических измерений, которое используют для создания цифровых метрических трёхмерной моделей земной поверхности контролируемой территории.The essence of this method lies in the fact that in a controlled area they conduct a geodetic survey of the situation and relief using laser scanning. According to geodetic survey data, geodetic measurements of the controlled area are made with reference to the air defense coordinate system, the results of geodetic measurements are obtained for a certain period of time, which are transmitted to the PVEM, using a computer program they process the materials and get a cloud of geodetic measurement points, which is used to create digital metric three-dimensional models of the earth's surface of the controlled territory.
Недостатком этого способа является низкая точность определения смещений земной поверхности в контрольных точках опорных пунктов ПВО, а так же трудоемкость процесса повторения измерения для уточнения планового или высотного положения объектов местности вследствие необходимости повторного выполнения полевых работ. Как следствие сказанного снижается точность и достоверность определения планово – высотных смещений земной поверхности контролируемой территории в определенный период времени, что, в конечном счёте, ведёт к снижению достоверности и эффективности работ при геодезическом мониторинге деформационного состояния земной поверхности контролируемой территории. The disadvantage of this method is the low accuracy of determining the displacements of the earth's surface at the control points of the air defense reference points, as well as the complexity of the process of repeating the measurement to clarify the planned or vertical position of the terrain due to the need for repeated field work. As a consequence of what has been said, the accuracy and reliability of determining the plan - height displacements of the earth’s surface of the controlled territory in a certain period of time decreases, which, ultimately, leads to a decrease in the reliability and efficiency of work during geodetic monitoring of the deformation state of the earth’s surface of the controlled territory.
Решаемая техническая проблема заключается в повышении эффективности способа геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности контролируемой территории с применением технологии лазерного сканирования за счёт обеспечения повышения точности определения координат X,Y,Z, проектных контрольных точек опорных пунктов ПВО и передачи в режиме реального времени геопространственных данных с помощью системы сдвигомеров, а так же оперативного доступа к актуальной информации, используя технологии лазерного сканирования в трёхмерном пространстве совместно с автоматизированными цифровыми технологиями передачи информации в режиме реального времени. The technical problem to be solved is to increase the efficiency of the method of geodetic monitoring of the deformation state of the earth’s surface of the controlled area using laser scanning technology by providing improved accuracy in determining the coordinates X, Y, Z, design control points of air defense reference points and real-time transmission of geospatial data using shiftmeter systems, as well as quick access to relevant information using laser scanning technologies three-dimensional space in conjunction with automated digital technologies transmit information in real time.
Проблема решается тем, что в представленном способе геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности в сейсмоопасных районах с применением технологии лазерного сканирования, при котором на контролируемой территории создают планово-высотное обоснование (ПВО), выполняют геодезические измерения с применением технологии лазерного сканирования контролируемой территории с привязкой к системе координат ПВО, получают результаты геодезических измерений в определенный период времени, которые передают в ПЭВМ с общим и прикладным программным обеспечением обработки, отображения и преобразования информации, с помощью компьютерной программы выполняют обработку материалов и получают облако точек геодезических измерений, которое используют для создания цифровых метрических трёхмерной моделей земной поверхности контролируемой территории, согласно техническому решению на контролируемой территории, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты, создают геодинамический полигон, на котором выполняют упомянутое ПВО в местной системе координат с применением технологии высокоточного спутникового позиционирования, где в качестве опорных пунктов ПВО служат базовые станции GPS, размещённые по определённой проектной схеме с учетом выявленных зон разломов верхней части земной коры. Кроме того опорные пункты ПВО используют в качестве проектных контрольных точек, которые оснащают геодезической контрольно – измерительной аппаратурой (КИА) в виде системы прямых и обратных сдвигомеров, с помощью которой выполняют натурные наблюдения, с возможностью измерения смещений земной поверхности в зонах разломов верхней части земной коры относительно проектных контрольных точек, закрепленных на отметке залегания твёрдых горных пород и передачи их проекции на земную поверхность. При этом в упомянутую геодезическую КИА дополнительно интегрируют цифровые датчики, с помощью которых получают геопространственные данные за смещениями земной поверхности в опорных пунктах ПВО, принятых в качестве проектных контрольных точек, по координатам X,Y,Z, с возможностью их передачи в цифровой форме в режиме реального времени в упомянутую ПЭВМ с общим и прикладным программным обеспечением обработки, отображения и преобразования информации, в