Разработка технологии создания цифровой модели препятствий для аэродромов и приаэродромных территорий по данным аэрокосмических съемок
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………….. 4
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ
ПРЕПЯТСТВИЙ АЭРОДРОМОВ И ПРИАЭРОДРОМНЫХ ТЕРРИТОРИЙ 10
1.1 Общие сведения об аэродромах и препятствиях …………………………….. 10
1.2 Традиционные методы сбора и оценки данных о препятствиях ……… 14
1.3 Выводы по разделу ……………………………………………………………………….. 19
2 ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПРЕПЯТСТВИЙ АЭРОДРОМОВ И ПРИАЭРОДРОМНЫХ ТЕРРИТОРИЙ 21
2.1 Стереоскопический метод определения препятствий …………………….. 21
2.2 Технологическая схема. Этапы работ ……………………………………………. 23
2.3 Выводы по разделу ……………………………………………………………………….. 40
3 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ….. 42
3.1 Технико-экономическое обоснование ……………………………………………. 42
3.1.1 Технологическая последовательность ………………………………………………………. 42
3.1.2 Себестоимость, нормы времени, производительность ……………………………….. 43
3.1.3 Необходимый объем измерений ……………………………………………………………….. 46
3.1.4 Производственная эффективность ……………………………………………………………. 48
3.1.5 Экологическая эффективность………………………………………………………………….. 49
3.2 Выводы по разделу ……………………………………………………………………….. 50
4 ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ АЭРОДРОМОВ.
ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ………………………………………………………………… 52
4.1 Район работ, материалы, оборудование …………………………………………. 52
4.2 Аэродром МИНСК-2 (2017-2019 гг.)……………………………………………… 53
4.3 Аэродром ОРША (2019-2020 гг.)…………………………………………………… 57
4.4 Аэродром ВИТЕБСК (2020 г.)……………………………………………………….. 60
4.5 Опытная эксплуатация технологии ……………………………………………….. 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………….. 63
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ …………………… 65
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ……………………………………………………………………………. 67
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………………. 70
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………………………………….. 80
Приложение 1 Аэродром МИНСК-2. Технический отчет ………………………. 80
Приложение 2 Аэродром ОРША. Технический отчет ……………………………. 81
Приложение 3 Аэродром ВИТЕБСК. Технический отчет ………………………. 82
Приложение 4 Акт опытной эксплуатации технологии ………………………….. 83
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи.
Раздел 1 «Современное состояние методов обследования препятствий аэродромов и приаэродромных территорий» посвящен обзору существующих методов сбора и оценки данных об аэродромных препятствиях, способах их определения и мониторинга. Так как работа имеет прикладное назначение, в начале приводятся общие сведения об аэродромах и препятствиях, аэронавигационные термины и пояснения (Рисунок 1).
Рисунок 1 – Схема ограничительных поверхностей, критических и некритических препятствий
Традиционно задача получения данных о препятствиях является обязанностью аэродромных служб (с привлечением геодезических организаций) и разделяется на процессы сбора данных о препятствиях и их оценки по теоретически рассчитанным ограничительным поверхностям. Сбор данных включает измерение
географических координат и высот объектов и выполняется преимущественно с использованием инструментальной геодезической съемки. Оценка на соответствие критериям препятствия производится путем сравнения абсолютной высоты объекта и высоты ограничительной поверхности в точке пересечения. При отборе объектов, отвечающих критериям препятствия, существенная часть измерений отбраковывается, в то время как данные о высотах объектов сложной конфигурации (лесных массивов, ступенчатых зданий) часто представлены недостаточно. Так, к проблемам наземных методов определения препятствий можно отнести: а) необходимость избыточных измерений и отбраковку большинства объектов при оценке препятствий; б) затрудненное измерение высот сложных площадных объектов; в) низкую продуктивность и сезонность полевых работ. При современном уровне развития дистанционного зондирования Земли становятся очевидными преимущества применения для этих целей фотограмметрических или комбинированных методов.
Весомый вклад в развитие комбинированных методов обследования препятствий аэродромов и приаэродромных территорий (с использованием GNSS и ДДЗЗ c различных сенсоров) в государствах СНГ внесли рабочие группы по аэродромной аэронавигации, наиболее известными представителями которых являются: В.Я. Лобазов, К.А. Клещев, Ю.З. Соломоник (Межгосударственный авиационный комитет (МАК), Россия), Д. Джумшудов (Азербайджан).
В мировой практике для целей сбора данных о препятствиях, их оценки и картографирования были проведены испытания по использованию спутниковой и аэрофотосъемки с пилотируемых и беспилотных систем, цифровых моделей местности, построенных по данным лазерного сканирования. Наибольший вклад в исследование темы внесли: W. Uddin, E. Baltsavias, N. Demir, C. Parrish, R. Nowak, C. Gomez, M. Сontreras-Alonso, M. A. Aguilar, A.E. Garouani, D. Gavran, J. Höhle, L. Johansson, X.D. Fang, H. G. Bakó и др.
К преимуществам использования данных воздушного и наземного лазерного сканирования относятся высокая точность и детальность предоставления данных о высотах объектов, однако эффективность методов существенно снижается из-за
высокой стоимости, необходимости фильтрации цифровых моделей и дополнительного определения препятствий по оптическим снимкам.
Примерами программного обеспечения, в котором решается задача оценки препятствий по поверхностям ограничений являются: «Комплекс подготовки документов аэронавигационной информации» (КБ «Панорама», Россия), «ArcGIS для авиации» (США). Главной функцией программ является управление базами данных аэронавигационной информации и анализ поступающих данных. Обновление информации о препятствиях сопряжено со сложностью конвертации геодезических данных в аэронавигационные и форматы и обратно, необходимостью междисциплинарного обучения специалистов.
Таким образом, при большинстве представленных решений проблема сбора и оценки препятствий с необходимой актуальностью, точностью и объектной полнотой решается частично, для достижения уверенного результата требуются дополнительные ресурсы и контроль.
В разделе 2 «Фотограмметрическая технология определения препятствий аэродромов и приаэродромных территорий» представлены технологическая схема сбора и оценки данных о препятствиях, методика создания цифровой модели препятствий и контроля на всех этапах работ.
Основным в исследовании является метод совместного наблюдения и измерения в стереомодели, построенной по космическим или аэрофотоснимкам и ограничительным поверхностям заданных параметров. Для реализации технологических решений использована цифровая фотограмметрическая система PHOTOMOD, оснащенная инструментарием для фототриангуляции, пространственного моделирования и структурирования базы пространственных данных.
Технологическая последовательность работ состоит из подготовительного и основного блоков. На этапе подготовительных работ изучаются и приводятся к единой системе координат и высот данные об аэродроме и архивные данные о местности и препятствиях, полученные по результатам предыдущих обследований.
Технологическая схема (Рисунок 2) состоит из блока работ по созданию стереомодели (этапы 1–6) и ее применению для определения и оценки препятствий аэродрома (этапы 7–12).