котором создают интерфейсную подсистему обработки и постоянного обновления геопространственных данных. Натурные наблюдения нулевого цикла выполняют совместно с использованием технологии воздушного или мобильного лазерного сканирования земной поверхности контролируемой территории по упомянутым опорным пунктам ПВО геодинамического полигона. В результате геодезических измерений с помощью упомянутого лазерного сканирования определяют пространственные координаты по осям X,Y,Z облака точек отражения лазерного луча от земной поверхности контролируемой территории и опорных пунктов ПВО, которые идентифицируются на сканах, где пространственные координаты по осям X,Y соответствуют относительным плановым отметкам плановой сети ПВО, а пространственные координаты по оси Z соответствуют относительным высотным отметкам высотной сети ПВО, получают скан. С помощью компьютерной программы регистрируют сканы, получают цифровую метрическую точечную трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории, где каждая точка этой модели имеет пространственные координаты по осям X,Y,Z отражённого лазерного луча от земной поверхности, с интегрированными в неё пространственными координатами по осям X,Y,Z проектных контрольных точек опорных пунктов ПВО, передают её в упомянутую интерфейсную подсистему обработки и постоянного обновления геопространственных данных. Затем формируют виртуальные объекты «горизонтальная плоскость» и «вертикальная плоскость» путем сечения цифровой метрической точечной трёхмерной модели горизонтальными и вертикальными плоскостями по контрольным точкам опорных пунктов ПВО, автоматически апроксимируя векторные геометрические примитивы «горизонтальная плоскость» и «вертикальная плоскость» в данные лазерного сканирования и получают цифровую метрическую векторную трёхмерную модель земной поверхности контролируемой территории в местах сечения по проектным контрольным точкам опорных пунктов ПВО с интегрированными в неё пространственными координатами по осям X,Y,Z самих опорных пунктов ПВО. В этой же интерфейсной подсистеме обработки и постоянного обновления геопространственных данных с помощью компьютерной программы трансформируют пространственные данные в проектных контрольных точках по координатам X,Y,Z земной поверхности контролируемой территории в цифровой форме в режиме реального времени, полученных с помощью цифровых датчиков, интегрированных в геодезическую КИА, в данные цифровой метрической векторной трехмерной модели и получают исходную базовую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории в режиме реального времени по результатам нулевого цикла геодезических измерений по упомянутым опорным пунктам ПВО геодинамического полигона. В этой же интерфейсной подсистеме обработки и постоянного обновления геопространственных данных по результатам натурных измерений в каждом последующем цикле автоматически вносят поправки в координаты проектных контрольных точек опорных пунктов ПВО в соответствующие координаты исходной базовой цифровой метрической трехмерной модели земной поверхности контролируемой территории и создают интегральную фактическую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории с возможностью визуализации и оценки деформационной ситуации на контролируемом участке текущей или смоделированной с использованием предельно-допустимых критических значений смещений, как для земной поверхности, так и для особо сложных технологических инженерных объектов путём сравнения исходной базовой цифровой метрической трехмерной модели земной поверхности с упомянутой интегральной фактической цифровой метрической трехмерной моделью земной поверхности каждого последующего цикла, полученную путем введения поправок в координаты ПВО в соответствии с геодезическими данными натурных наблюдений, с помощью системы прямых и обратных сдвигомеров на контролируемом участке в системе координат ПВО в режиме реального времени и воссоздают фактическую цифровую метрическую трёхмерную модель деформационной зоны земной поверхности контролируемой территории в режиме реального времени для конкретного цикла. Затем создают и используют административную подсистему в виде сервера геопространственных данных с возможностью анализа, интерпретации и хранения полученных геопространственных данных и передают в неё из интерфейсной подсистемы обработки и постоянного обновления геопространственных данных указанную исходную базовую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории, интегральную фактическую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории и фактическую цифровую метрическую трёхмерную модель деформационной зоны, с возможностью хранения, анализа и интерпретации полученных данных. Далее создают и используют интерфейсную подсистему визуализации геопространственных данных путем предоставления по защищённому каналу передачи данных сервиса пользователям с возможностью запроса, визуализации и экспорта запрашиваемых геопространственных данных. При этом геопространственные данные используют совместно с данными в проектных контрольных точках по координатам X,Y,Z земной поверхности на контролируемой территории в цифровой форме в режиме реального времени, полученных с помощью цифровых датчиков, интегрированных в геодезическую КИА. Так же создают и используют интерфейсную подсистему геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности контролируемой территории, в которой создают систему расчета последствий при чрезвычайных сейсмических ситуациях в режиме реального времени путём вычисления в автоматическом режиме расхождения между фактическими значениями интегральной фактической цифровой метрической трехмерной модели каждого последующего