Создание стереомодели по материалам аэрокосмических съемок
Предварительная оценка границ съемки
2. Получение актуальной стереосъемки
3. Создание проекта планово-высотного обоснования
4. Загрузка в ЦФС данных аэрокосмической съемки, первичная обработка
5. Получение каталогов опорных и контрольных точек планово-высотного обоснования
6. Фототриангуляция, создание стереомодели
Определение и оценка препятствий, пространственное моделирование, контроль, картографические модели
7. Построение векторной модели ограничительных поверхностей (ОП) в стереомодели
8. Предварительное определение препятствий по ОП
9. Построение цифровой модели высот ОП
10. Определение критических препятствий по цифровой модели высот ОП. Контроль
11. Регистрация препятствий, заполнение атрибутов. Экспорт в аэронавигационный формат
12. Создание картографических моделей для аэродромного проектирования и землепользования
Рисунок 2 – Технологическая схема создания цифровой модели препятствий аэродрома и приаэродромной территории
Этап 1. Предварительная оценка границ съемки. Производится оценка вертикальной и горизонтальной расчлененности рельефа местности в радиусе 15
км от аэродрома, растительности, строений, ЛЭП и т.п. с целью определения территорий, где естественные и искусственные объекты гарантированно не достигают высоты поверхностей ограничения. По границе этих зон определяется граница стереосъемки, требуемой для работ.
Этап 2. Получение актуальной стереосъемки. При заказе съемки необходимо учитывать сезонность и облачность – на снимках не должно быть устойчивого снежного покрова или покрытия облаками свыше 10%. Для снижения количества стереоизображений целесообразно использовать сканерные аэрофотоснимки (цифровой авиационный сканер ADS-80(100) – L1 (Leica Geosystems, Швейцария), или космические снимки с одного витка (Pleiades-1А, 1В (Airbus DS, Франция), WorldView-3, 4 GeoEye, (США)).
Этап 3. Создание проекта планово-высотного обоснования. Для геопривязки космических снимков выбираются четкие контура, равномерно распределенные по площади, создаются фотоабрисы. Для съемки со сканера ADS-100 уровня обработки L1 не требуется фототриангуляция, так как фототриангуляция выполняется оператором съемки в прилагаемом к камере программном обеспечении XPro, и в фотограмметрическую систему снимки загружаются в виде ориентированных стереопар с элементами внешнего ориентирования. Контроль стереомодели производится по каталогу наземных контрольных точек.
Этап 4. Загрузка в цифровую фотограмметрическую систему данных аэрокосмической съемки, первичная обработка. Выполняется радиометрическая коррекция снимков, синтез монохромных и мультиспектральных изображений (паншарпенинг). Для данных сканера ADS-100 уровня обработки L1 выполняется импорт элементов внешнего ориентирования и осуществляется переход к этапу 7.
Этап 5. Получение каталогов опорных и контрольных точек планово- высотного обоснования. Для привязки космических снимков могут быть использованы наземные геодезические измерения или подходящие по требованиям каталоги координат точек (контуры) со съемки более высокого разрешения.
Этап 6. Фототриангуляция и создание стереомодели выполняется с точностью, обеспечивающей запас точности для построения всех моделей и
измерений. Максимальные расхождения координат и высот при построении моделей не должны превышать 2 пиксела изображения (до 1,0 м) и составлять более 10% от общего количества опорных и контрольных точек.
Этап 7. Построение векторной модели ограничительных поверхностей в стереомодели. Для точного построения (импорта) ограничительных поверхностей в стереомодели геодезическая точность исходных координат порогов и продольного профиля ВПП должна составлять 0,3 м или лучше.
Рисунок 3 – Правила построения ограничительных поверхностей в системе координат аэродрома, где X – продолжение оси ВПП по курсу, У – ось, дополняющая систему координат до правой; H0 – высота порога ВПП (начало отсчета локальной системы координат)
Этап 8. Предварительное определение препятствий по поверхностям ограничения выполняется методом визуального анализа взаимного расположения объекта и ограничительной поверхности в стереомодели (Рисунок 4).
Рисунок 4 – Предварительное определение препятствий в стереомодели
Для оценки соответствия критериям препятствия оценивается соотношение его высоты с высотой ограничительной поверхности. Превышающие или близко расположенные к ограничительной поверхности точечные (мачта), линейные (ЛЭП) или площадные (лесной массив) объекты маркируются точкой, линией или полигоном.
Этап 9. Построение цифровой модели высот ограничительной поверхности. Осуществляется по принципу по векторным границам ограничительных поверхностей. Размер ячейки (шаг) цифровой модели высот ограничительной поверхности выбирается с учетом требований к точности и измерений (Рисунок 5).
аб
Рисунок 5 – Цифровая модель высот ограничительных поверхностей: а- TIN по контурам; б – плотная цифровая модель ОП, состоящая из множества точек, принадлежащих этой поверхности
Этап 10. Определение критических препятствий. Информирование аэродромных служб. Контроль. Для определения высоты превышения препятствия по плотной модели каждой поверхности поочередно определяется разность высоты объекта и высоты ограничительной поверхности в точке пересечения (Рисунок 6). Для дальнейшей обработки отбираются только положительные (и близкие к поверхности) значения превышений, создается план устранения критических препятствий, который согласовывается с аэродромными службами.
Рисунок 6 – Оценка препятствий по цифровой модели высот ОП
Контроль устранения выполняется по новым снимкам (этапы 1-10), с теми же поверхностями ограничений и контурами препятствий (Рисунок 7).
Рисунок 7 – Мониторинг препятствий по разновременным снимкам
Контроль точности построения моделей и измерений выполняется по независимым и разновременным наборам пространственных данных – наборов координат и высот или векторных объектов, приведенных к единой системе координат. В таблице 1 приведены результаты оценки точности построения поверхности ограничений в стереомодели относительно теоретической поверхности, рассчитанной в системе координат аэродрома. Точкой сравнения высот является точка пересечения препятствия (столбец 1) с координатами в
локальной СК (столбцы 2,3,4) с ограничительной поверхностью (столбец 7). Расхождения высот теоретически рассчитанной ограничительной поверхности (столбец 8) и построенной в стереомодели (столбец 9) приведены в столбце 10. Из таблицы 1 видно, что векторная модель ограничительной поверхности в стереомодели отличается от заданной на величины, которыми можно пренебречь. Таблица 1 – Контроль точности построения модели ограничительных
поверхностей в стереомодели
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Группа деревьев
Лес
Группа деревьев
1178 296 -1044 261
967 -150
210.2 206.9
206.2
– 197.8
–
191.8 –
191.8
захода на посадку
переходная
захода на посадку
214.2 214.2 0.0 215.1 215.3 -0.2
209.9 209.9 0.0
Лес
-3699
-35
232.2
–
206.9
взлета
223.8
223.7
0.1
Лес
-3714
-111
236.7
–
206.9
взлета
224.1
224.0
0.1
– критические препятствия
Этап 11. Регистрация препятствия в структуре данных, заполнение атрибутов, экспорт в аэронавигационный формат. Это важнейший этап для подготовки отчетной документации аэродромных служб. После заполнения атрибутов препятствий, база данных экспортируется в обменный формат согласно выбранному аэронавигационному стандарту отображения (*SHP, *XML).