цикла геодезических измерений и соответствующими значениями исходной базовой цифровой метрической трёхмерной модели земной поверхности контролируемой территории в системе координат ПВО, с возможностью визуализации и оценки текущей ситуации на контролируемом участке. Тем самым осуществляют упомянутый геодезический мониторинг деформационного состояния земной поверхности в режиме реального времени в сейсмоопасных районах, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты.The problem is solved by the fact that in the presented method of geodetic monitoring of the deformation state of the earth's surface in seismically hazardous areas using laser scanning technology, in which a vertical-height justification (PSS) is created in the controlled area, geodetic measurements are made using laser scanning technology of the controlled territory with reference to the air defense coordinate system, receive the results of geodetic measurements in a certain period of time, which are transmitted to a PC with a common and application software for processing, displaying and converting information, using a computer program, process materials and obtain a cloud of points of geodetic measurements, which is used to create digital metric three-dimensional models of the earth’s surface of the controlled territory, according to the technical solution in the controlled territory, where particularly complex technological engineering facilities create a geodynamic testing ground at which the aforementioned air defense is carried out in the local system oordinat precision using satellite positioning technology, where as support points serve VOP GPS base station, placed on a particular design scheme based on the identified fault zones upper crust. In addition, air defense reference points are used as design control points, which are equipped with geodetic control and measuring equipment (KIA) in the form of a system of forward and reverse shear meters, using which field observations are performed, with the ability to measure displacements of the earth's surface in the fault zones of the upper part of the earth's crust relative to design control points fixed at the level of occurrence of hard rocks and the transfer of their projection to the earth's surface. At the same time, digital sensors are additionally integrated into the mentioned geodesic KIA, with the help of which they obtain geospatial data for the displacements of the earth's surface at the defense points, adopted as design control points, at the coordinates X, Y, Z, with the possibility of their transmission in digital form in the mode real-time to the mentioned PC with general and applied software for processing, displaying and converting information, in which an interface subsystem for processing and constant updating of the geospace is created personal data. Full-scale zero-cycle observations are carried out in conjunction with the use of airborne or mobile laser scanning technology of the earth’s surface of the controlled territory at the aforementioned reference points of the air defense of the geodynamic test site. As a result of geodetic measurements using the aforementioned laser scanning, the spatial coordinates along the X, Y, Z axes of the cloud of points of reflection of the laser beam from the earth's surface of the controlled territory and reference points of air defense, which are identified on scans, where the spatial coordinates along the X, Y axes correspond to the relative elevations of the planned air defense network, and the spatial coordinates along the Z axis correspond to the relative elevations of the high-altitude air defense network, receive a scan. Using a computer program, scans are recorded, a digital metric point three-dimensional model of the earth’s surface of the controlled area is obtained, where each point of this model has spatial coordinates along the X, Y, Z axes of the reflected laser beam from the earth’s surface, with spatial coordinates integrated along it along the X axes, Y, Z of the design control points of air defense reference points, transmit it to the interface interface subsystem for processing and constant updating of geospatial data. Then virtual objects “horizontal plane” and “vertical plane” are formed by cross-sectioning the digital metric point three-dimensional model with horizontal and vertical planes at the control points of the air defense reference points, automatically approximating the vector geometric primitives “horizontal plane” and “vertical plane” into laser scanning data and get a digital metric vector three-dimensional model of the earth the surface of the controlled territory at the cross-sectional sites at the design control points of the air defense reference points with the spatial coordinates integrated into it along the X, Y, Z axes of the air defense reference points themselves. In the same interface subsystem for processing and continuous updating of geospatial data using a computer program, they transform the spatial data in the design control points along the X, Y, Z coordinates of the earth’s surface of the controlled territory in digital form in real time, obtained using digital sensors integrated into the geodetic KIA, into the data of a digital metric vector three-dimensional model and receive the initial basic digital metric three-dimensional model of the earth's surface of the controlled territory in real time according to the results of the zero cycle of geodetic measurements zhenium at the mentioned strongholds of air defense of a geodynamic range. In the same interface subsystem for processing and constant