Этап 12. Цифровые картографические модели для целей аэродромного проектирования и землепользования позволяют сократить или вовсе избежать
Наименование препятствия
Расстояние от порога, X, (м)
Расстояние от оси ВПП, Y, (м)
Абс. высота, Z, (м)
Высота по профилю ВПП, H0, (м)
Высота порога ВПП, H1, (м)
Наименование ограничительной поверхности (ОП)
Теоретическая высота ОП, Hт, (м)
Высота ОП в стереомодели, Hс, (м)
Уклонение поверхностей Hт-Hс, (м)
затрат на повторный мониторинг высотных препятствий. Создаются модели: а) максимально допустимых высот препятствий, б) зонирования землепользования с учетом вертикальных ограничений. Максимально допустимая высота препятствий определяется как разница высоты ОП и поверхности земли. Для вычисления допустимой высоты препятствий на территории аэродрома создается матрица разностей плотной модели ОП (см. Этап 9) и цифровой модели рельефа (отметка – земля), строятся изолинии с заданным интервалом и тематическими атрибутами.
Раздел 3 «Оценка экономической эффективности технологии» посвящен вопросам технико-экономического обоснования и эффективности разработанной технологии по сравнению с геодезическими методами. В ходе экономических исследований для контрольного участка работ были проанализированы и сопоставлены: а) технологическая последовательность; б) объемы и условия измерений; в) нормы времени и производительность; г) реальные трудозатраты; д) необходимость в дополнительном программном обеспечении. При инструментальной съемке измерить высоту деревьев было возможно только по контуру участков (Рисунок 8а). Всего зарегистрировано 2617 точек.
аб Рисунок 8 – Определение препятствий геодезическим (а) и фотограмметрическим (б) методами
При проведении работ на той же территории в стереомодели (Рисунок 8б), измерены высоты только тех участков, которые превышали ограничительные поверхности: 110 точек (в 23,79 раза меньше, чем при инструментальной съемке).
При сравнении показателей производительности труда по сборнику норм времени и реальным трудозатратам определено, что трудозатраты на проведение фотограмметрических работ в 20,19 раз ниже, чем на геодезические работы (Таблица 2).
Таблица 2 – Трудозатраты на измерение координат и высот объектов
Метод измерения
Наименование процесса
Трудовые затраты, чел.-дни
Геодезический (полевой)
Определение координат и высот лесного массива (абчсолютная высота – отметка «земля», относительная высота – высота макушки дерева над отметкой «земля»)
II
пункт
0,1333
Фотограм- метрический (камеральный)
Определение координат и высот лесного массива (абсолютная высота – отметка «земля», относительная высота – высота макушки дерева над отметкой «земля»)
II
пункт
0,0066
Преимуществами фотограмметрической технологии сбора и оценки данных о препятствиях аэродрома являются: камеральный характер работ; значительная экономия времени и ресурсов с существенным повышением качества измерений при соблюдении требований к точности, обеспечении полноты и достоверности данных.
В разделе 4 «Применение разработанной технологии для аэродромов. Опытная эксплуатация» представлены результаты апробации и сведения о внедрении технологии или отдельных ее этапов при строительстве, реконструкции и обследовании препятствий международных аэродромов МИНСК-2, ОРША, ВИТЕБСК на базе государственного предприятия «Белгеодезия» (г. Минск, Беларусь). В исследовании использованы данные аэрокосмической съемки 2017- 2020 гг. с авиационного сканера ADS-100, с размером пиксела 0,3 м и космических сенсоров Pleiades-1А (В) с разрешением 0,5 м. Все работы выполнялись в цифровой фотограмметрической системе PHOTOMOD (Ракурс, Россия).
Аэродром МИНСК-2 (2017-2019 гг.). Наиболее значимым результатом можно считать применение технологии при реконструкции международного аэродрома МИНСК-2. Фотограмметрические работы выполнялись для строящейся
Категория трудности
Единица измерения
ВПП-II и оценки препятствий ВПП-I. В результате были определены критические препятствия, составлены планы их устранения, произведен контроль по новым космическим снимкам, создана цифровая модель препятствий аэродрома, цифровая модель максимально допустимых высот препятствий (Рисунок 9). Благодаря следованию предложенным технологическим решениям ВПП-II была введена в эксплуатацию в сжатые сроки.
а
б
Рисунок 9 – Аэродром МИНСК-2. а) контроль устранения препятствий по ДДЗЗ; б) цифровая модель максимально допустимых высот препятствий
Аэродром ОРША (2019-2020 гг.). В процессе работ на аэродроме ОРША были созданы стереомодели, цифровые модели рельефа и поверхностей ограничений, выполнен сбор и оценка данных о препятствиях, разработана модель
учета высот при зонировании для целей землепользования (Рисунок 10). На рисунке штриховкой отмечена зона, в которой необходимо производить мониторинг лесных препятствий, в зонах, свободных от штриховки такой необходимости нет, так как максимально возможная высота деревьев (37 м) не достигает высоты ограничительных поверхностей.
Рисунок 10 – Аэродром ОРША. Модель учета высот лесных насаждений при зонировании для целей землепользования
При применении разработанной методики для контроля оценки и устранения препятствий (работы по определению препятствий выполнялись другим подрядчиком) было определено, что временные затраты на геодезические работы в 21,0 раз превысили сроки на выполнение фотограмметрических работ. В ряде случаев участки древесных насаждений устранены избыточно.
Аэродром ВИТЕБСК (2020 г.). Технология определения и оценки лесных препятствий применена в полном объеме: построены ограничительные поверхности; уточнены координаты препятствий аэродрома (Рисунок 11);
определены новые лесные препятствия в виде лесных насаждений (17 полигонов), не определенные ранее геодезическим методом; составлена схема расположения и акт обследования препятствий аэродрома.
аб
Рисунок 11 – Аэродром ВИТЕБСК. Уточнение координат и оценка препятствий: а) комплекс ограничительных поверхностей; б) новые критические препятствия
Опытная эксплуатация. Внедрение разработанной технологии осуществлено для аэродромов МИНСК-2, ОРША. Высокое качество работ и соответствие международным стандартам безопасности полетов подтверждено Межгосударственным авиационным комитетом ИКАО (МАК), г. Москва. По итогам внедрения составлен «Акт опытной эксплуатации технологии создания цифровой модели препятствий для аэродромов и приаэродромных территорий по данным аэрокосмической съемки». В результате испытаний определено, что технология в целом и отдельные этапы соответствуют функциональному предназначению и требованиям технических заданий, безопасности полетов. Согласно заключения экспертной комиссии, технология выполняет функции по предназначению и без замечаний, рекомендуется к эксплуатации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате диссертационного исследования решена научно-техническая задача разработки технологии создания цифровой модели препятствий для аэродромов и приаэродромных территорий по данным аэрокосмических съемок и получены следующие результаты:
1) Выполнен анализ существующих методов определения препятствий на аэродромах и приаэродромных территориях;
2) Предложен новый метод определения препятствий на аэродромах и приаэродромных территориях, основанный на совместном наблюдении и измерении стереомоделей, построенных по аэрокосмическим изображениям, и моделей ограничительных поверхностей заданных параметров;
3) Разработана технология определения препятствий аэродромов на основе предложенного метода;
4) Выполнены экспериментальные исследования разработанной методики и опытная эксплуатация технологии определения препятствий, которые показали точность, соизмеримую с точностью геодезических измерений, с увеличением на порядок производительности и повышением качества выходной продукции;
5) Разработаны цифровые картографические модели для учета вертикальных ограничений и зонирования приаэродромной территории;
6) Технология внедрена для реконструкции международных аэродромов МИНСК-2 (2017-2019 гг.), ОРША (2019-2020 г.), обследования препятствий аэродрома ВИТЕБСК (2020 г.).
Перспективы дальнейшей разработки темы исследования состоят в совершенствовании методов визуализации, моделирования и пространственного анализа в стереомодели для решения следующих задач: а) оценка максимально допустимой высоты проектируемых сооружений и лесопосадок при социальном освоении аэродромов; б) оптимальное расположение и ориентация аэродрома с минимальным устранением лесных насаждений и других препятствий при выносе проекта нового аэродрома в натуру; в) стереомониторинг движения воздушных судов.
Актуальность темы исследования. Высокая степень востребованности
своевременных аэронавигационных данных обусловлена растущим потоком
авиаперевозок и необходимостью обеспечения пилотов и диспетчерских служб
актуальной и исчерпывающей информацией о местоположении природных и
технических объектов аэродромов и приаэродромных территорий (далее
аэродромов), гарантирующей безопасность при взлете и посадке воздушных судов.
Пространственные данные о формах рельефа и вертикальных объектах
аэродромов естественного и искусственного происхождения (препятствиях)
являются одной из ключевых составляющих аэронавигационной информации.
Обеспечение полноты и точности данных о местности и препятствиях, строгий учет
и оценка вероятности столкновения с ними в полете, являются одними из
важнейших задач Международной организации гражданской авиации (ИКАО). Для
оценки соответствия объекта критериям препятствия применяются специальные
ограничительные поверхности, предназначенные для защиты воздушных судов в
полете.
Многие аэродромы расположены на территориях с плотным покровом
лесной растительности. Деревья, превышающие ограничительные поверхности
(естественные критические препятствия), необходимо понижать или полностью
устранять. Периодические процедуры мониторинга (обследования) лесных
препятствий трудоемки, малоэффективны, но необходимы, так как растительность
дает прирост и заново становится препятствиями. В традиционных технологиях
определения препятствий используются наземные геодезические методы,
которыми сложно обеспечить полноту и точность измерения высот площадных
объектов. Также нередки случаи неоправданного или избыточного устранения
лесных массивов, что наносит экологический и социальный ущерб. С развитием
технологий аэрокосмических съемок и цифровых фотограмметрических систем
становится очевидным использование дистанционных методов для обеспечения
аэронавигационной отрасли точными пространственными данными.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью модернизации
сбора и оценки данных о препятствиях аэродромов с применением дистанционных
методов и достоверных источников пространственных данных.
Степень разработанности темы исследования.
Весомый вклад в развитие наземных, дистанционных и комбинированных
методов сбора и оценки данных об аэродромных препятствиях внесли рабочие
группы по аэронавигации, наиболее известными представителями которых
являются: К.А. Клещев, В.Я. Лобазов [9], Д. Джумшудов [6], С.А. Забагонский, В.С.
Поздеев [12]. В научных работах зарубежных авторов: E. Baltsavias, N.Demir [31],
C.Parrish, R. Nowak[69] и др. описаны методы и опыт использования
дистанционных методов обследования: данных съемок с лидара, радара и
цифровых моделей местности, построенных на основе этих данных.
При отдельных преимуществах каждого метода для получения конечной
продукции – цифровой конвертируемой модели препятствий аэродрома –
необходимы дополнительные виды съемки, специализированное
аэронавигационное оборудование. Для решения поставленных задач предложена
технология, основанная только на данных оптической стереосъемки, все этапы
которой выполняются в цифровой фотограмметрической системе.
Целями исследования являются:
а) разработка технологии создания цифровой модели препятствий для
аэродромов и приаэродромных территорий по данным космических и аэросъемок;
б) оптимизация процессов сбора и оценки данных о препятствиях аэродрома
при реконструкции аэродромов и планировании землепользования
приаэродромных территорий.
Задачи исследования:
1) фототриангуляция по материалам аэрокосмических съемок, создание
стереомоделей и векторных моделей ограничительных поверхностей;
2) контроль точности созданных моделей, оценка погрешностей построений
и измерений;
3) структурная организация векторного массива данных о препятствиях;
4) разработка пользовательских цифровых картографических моделей на
основе созданных данных;
5) определение возможностей использования стереофотограмметрических
методов для целей аэронавигации.
Научная новизна исследований заключается в разработке новой
фотограмметрической технологии определения препятствий аэродрома,
основанной на совместном наблюдении и измерении стереомодели, построенной
по аэрокосмическим изображениям, и ограничительных поверхностей заданных
параметров, обеспечивающей точность, объектную полноту и достоверность
данных о препятствиях при значительном сокращении сроков выполнения работ.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что результаты,
полученные в ходе работы, могут расширить сферу применения
фотограмметрических методов, стереоскопического моделирования, наблюдения
измерения и пространственного анализа в области авиации и аэронавигации;
оптимизировать и улучшить технологические процессы и схемы
междисциплинарного взаимодействия; развить представления о возможности
применения фотограмметрических технологий и пространственного
моделирования в других областях технических наук.
Практическая значимость исследования, подтвержденная в ходе
апробации и опытной эксплуатации заключается в разработке технологии
определения данных о препятствиях аэродрома и их расположении относительно
ограничительных поверхностей, позволяющей получать точные пространственные
координаты, производить анализ, отбор, контроль и оценку данных с высокой
степенью достоверности при значительном сокращении временных и трудовых
затрат на мониторинг и полевые работы. Результаты исследования могут быть
полезны при аэродромном проектировании, создании картографических моделей
аэродромов для целей аэронавигации и землепользования приаэродромных
территорий.
Предложенная технология может найти применение при решении
следующих задач:
– определение допустимой высоты проектируемых объектов (строений и
лесопарковых насаждений) в стереомодели с использованием ограничительных
поверхностей при социальном освоении приаэродромных территорий;
– определение оптимального расположения и ориентации аэродрома, с
минимальной вырубкой леса и устранения других препятствий при выносе проекта
нового аэродрома в натуру;
– стереомониторинг движения воздушных судов.
В результате исследования также доказаны:
а) экономическая эффективность: существенное сокращение сроков и затрат
при сборе и оценке данных о препятствиях аэродрома с гарантией их точности,
полноты и достоверности;
б) экологическая ценность: минимизация устранения объектов лесной
растительности; возможность контроля и прогнозирования прироста;
в) социальная значимость: возможность расчета вертикальных допусков;
оперативный контроль высоты строящихся сооружений (ЛЭП, подъемных кранов);
г) производственная эффективность: увеличение производительности труда
и сокращение затрат и сроков за счет замены полевых работ камеральными с
повышением качества выходной продукции.
Методология и методы исследования. Основным методом исследования
является метод совместного наблюдения, измерения и отбора объектов по
критериям препятствия в стереомодели, построенной по аэрокосмическим
снимкам и ограничительным поверхностям заданных параметров. Определение
точности измерений, погрешностей моделирования осуществлено методом
сравнения разновременных независимых наборов данных, приведенных к единой
системе координат и высот. Для расчета экономической эффективности
технологии использован сравнительный метод. При создании прикладных
цифровых моделей приаэродромной территории применены методы
пространственного и геоинформационного анализа.