updating of geospatial data based on the results of field measurements in each subsequent cycle, the coordinates of the design control points of the air defense reference points are automatically adjusted to the corresponding coordinates of the original base digital metric three-dimensional model of the earth’s surface controlled territory and create an integrated actual digital metric three-dimensional model of the earth’s surface controlled territories with the ability to visualize and assess the deformation situation in a controlled area of the current or simulated using the maximum allowable critical values of displacements, both for the earth's surface and for especially complex technological engineering objects by comparing the initial base digital metric three-dimensional model earth surface from the integral digital actual metric three-dimensional model of the earth's surface of each subsequent cycle, obtained by introducing corrections to the air defense coordinates in accordance with the geodetic data of field observations, using a system of forward and reverse bias meters in a controlled area in the air defense coordinate system in real time and recreate the actual digital metric three-dimensional model of the deformation zone of the earth's surface controlled territory in real time for a specific cycle. Then they create and use an administrative subsystem in the form of a geospatial data server with the ability to analyze, interpret and store the obtained geospatial data and transfer to it from the interface subsystem for processing and constant updating of geospatial data the indicated initial base digital metric three-dimensional model of the earth’s surface of the controlled territory, the integrated actual digital metric three-dimensional model of the earth's surface of the controlled territory and the actual digital oic metric three-dimensional model of the deformation zone, to store, analyze and interpret the received data. Next, they create and use an interface subsystem for visualizing geospatial data by providing a service with a secure channel for transmitting data to users with the ability to request, visualize, and export requested geospatial data. At the same time, geospatial data is used in conjunction with data at design control points along the X, Y, Z coordinates of the earth’s surface in the controlled area in digital form in real time, obtained using digital sensors integrated into the geodetic KIA. They also create use the interface subsystem of geodetic monitoring of the deformation state of the earth's surface of the controlled territory, in which they create a system for calculating the consequences of emergency seismic situations in real time by calculating in the automatic mode the discrepancy between the actual values the integral actual digital metric three-dimensional model of each subsequent cycle of geodetic measurements and the corresponding values of the initial basic digital metric three-dimensional model of the earth's surface of the controlled territory in the air defense coordinate system, with the ability to visualize and assess the current situation in the controlled area. Thus, the aforementioned geodetic monitoring of the deformation state of the earth's surface is carried out in real time in earthquake-prone areas where particularly complex technological engineering objects have been built.
Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность способа геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности в сейсмоопасных районах, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты, с применением технологии лазерного сканирования за счёт обеспечения в режиме реального времени оперативного доступа к актуальной информации и повышения её точности, а значит достоверности, используя технологии лазерного сканирования в трёхмерном пространстве совместно с цифровой технологией передачи информации в режиме реального времени. The indicated combination of features makes it possible to increase the efficiency of the method of geodetic monitoring of the deformation state of the earth’s surface in seismically hazardous areas where particularly complex technological engineering facilities have been built using laser scanning technology by providing real-time real-time access to relevant information and increasing its accuracy, which means reliability using technology of laser scanning in three-dimensional space together with digital technology giving information in real time.
Сущность технического решения поясняется примером реализации способа геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности в сейсмоопасных районах, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты, с применением технологии лазерного сканирования и чертежами фиг. 1, 2, где на фиг. 1 представлена условная схема создания геодинамического полигона на контролируемой территории; на фиг. 2 - структурная схема взаимодействия блоков сервиса предоставления геопространственной информации с применением технологии лазерного сканирования в трёхмерном пространстве совместно с цифровой технологией передачи информации в режиме реального времени.The essence of the technical solution is illustrated by an example of the implementation of the method of geodetic monitoring of the deformation state of the earth's surface in earthquake-prone areas where particularly complex technological engineering objects have been built using laser scanning technology and drawings of FIG. 1, 2, where in FIG. 1 presents a conventional scheme for creating a geodynamic test site in a controlled area; in FIG. 2 is a block diagram of the interaction of the service blocks of the provision of geospatial information using laser scanning technology in three-dimensional space in conjunction with digital technology for transmitting information in real time.