Для проведения исследования использованы стереомодели, построенные по
данным аэрофотосъемки со сканера авиационного базирования ADS-100 (Leica,
Geosystem, Швейцария) и космическим снимкам Pleiades A, B (Airbus DS, Франция)
с пространственным разрешением 0,3 и 0,5 м. Для построения ограничительных
поверхностей аэродромов, с целью получения данных о препятствиях применены
авиационные правила, регулирующие документы ИКАО, сборники
аэронавигационной информации (AIP), техническая документация аэродромов.
Основные научные результаты диссертации, выносимые на защиту:
– технология сбора и оценки данных о препятствиях аэродрома с
использованием моделей ограничительных поверхностей в стереомодели,
построенной по аэрокосмическим снимкам;
– новая фотограмметрическая методика определения препятствий
аэродромов, основанная на совместном наблюдении и измерении стереомодели,
построенной по аэрокосмическим изображениям, и ограничительных
поверхностей заданных параметров;
– результаты создания цифровой модели препятствий международных
аэродромов МИНСК-2, ОРША, ВИТЕБСК (Республика Беларусь),
подтверждающие высокую эффективность предложенной технологии.
Соответствие паспорту научной специальности. Диссертация
соответствует паспорту научной специальности 25.00.34 – «Аэрокосмические
исследования Земли, фотограмметрия» по пункту 2: «Теория, технология и
технические средства сгущения по аэрокосмическим снимкам геодезических сетей,
создания и обновления топографических, землеустроительных, экологических,
кадастровых и иных карт и планов», и пункту 3: «Теория и технология
дешифрирования изображений с целью исследования природных ресурсов и
картографирования объектов исследований».
Степень достоверности результатов. Достоверность научных положений
обеспечивалась использованием разновременных данных аэрокосмической
съемки; независимых наборов координат наземных геодезических измерений,
сведениями из технических паспортов аэродромов. Для экономических расчетов
использованы действительные нормативные документы, сведения из технических
отчетов о сроках выполнения работ.
Апробация результатов. Апробация технологии выполнена по материалам
съемок с авиационного и космического сканеров 2017-2020 гг. для трех аэродромов
Республики Беларусь, методика сбора и оценки данных о препятствиях аэродрома
по стереомодели внедрена в технологический процесс в топографо-геодезическом
производстве государственного предприятия «Белгеодезия». Результаты
засвидетельствованы в технических отчетах, акте опытной эксплуатации,
заключениях экспертных аэронавигационных служб.
Основные результаты работы были доложены и обсуждены на 9-ти
региональных и международных научных конференциях: 19-я Международная
научная конференция – LOGI 2018, Проблемы воздушного транспорта. Ческе
Будеёвице, Чехия, 2018; Международная научно-техническая конференция
«Пространственные данные – основа стратегического планирования, управления и
развития», посвященная 240-летию со дня основания Московского
государственного университета геодезии и картографии МИИГАиК – Москва,
2019; Республиканский научно-практический семинар студентов и молодых
ученых «ГИС-технологии в науках о Земле» БГУ- Минск, Беларусь, 2019 г.; 20-е
заседание Координационной комиссии по аэронавигации Межгосударственного
Авиационного комитета – Москва, 2019; ХIV Международные юношеские научные
чтения имени С.П. Королева – г. Москва/Троицк 2020; XXIV Конгресс
Международного общества фотограмметрии и дистанционного зондирования
(ISPRS) – Ницца, Франция, 2020; Глобальный симпозиум по внедрению инноваций
в авиации, Международная организация гражданской авиации (ИКАО) – Канада-
Франция, 2020; XXIV Конгресс Международного общества фотограмметрии и
дистанционного зондирования (ISPRS) – Ницца, Франция, 2021; Международная
научная конференция «Пространственные данные: наука и технологии 2021»
МИИГАиК- Москва, 2021.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных статей,
в том числе одна научная статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК
России [11] и 4 научных статьи в зарубежных изданиях, цитируемых в WoS, Scopus
[60-63].
В результате диссертационного исследования решена научно-техническая
задача разработки технологии создания цифровой модели препятствий для
аэродромов и приаэродромных территорий по данным аэрокосмических съемок.
В итоге диссертационной работы получены следующие результаты и
выводы:
1. Выполнен анализ существующих методов определения препятствий на
аэродромах и приаэродромных территориях;
2. Предложен новый метод определения препятствий на аэродромах и
приаэродромных территориях, основанный на совместном наблюдении и
измерении стереомоделей, построенных по аэрокосмическим
изображениям, и ограничительных поверхностей заданных параметров;
1. Разработана технология определения препятствий на аэродромах и
приаэродромных территориях на основе предложенного метода;
2. Выполнены экспериментальные исследования разработанных метода и
технологии определения препятствий, которые показали точность,
соизмеримую с существующими геодезическими методами. При этом на
порядок увеличена производительность при повышении качества
выходной продукции;
3. Разработана методика составления: а) цифровой модели максимально
допустимых препятствий аэродрома, б) учета вертикальных ограничений
при зонировании приаэродромной территории для целей
землепользования;
4. Технология внедрена для реконструкции международных аэродромов
МИНСК-2 (2017-2019 гг.), ОРША (2019-2020 г.), обследования
препятствий аэродрома ВИТЕБСК (2020 г.).
Перспективы дальнейшей разработки темы исследования состоят в
совершенствовании методики применения трехмерной визуализации и цифровых
пространственных моделей аэродромов для целей аэронавигации и
землепользования приаэродромных территорий. Предложенный метод
стереоскопической оценки препятствий может найти применение при решении
следующих задач:
– определение допустимой высоты проектируемых объектов (строений и
лесопарковых насаждений) в стереомодели с использованием ограничительных
поверхностей при социальном освоении приаэродромных территорий;
– определение оптимального расположения и ориентации аэродрома, с
минимальной вырубкой леса и устранения других препятствий при выносе проекта
нового аэродрома в натуру (Рисунок 4.11);
– стереомониторинг движения воздушных судов.
Рисунок 4.11 – Перспективы: моделирование при выносе проекта нового
аэродрома в натуру 6
Для просмотра необходимы анаглифические очки
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫ Х ОБОЗНАЧЕНИЙ
АФС – Аэрофотосъемка
БД – База данных
ВПП – Взлётно-посадочная полоса
ГИС (GIS) – (Geographic Information System) Географическая
информационная система
ДДЗЗ – Данные дистанционного зондирования Земли
ИКАО (ICAO) – (International Civil Aviation Organization) Международная
организация гражданской авиации
КТА – Контрольная точка аэродрома
ОГСА – Опорная геодезическая сеть аэродрома
ОП (OLS) – (Obstacle Limitation Surface) Ограничительная поверхность
(поверхность ограничения препятствий)
ОФП – ортофотоплан
ПВО – Планово-высотное обоснование
СК – Система координат
ССТП – Спутниковая система точного позиционирования
ЦММ – Цифровая модель местности
ЦМР – Цифровая модель рельефа
AIP – (Aeronautical Information Publication) Cборник аэронавигационной
информации
AIXM – (Aeronautical Information Exchange Model) обменный формат
аэронавигационной информации
ARINC – международный обменный формат аэронавигационной
информации (от названия компании Aeronautical Radio Incorporated)
DXF – графический формат векторных данных (AutoCAD)
EGM – (Earth Gravitational Model) – Гравитационная модель Земли
GNSS – (Global Navigation Satellite System) – Глобальная навигационная
спутниковая система
GCP – (Ground Control Point) – Наземная опорная(контрольная) точка
GPS – (Global Positioning System) – Система глобального позиционирования
ILS – (Instrument Landing System) – Система посадки по приборам
ITRS – (International Terrestrial Reference System) Международная земная
система отсчета
MSL – (Main Sea Level) Уровенная поверхность моря
TIN – (Triangle Irregular Network) Сеть нерегулярных треугольников
RPC – (Rapid Polynomial Coefficients) Полиномиальные коэффициенты для
определения элементов внешнего ориентирования космических снимков
SHP – графический формат векторных данных (ESRI)
WGS-84 – (World Geodetic System 1984) Всемирная геодезическая система
1984 года
XML – (Extensible Mark-up Language) Расширяемый язык разметки в
программировании
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
атрибут данных: Параметр данных, относящийся к их структурным
свойствам, используемый для указания контекста данных или придания им
смыслового значения
аэродром7: Земельный или водный участок, специально подготовленный и
оборудованный для обеспечения взлета, посадки, руления, стоянки и
обслуживания воздушных судов
аэронавигационная информация: Сведения, касающиеся характеристик и
фактического состояния аэродромов, аэроузлов, элементов структуры воздушного
пространства и средств радиотехнического обеспечения и связи, необходимые для
организации и выполнения полетов. (АП” Организация воздушного движения”)
аэронавигационные данные: Изложение аэронавигационных фактических
данных, концепции или инструкции в формализованном порядке, пригодном для
связи, интерпретации или обработки.
база аэронавигационных данных: (Aeronautical Data Base). Один или
несколько файлов данных, организованных таким образом, что соответствующие
прикладные программы могут обращаться к файлам и обновлять их
данные о местности: Электронный массив данных о поверхности Земли с
такими естественными элементами, как горы, холмы, хребты, долины, скопления
воды, вечного льда и снега, исключая препятствия.
данные о препятствиях: Электронный массив данных о препятствиях
аэродрома. Данные о препятствиях в районе поверхностей ограничений должны
соответствовать следующим параметрам:
а) местоположение препятствия определяется географическими
координатами в градусах, минутах, секундах и десятых долях секунды (точность
5,0 м для определения плановых координат и 3,0 м для определения высот);
Аэронавигационные термины здесь и в тексте адаптированы и приведены в формулировках, достаточных для
понимания широким кругом читателей, более полное и подробное описание приведено в международных
регламентирующих документах ИКАО [13, 14, 29]
б) превышение препятствия над поверхностью ограничения и относительная
высота препятствия измеряется с точностью 1,0 м;
в) требования к пространственному разрешению данных дистанционного
зондирования, используемых для измерений препятствий – 0,5 м или лучше
классификация целостности (аэронавигационные данные):
Классификация, основанная на потенциальном риске использования искаженных
данных
ограничительная поверхность: (поверхность ограничения) –наклонная или
горизонтальная плоскость заданной конфигурации, рассчитанная по правилам
безопасности полетов регламентирующими документами ИКАО, служащая для
защиты воздушных судов в полете
оценка препятствий: определение превышения вертикальных объектов над
поверхностью ограничения, а также соответствия их параметров критериям
препятствий. Осуществляется путем сравнения абсолютной высоты препятствия с
абсолютной высотой ограничительной поверхности в точке пересечения. По
степени вероятности столкновения с воздушным судном, препятствия разделяются
на критические и некритические. При положительном превышении препятствия
над поверхностью ограничения или выраженной опасности столкновения
(неосвещенная, немаркированная ЛЭП) препятствие считается критическим и
подлежит понижению или полному устранению
поверхность учета данных о препятствиях местности (информационная
поверхность): определенная поверхность, используемая для цели составления
данных о препятствиях/местности
полнота данных: Степень вероятности того, что предоставлены все данные,
необходимые для обеспечения предполагаемого использования
порог ВПП: Начало участка взлетно-посадочной полосы аэродрома,
который допускается использовать для посадки воздушных судов
препятствия: все неподвижные (временные или постоянные) и подвижные
объекты или часть их, которые: а) размещены в зоне, предназначенной для
движения воздушных судов по поверхности земли; б) возвышаются над
ограничительной поверхностью, предназначенной для обеспечения безопасности
воздушных судов в полете; в) находятся за пределами поверхностей и
расцениваются как представляющие опасность для воздушной навигации
сборник аэронавигационной информации (АIР): Выпущенная или
санкционированная государством публикация, которая содержит долгосрочную
аэронавигационную информацию, имеющую важное значение для аэронавигации
формат данных: Структура элементов данных, учетных записей и файлов,
организованная для соответствия стандартам, спецификациям или требованиям к
качеству данных
целостность данных (уровень гарантий): Определенная гарантия того, что
аэронавигационные данные и их параметры не потеряны или не изменены с
момента подготовки или санкционированного внесения поправки
цифровая модель рельефа/местности (ЦМР/ЦММ, плотная модель):
Представление поверхности местности в виде непрерывного ряда отсчитываемых
от общей базы значений превышения во всех узлах определенной сетки
пан-шарпенинг (Pansharpening) – синтез панхроматических и
мультиспектральных космических изображений
1. Авиационные правила: cертификационные требования к аэродромам
гражданской авиации Республики Беларусь (АП СТАГА-2019). Постановление
Минтранс РБ. 2019. URL: http://caa.gov.by/ru/npa-ru
2. ГКИНП 02-036-02. Единые нормы выработки (времени) на геодезические
и топографографические работы. Часть I. Полевые работы. М: ЦНИИГАиК. 2002.
3. ГКИНП 02-036-02. Инструкция по фотограмметрическим работам при
создании цифровых топографических карт и планов. М: ЦНИИГАиК. 2002.
4. ГКИНП 02-036-02. Сметные укрупненные расценки на топографо-
геодезические работы. М: ЦНИИГАиК. 2002.
5. ДжумшудовД.Практическиеаспектыобеспечениякачества
аэронавигационной информации, в условиях внедрения УАИ (AIM) // 20-е
заседание Координационной комиссии по аэронавигации МАК. 2019. Москва.
[Электронныйресурс]https://www.mak-
iac.org/upload/iblock/3ff/%D0%94%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4
%D1%8B.rar
6. Док.9137.Руководствопоаэропортовымслужбам.Часть6.
Контролирование препятствий. Изд. 2 // ИКАО. 1983. С. 70.
7. Комплекс подготовки документов аэронавигационной информации. КБ
Панорама. [Электронный ресурс] https://gisinfo.ru/products/anibasex64.htm
8. Кузьменков М.В. и др. Таксационно-лесоустроительный справочник //
Лесное и охотничье хозяйство. 2019.