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. До начала геодезических измерений на контролируемой территории, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты 1, создают геодинамический полигон (см. фиг. 1), на котором выполняют ПВО в местной системе координат с применением технологии высокоточного спутникового позиционирования, где в качестве опорных пунктов ПВО 2 (далее – опорные пункты 2) служат базовые станции GPS, размещённые по определённой проектной схеме с учетом выявленных зон разломов верхней части земной коры 3 (далее – зоны разломов 3). Опорные пункты 2 используют в качестве проектных контрольных точек, которые оснащают геодезической контрольно – измерительной аппаратурой (КИА) в виде системы прямых и обратных сдвигомеров ( на чертеже не показана), с помощью которой выполняют натурные наблюдения, с возможностью измерения смещений земной поверхности в зонах разломов 3 верхней части земной коры относительно проектных контрольных точек, закрепленных на отметке залегания твёрдых горных пород и передачи их проекции на земную поверхность. При этом в упомянутую геодезическую КИА дополнительно интегрируют цифровые датчики, с помощью которых получают геопространственные данные за смещениями земной поверхности в опорных пунктах 2, принятых в качестве проектных контрольных точек, по координатам X,Y,Z, с возможностью их передачи в цифровой форме в режиме реального времени в ПЭВМ с общим и прикладным программным обеспечением обработки, отображения и преобразования информации, в котором создают интерфейсную подсистему обработки и постоянного обновления геопространственных данных 4 (далее - интерфейсная подсистема 4) (см. фиг.2). Натурные наблюдения нулевого цикла выполняют совместно с использованием технологии воздушного или мобильного лазерного сканирования земной поверхности контролируемой территории по опорным пунктам 2 геодинамического полигона (см. фиг. 1). В результате геодезических измерений с помощью лазерного сканирования определяют пространственные координаты по осям X,Y,Z облака точек отражения лазерного луча от земной поверхности контролируемой территории и опорных пунктов 2 (см. фиг. 1), которые идентифицируются на сканах, где пространственные координаты по осям X,Y соответствуют относительным плановым отметкам плановой сети ПВО, а пространственные координаты по оси Z соответствуют относительным высотным отметкам высотной сети ПВО. Получают сканы, помощью компьютерной программы регистрируют их и получают цифровую метрическую точечную трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории, где каждая точка этой модели имеет пространственные координаты по осям X,Y,Z отражённого лазерного луча от земной поверхности, с интегрированными в неё пространственными координатами по осям X,Y,Z проектных контрольных точек опорных пунктов 2, передают её в интерфейсную подсистему 1 (см. фиг. 2). Затем формируют виртуальные объекты «горизонтальная плоскость» и «вертикальная плоскость» путем сечения цифровой метрической точечной трёхмерной модели горизонтальными и вертикальными плоскостями по контрольным точкам опорных пунктов ПВО, автоматически апроксимируя векторные геометрические примитивы «горизонтальная плоскость» и «вертикальная плоскость» в данные лазерного сканирования. Получают цифровую метрическую векторную трёхмерную модель земной поверхности контролируемой территории в местах сечения по проектным контрольным точкам опорных пунктов 2 (см. фиг. 1) с интегрированными в неё пространственными координатами по осям X,Y,Z самих опорных пунктов 2. В этой же интерфейсной подсистеме 1 (см. фиг. 2) с помощью компьютерной программы трансформируют пространственные данные в проектных контрольных точках по координатам X,Y,Z земной поверхности контролируемой территории в цифровой форме в режиме реального времени, полученных с помощью цифровых датчиков, интегрированных в геодезическую КИА, в данные цифровой метрической векторной трехмерной модели и получают исходную базовую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории в режиме реального времени по результатам нулевого цикла геодезических измерений по упомянутым опорным пунктам 2 геодинамического полигона. В этой же интерфейсной подсистеме 1 (см. фиг. 2) по результатам натурных измерений в каждом последующем цикле автоматически вносят поправки в координаты проектных контрольных точек опорных пунктов ПВО в соответствующие координаты исходной базовой цифровой метрической трехмерной модели земной поверхности контролируемой территории и создают интегральную фактическую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории с возможностью визуализации и оценки деформационной ситуации на контролируемом участке текущей или смоделированной с использованием предельно-допустимых критических значений смещений, как для земной поверхности, так и для особо сложных технологических инженерных объектов 1 путём сравнения исходной базовой цифровой метрической трехмерной модели земной поверхности с упомянутой интегральной фактической цифровой метрической трехмерной моделью земной поверхности каждого последующего цикла, полученной путем введения поправок в координаты ПВО в соответствии с геодезическими данными натурных наблюдений, с помощью системы прямых и обратных сдвигомеров на контролируемом участке в системе координат ПВО в режиме реального времени и воссоздают фактическую цифровую метрическую трёхмерную модель деформационной зоны земной поверхности контролируемой территории в режиме реального времени для конкретного цикла. Затем дополнительно создают и используют административную подсистему в виде сервера геопространственных данных с возможностью анализа, интерпретации и хранения полученных геопространственных данных 5 (далее - административная подсистема 5) (см. фиг. 2). Далее из интерфейсной подсистемы 4 передают в административную подсистему 5 указанную исходную базовую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории, интегральную фактическую цифровую метрическую трехмерную модель земной поверхности контролируемой территории и фактическую цифровую метрическую трёхмерную модель деформационной зоны, с возможностью хранения, анализа и интерпретации полученных данных. Далее создают и используют интерфейсную подсистему визуализации геопространственных данных 6 (далее - интерфейсная подсистема 6) (см. фиг. 2), путем предоставления по защищённому каналу передачи данных сервиса пользователям с возможностью запроса, визуализации и экспорта запрашиваемых геопространственных данных. Геопространственные данные используют совместно с данными в проектных контрольных точках по координатам X,Y,Z земной поверхности на контролируемой территории в цифровой форме в режиме реального времени, полученных с помощью цифровых датчиков, интегрированных в геодезическую КИА. Так же создают и используют интерфейсную подсистему геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности контролируемой территории 7 (далее - интерфейсная подсистема 7) (см. фиг. 2), в которой создают систему расчета последствий при чрезвычайных сейсмических ситуациях в режиме реального времени путём вычисления в автоматическом режиме расхождения между фактическими значениями интегральной фактической цифровой метрической трехмерной модели каждого последующего цикла геодезических измерений и соответствующими значениями исходной базовой цифровой метрической трёхмерной модели земной поверхности контролируемой территории в системе координат ПВО, с возможностью визуализации и оценки текущей ситуации на контролируемом участке. Тем самым осуществляют упомянутый геодезический мониторинг деформационного состояния земной поверхности в режиме реального времени в сейсмоопасных районах, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты 1 (см. фиг. 1). Далее создают система поиска нужного фрагмента контролируемой территории в системе координат ПВО и доступа к нему, выделяя вышеуказанный фрагмент на модели по координатам путем предоставления по защищённому каналу передачи данных сервиса пользователям 8 с возможностью запроса, визуализации и экспорта запрашиваемых геопространственных данных через интерфейсную подсистему 6. Затем используют интерфейсную подсистему 7 в которой создают систему расчета последствий при деформации земной поверхности с возможностью запроса, визуализации и формирования отчетов в виде сводных таблиц, ведомостей, графиков и ситуационных карт для планирования мероприятий либо ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на контролируемом участке путём вычисления в автоматическом режиме расхождения между фактическими значениями интегральной фактической цифровой метрической трехмерной модели и соответствующими значениями исходной базовой цифровой метрической трёхмерной модели земной поверхности контролируемой территории в системе координат ПВО, с возможностью визуализации текущей ситуации на контролируемом участке. Пользователь 8, имеющий аккредитацию на сервисе, получает нужный фрагмент в виде цифровой метрической точечной модели заданной территории на свой рабочий компьютер (см. фиг. 2), обрабатывает этот фрагмент средствами, размещёнными в административной подсистеме 5 или в собственных программах и получает результат для дальнейшего использования в виде цифровой метрической и визуальной информации. Таким образом, пользователям 8 предоставляется возможность получать оперативный доступ к актуальной информации на конкретный участок в виде цифровых метрических трехмерных моделей земной поверхности на конкретную территорию. При этом пользователь 8 в интерактивном режиме может выбирать на модели конкретное место и получать для работы несколько вариантов информации. Это может быть как цифровая трёхмерная точечная метрическая модель земной поверхности контролируемой территории, так и интегрированные цифровые трёхмерные модели территории. Данная информация может высылаться на электронную почту для работы в любом программном обеспечении. После интерпретации и анализа полученных данных делают заключение о деформационном состоянии земной поверхности контролируемой территории на геодинамическом полигоне в определенный период времени. Тем самым осуществляют геодезический мониторинг деформационного состояния земной поверхности контролируемой территории в определенный период времени в сейсмоопасных районах, где возведены особо сложные технологические инженерные объекты.The proposed method is as follows. Prior to the start of geodetic measurements in the controlled area, where especially complex technological engineering objects 1 were built, a geodynamic training ground is created (see Fig. 1), on which air defense is performed in the local coordinate system using high-precision satellite positioning technology, where air defense points 2 (hereinafter referred to as reference points 2) GPS base stations are located according to a specific design scheme taking into account the identified fault zones of the upper part of the earth's crust 3 (hereinafter referred to as fault zones 3). Reference points 2 are used as design control points, which are equipped with geodetic control and measuring equipment (KIA) in the form of a system