9. Лобазов В.Я., Хасиятуллин А., Технологии автоматизированного
(дистанционного)сбора геопространственных данных, как основной элемент
повышения гарантии качества аэронавигационной информации // 20-е заседание
Координационной комиссии по аэронавигации МАК. 2019. Москва. [Электронный
ресурс]https://www.mak-
iac.org/upload/iblock/3ff/%D0%94%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4
%D1%8B.rar
10. Михайлов А.П., Чибуничев А.Г. Фотограмметрия. Москва: МИИГАиК.
2016. С. 293.
11. Мицевич Л.А. Разработка технологии создания цифровой модели
препятствийаэродромапостереомоделям,построеннымподанным
аэрокосмической съемки // Известия вузов: Геодезия и аэрофотосъемка. 2021. Т. 65.
№ 3. С. 264–273. doi:10.30533/0536-101X-2021-65-3-264-273.
12. Мицевич Л.А., Забагонский С.А., Поздеев В.С. Создание цифровой
модели местности приаэродромной территории и картографической базы данных
аэродрома Минск-2// 20-е заседание Координационной комиссии по аэронавигации
МАК.2019.Москва.[Электронныйресурс]https://www.mak-
iac.org/upload/iblock/3ff/%D0%94%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4
%D1%8B.rar
13. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации.
Аэродромы: Проектирование и эксплуатация аэродромов Изд. 8. // ИКАО. 2018.
Т.1. С. 384.
14. Руководство по Всемирной геодезической системе-1984 (WGS-84) //
ИКАО. изд. 2. 2002.
15. Цифровая фотограмметрическая система PHOTOMOD [Электронный
ресурс] 2019. https://en.racurs.ru/upload/iblock/f66/PHOTOMOD_ru.pdf
16. ACRP research report 200: Using GIS for Collaborative Land Use
Compatibility Planning Near Airports // Transportation Research Board and National
Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2019.
17. Aguilar M. A. et al. Object-based Greenhouse classification from GeoEye-1
and WorldView-2 stereo imagery // Remote Sensing. 2014. № 6 P. 3554-3582.
18. Avtar R., Sawada H. Use of DEM data to monitor height changes due to
deforestation // Arabian Journal of Geosciences. 2013. № 6. Р. 4859–4871.
19. Bakó G., Szilágyi Z., Bagd Z. et al. The GSD dependency of the eTOD
photogrammetricsurvey//CEAS AeronautJ.2020. №11.Р.137–143.
doi:10.1007/s13272-019-00407-z
20. Batista D.S., Mueller C. Geographic Information System to support managing
of obstacles in Visual Segment Surface // Boletim De Ciencias Geodesicas. 2014. №
20(3). P. 504–525.
21. Bogdanović S., Marjanović M., Abolmasov B., Basarić U.I. Rockfall
monitoring based on surface models // Surface Models for Geosciences. 2015. Р. 37-44.
22. Bolognesi M., Furini A., Russo V., Pellegrinelli A., Russo P. Accuracy of
cultural heritage 3D models by RPAS and terrestrial photogrammetry // Int. Arch.
Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. 2014. № XL-5. Р. 113–119.
23. CAACMH5001-2013.Aerodrometechnicalstandards.2013.
http://annhung.com/Helipad-Touchdown-and-lift-off-area-lighting-362.html
24. Cai X. Q., Miao T.B., Cao J.J., Duan X., Mo J.K., Tong J.Y. Three-
dimensional analysis of obstacle in the limited plane of Qingyang airport clearance //
Remote Sensing Technology and Application. 2004. № 19(5). Р. 407-410.
25. Capaldo P. et al. DSM generation from high resolution imagery: Applications
with WorldView-1 and Geoeye-1 // ITJRS. 2012 V. 44 (I). P. 41-53.
26. Chang S.W. A GIS Model for Analyzing Airspace Obstructions and Safety
near Airports // Journal of Civil Engineering and Architecture; 2016. P. 553–562.
27. Contreras-Alonso M.R., Ezquerra-Canalejo A., Pérez-Martín E., Herrero-
Tejedor T.R., López-Cuervo Medina S. Environmental assessment of Obstacle Limitation
Surfaces (OLS) in airports using geographic information technologies // PLoS One. 2020.
№15(2). doi:10.1371/journal.pone.0229378
28. Cuadra L., Ocampo-Estrella I., Alexandre E., Salcedo-Sanz S. A study on the
impact of easements in the deployment of wind farms near airport facilities // Renewable
Energy. 2019. №135. Р. 566–588. doi :10.1016/j.renene.2018.12.038
29. Dankevych А.F., Markov S. I., Babchenko V. A., Problems of geodetic
control of high-rise objects at aerodromes and aerodrome territories // Bulletin of Geodesy
and Cartography. 2005. № 1. Р. 4–7.
30. Demir N., Poli D., Baltsavias E. Detection of buildings at airport sites using
images & LIDAR data and a combination of various methods // IAPRS. 2009. №
XXXVIII. Part 3/W4. Р. 71-76.
31. Demir, N., Baltsavias, E. Object Extraction at Airport Sites Using
DTMs/DSMsandMultispectralImageAnalysis,InternationalArchivesof
Photogrammetry // Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2007. № 36. Р. 25-
30.
32. Doc 9157. Aerodrome Design Manual. 3rd Edition. 2006. ICAO. Montreal.
33. Do-Hyun K. A Case Study on Application of Obstacle Limitation Criteria for
Specific Conditions of Airports // Journal of the Korean Society for Aeronautical Science
and Flight operation. 2016. №24(2). Р. 24–29.
34. EUROCAE ED-99C. Interchange standards for terrain, obstacle, and
aerodromemappingdata.Eurocontrol.Brussels.2015.P.224.URL:
https://www.eurocontrol.int/sites/default/files/2019-12/eurocontrol-terrain-obstacle-
data-manual-v2-2.pdf.
35. Eurocontrol-GUID-0158. Terrain and obstacle data manual. Eurocontrol.
Brussels. 2.1 ed. 2015. P. 225.
36. Falavigna G., Iescheck A., Souza S. 3D modeling to identify and quantify
obstacles in aerodrome protection zone // Boletim de Ciências Geodésicas. 2020. № 26.
doi: 10.1590/s1982-21702020000200009.
37. Fang X.D., Liu X.P. Study on the conical surface obstacle encroaching
evaluation of civil aerodrome // Aeronautical Computing Technique, 2010. № 40(1). Р.
46-49.
38. Fricke H., Thiel C. A Methodology to Assess the Safety of Aircraft Operations
When Aerodrome Obstacle Standards Cannot Be Met // Open Journal of Geographic
Information System Applied Sciences. 2005. Р. 62-81. doi: 10.4236/ojapps.2015.52007
39. Fu Z.A., Bao H., Peng X.G., Wang Y.F. The measurement of the airfield
clearance area obstacle using GPS/GSM and total station // Bulletin of Surveying and
Mapping. 2005. № 2005(3). Р. 38-39, 45.
40. Garouani A.E., Alobeid A., Garouani S. Digital surface model based on aerial
image stereo pairs for 3D building // International Journal of Sustainable Built
Environment. 2014. № 3(1). Р. 119-126.