of forward and reverse shear meters (not shown in the drawing), using which field observations are performed, with the possibility of measuring the displacement of the earth's surface in fault zones 3 of the upper part of the earth's crust relative to the design control points fixed at the level of occurrence of hard rocks and the transfer of their projection to the earth's surface. At the same time, digital sensors are additionally integrated into the mentioned geodetic KIA, with the help of which they obtain geospatial data for the displacements of the earth's surface at reference points 2, adopted as design control points, at the coordinates X, Y, Z, with the possibility of their transmission in digital form in the mode real-time PC with general and application software for processing, displaying and converting information in which an interface subsystem for processing and constant updating of geospatial data is created s 4 (hereinafter - interface subsystem 4) (see Figure 2.). Field observations of the zero cycle are carried out in conjunction with the use of airborne or mobile laser scanning technology of the earth's surface of the controlled territory at the reference points 2 of the geodynamic test site (see Fig. 1). As a result of geodetic measurements using laser scanning, the spatial coordinates along the X, Y, Z axes of the cloud of points of reflection of the laser beam from the earth's surface of the controlled territory and reference points 2 (see Fig. 1) are identified, which are identified on the scans, where the spatial coordinates along the axes X, Y correspond to the relative planned elevations of the planned air defense network, and spatial coordinates along the Z axis correspond to the relative elevations of the high-altitude air defense network. Scans are obtained, they are recorded using a computer program and a digital metric point three-dimensional model of the earth’s surface of the controlled area is obtained, where each point of this model has spatial coordinates along the X, Y, Z axes of the reflected laser beam from the earth’s surface, with spatial coordinates along the axes integrated into it X, Y, Z of the design control points of the reference points 2, transmit it to the interface subsystem 1 (see Fig. 2). Then virtual objects “horizontal plane” and “vertical plane” are formed by cross-section of the digital metric point three-dimensional model by horizontal and vertical planes at the control points of the defense points, automatically approximating the vector geometric primitives “horizontal plane” and “vertical plane” into the laser scanning data. Get a digital metric vector three-dimensional model of the earth the surface of the controlled territory at the cross-sectional areas at the design control points of the reference points 2 (see Fig. 1) with the spatial coordinates integrated into it along the X, Y, Z axes of the reference points themselves 2. In the same interface subsystem 1 (see Fig. 2) using a computer program transform spatial data in design control points along the X, Y, Z coordinates of the earth’s surface of the controlled territory in digital form in real time, obtained using digital sensors integrated into the geodetic KIA in the data of the digital metric vector three-dimensional model and get the original basic digital metric three-dimensional model of the earth’s surface of the controlled territory in real time according to the result am zero cycle of geodetic measurements at the mentioned reference points 2 of the geodynamic range. In the same interface subsystem 1 (see Fig. 2) according to the results of field measurements in each subsequent cycle, the coordinates of the design control points of the air defense reference points are automatically adjusted to the corresponding coordinates of the original base digital metric three-dimensional model of the earth’s surface controlled territory and create an integrated actual digital metric three-dimensional model of the earth’s surface controlled territories with the ability to visualize and assess the deformation situation in a controlled area of the current or simulated using the maximum allowable critical values of displacements, both for the earth's surface and for especially complex technological engineering objects 1 by comparing the initial basic digital metric three-dimensional model earth surface from the integral digital actual metric three-dimensional model of the earth's surface of each subsequent cycle, obtained by introducing corrections to the air defense coordinates in accordance with the geodetic data of field observations, using a system of forward and reverse shift meters in a controlled area in the air defense coordinate system in real time and recreate the actual digital metric three-dimensional model of the deformation zone of the earth's surface controlled territory in real time for a specific cycle. Then additionally create and use the administrative subsystem in the form of a geospatial data server with the ability to analyze, interpret and store the resulting geospatial data 5 (hereinafter - the administrative subsystem 5) (see Fig. 2). Then, from the interface subsystem 4, the indicated initial basic digital metric three-dimensional model of the earth’s surface of the controlled area, the integrated actual digital metric three-dimensional model of the earth’s surface of the controlled territory and the actual digital metric three-dimensional model of the deformation zone are transferred to the administrative subsystem 5, with the possibility of storing, analyzing and interpreting the obtained data . Then create and use the interface subsystem for visualization of geospatial data 6 (hereinafter referred to as interface subsystem 6) (see Fig. 2), by providing a service with a secure channel for transmitting data to users with the ability to request, visualize and export the requested geospatial data. Geospatial data is used in conjunction with data at design control points along the X, Y, Z coordinates of the earth’s surface in the controlled area in digital form in real time, obtained using digital sensors integrated into the geodetic KIA. They also create use the interface subsystem for geodetic monitoring of the deformation state of the earth’s surface of the controlled territory 7 (hereinafter referred to as interface subsystem 7) (see Fig. 2), in which a system for calculating the consequences of seismic emergencies in real time is created by automatically calculating the discrepancy between actual values the integral actual digital metric three-dimensional model of each subsequent cycle of geodetic measurements and the corresponding values of the initial basic digital metric three-dimensional model of the earth's surface of the controlled territory in the air defense coordinate system, with the ability to visualize and assess the current situation in the controlled area. Thus, the aforementioned geodetic monitoring of the deformation state of the earth’s surface is carried out in real time in earthquake-prone areas where particularly complex technological engineering objects 1 have been built (see Fig. 1). Next, they create a system for searching for the desired fragment of the controlled territory in the air defense coordinate system and access to it, highlighting the above fragment on the model by coordinates by providing service 8 to the protected data transmission channel with the ability to query, visualize and export the requested geospatial data through the interface subsystem 6. Then they use an interface subsystem 7 in which they create a system for calculating the consequences of deformation of the earth’s surface with the ability to query, visualize and generate reports in the form of summary tables, statements, graphs and situational maps for planning events or eliminating the consequences of emergencies in a controlled area by calculating the difference automatically between the actual values of the integral actual digital metric three-dimensional model and the corresponding values of the original basic digital metric three-dimensional model of the earth’s surface of the controlled territory in the air defense coordinate system, with the ability to visualize the current situation in the controlled area. User 8, who is accredited to the service, receives the desired fragment in the form of a digital metric point model of the given territory on his work computer (see Fig. 2), processes this fragment using the tools located in the administrative subsystem 5 or in its own programs and receives the result for further use in the form of digital metric and visual information. Thus, users 8 are given the opportunity to obtain quick access to relevant information on a specific site in the form of digital metric three-dimensional models of the earth's surface on a specific territory. In this case, the user 8 in an interactive mode can select a specific place on the model and receive several options of information for work. This can be either a digital three-dimensional point metric model of the earth's surface of the controlled territory, or integrated digital three-dimensional models of the territory. This information can be sent by e-mail to work in any software. After interpretation and analysis of the data obtained, a conclusion is made about the deformation state of the earth's surface of the controlled territory at the geodynamic test site for a certain period of time. Thus, geodetic monitoring of the deformation state of the earth's surface of the controlled territory is carried out for a certain period of time in earthquake-prone areas, where particularly complex technological engineering objects have been built.
Предлагаемый инновационный способ геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности в сейсмоопасных районах, особенно в труднодоступных местах, где возведены сложные технологические инженерные объекты, основанный на бесконтактных методах геодезического контроля, позволяет значительно повысить эффективность работ, в том числе экономическую эффективность работ, информативность, достоверность и точность данных о смещениях земной поверхности в зонах разломов верхней части земной коры относительно проектных контрольных точек, закрепленных на отметке залегания твёрдых горных пород и, как следствие, принять превентивные меры и обеспечить безопасную эксплуатацию особо сложных технологических инженерных объектов, функционирующих в сейсмоопасных районах.The proposed innovative method of geodetic monitoring of the deformation state of the earth's surface in seismically dangerous areas, especially in hard-to-reach places where complex technological engineering objects are built, based on non-contact methods of geodetic control, can significantly increase the efficiency of work, including economic efficiency of work, information content, reliability and accuracy data on displacements of the earth's surface in fault zones of the upper part of the earth's crust relative to the design control points fixed at the level of hard rock occurrence and, as a result, take preventive measures and ensure the safe operation of particularly complex technological engineering facilities operating in earthquake-prone areas.