41. Gavran D., Fric S., Ilić V., Trpčevski F., Vranjevac S., editors. 3D control of
obstacles in airport location studies // Transport Infrastructure and Systems: Proceedings
of the AIIT International Congress on Transport Infrastructure and Systems (Rome,
Italy). 2017. CRC Press.
42. Gomez C., Hayakawa Y., Obanawa H. A study of Japanese landscapes using
structure from motion derived DSMs and DEMs based on historical aerial photographs:
New opportunities for vegetation monitoring and diachronic geomorphology
// Geomorphology. 2015. № 242. Р. 11–20.
43. Höhle J., Höhle M. Accuracy assessment of digital elevation models by means
of robust statistical methods // ISPRS 2009. № 64. P. 398-406.
44. Howard H., Hummel P. Precise ortho imagery as the source for authoritative
airport mapping // ISPRS – International Archives of the Photogrammetry, Remote
Sensing and Spatial Information Sciences. 2016. № XLI-B8. P. 1251-1255. doi:
10.5194/isprs-archives-XLI-B8-1251-2016.
45. Huang B., Xiong D., Li H. An Integrated Approach to Real-time
Environmental Simulation and Visualization // Journal of Environmental Informatics.
2004. № 3(1). Р. 42–50.
46. Iescheck A.L., Oliveira A.L.S. Geographic Information System for 3D
Modeling of the Specific Airport Protection Zone Plan and Urban Planning // 25th
International Cartographic Conference. 2011. Paris. France.
47. Johansson L., Onomura S., Lindberg F., Seaquist J. Towards the modelling of
pedestrian wind speed using high resolution digital surface models and statistical
methods. 2015. Theoretical and Applied Climatology. № 2015(1-2). Р. 1-15.
48. Kennedy K.H. Introduction to 3D Data: Modeling with ArcGIS 3D Analyst
and Google Earth. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken. New Jersey. Р. 350.
49. Kim H.Y., Eui Y.K., et al. A proposal on the improvement of obstacle
limitation surface and aeronautical study method // The Korean Journal of Air & Space
Law and Policy. 2019. № 34(1). P. 159–201.
50. Kitsakis D., Kalogianni E., Dimopoulou E. Public Law Restrictions in the
Context of 3D Land Administration—Review on Legal and Technical Approaches //
Land. 2022. № 11. P. 88. doi: 10.3390/land11010088.
51. Land Use Compatibility and Airports, a Guide for Effective Land Use Planning
// FAA Office of Environment and Energy. 2021.
52. Leberl F., Irschara A., Pock T., Meixner P., Gruber M., Scholz S., Wiechert A.
Point clouds: LiDAR versus 3D vision // Photogramm. Eng. Remote Sens. 2010. №
76(10). Р.1123–1134
53. Li P., Cai L.C., Liu Z., Li B. Building the mathematical model of airfield
obstacle limitation surfaces and visualizing the model // Science of Surveying and
Mapping. 2011. № 36(1). P. 198–200.
54. Liu H. ZY-3 High Resolution Satellite Delivered for Operation // Aerospace
China. 2012. № 13(3).
55. Liu Z. F., Zhang J.Q., Zhang Z.X., Fan H. Change detection based on DSM
and image features in urban areas // Geo-spatial Information Science. 2003. № 6(3). Р.
35-41.
56. Luo C.L., Cai L.C., Zhang L.L., Meng D.S. Obstacle assessment of parallel
double-runway airfield clearance // Journal of Traffic and Transportation Engineering.
2011. № 11(1). Р. 69-73, 88.
57. Ma Y. F., Wang W. A. Research on the computing model of airport clearance
limitation and its visualization // Engineering of Surveying and Mapping, 2008. № 37(1).
Р. 32-36.
58. Mao W.Q., Wang W.A. GIS applied in airfield clearance management //
Science of Surveying and Mapping 2010. № 35(4). Р. 195-197.
59. Messina M., Pinelli G. Fully automatic detection, feature extraction and
classification of obstacles to air navigation // IEEE International Symposium on
Geoscience and Remote Sensing (IGARSS). 2015. doi: 10.1109/IGARSS.2015.7326939.
60. Mitsevich L. 3D aerodrome obstacle assessment using stereo remote sensing
imagery // International Archive of Photogrammetry: Remote Sensing and Spatial
Information Sciences. 2020. № XLIII(B2)2020. P. 1115–1119. doi:10.5194/isprs-
archives-XLIII-B2-2020-1115-2020.
61. Mitsevich L., Zhukovskaya N. 3D Modeling and GIS analysis for aerodrome
forest obstacle monitoring // International Archive of Photogrammetry: Remote Sensing
andSpatialInformationSciences.2021.№XLIII(B2)2021.P.753–757.
doi:10.5194/isprs-archives-XLIII-B2-2021-753-2021.
62. Mitsevich L., Zhukovskaya N. Geospatial modeling, analysis and mapping for
aerodrome land development // E3S Web of Conferences. 2021. № 310(11). doi:
10.1051/e3sconf/202131004003.
63. Mitsevich L., Zhukovskaya N. Photogrammetric methods of terrain and
obstacle data collection and AMDB creation based on satellite and UAS imagery // Matec
Web of Conferences. 2018. № 236. doi:10.1051/matecconf/201823601008.
64. Molina P.J., Rosales Tapia .A.R., Peralta H.A, Ramı´rez В.M.A., Zamora J.M.
ICAO Aeronautical chart production: aerodrome obstruction charts from small-format
aerial digital imagery // Investigaciones Geográficas. 2012. № 79. Р. 75–96. doi:
10.14350/rig.34539.
65. Nikolakopoulos K., Gioti E. Suitability of DSM derived from remote sensing
data for hydrological analysis with reference to the topographic maps of 1/50000 //
Advances in the Research of Aquatic Environment. 2011. Р. 121-128.
66. Niu Z.B., Zhang C.A. Three-dimensional survey of obstacle points in the
limited plane of airport clearance // Northwest surveying and mapping. 2000. № 23(1).
Р. 22-23.
67. Nurminen K., Karjalainen M., Yu X. W., Hyyppa J., Honkavaara E., 2013.
Performance of dense digital surface models based on image matching in the estimation
of plot-level forest variables // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing.
№ 83. P. 104-115.
68. Panayotov A., Georgiev I., editors. Modelling of the airport navigation space
obstructions // 3rd International Conference from Scientific Computing to Computational
Engineering. 2008. Athens. Greece.
69. Parrish C., Nowak R. Improved Approach to LIDAR Airport Obstruction
Surveying Using Full-Waveform Data // Journal of Surveying Engineering. 2009. №
135(2). doi:10.1061/(ASCE)0733-9453(2009)135:2(72)
70. Petrovsky A., Bosman P., Green P., Heerbaart A., Brenner, F. Eurocontrol
terrain and obstacle data manual. Eurocontrol. Brussels. 2015. P. 140.
71. Pinelli G., Veracini T. Remote sensing monitoring of changes potentially
associated to obstacles to air navigation // IEEE International Symposium on Geoscience
and Remote Sensing (IGARSS). 2015. doi: 10.1109/IGARSS.2015.7326457.
72. Qiao X., Lv S., Li L., Zhou X., Wang H., Li D., et al. Application of DSM in
obstacle clearance surveying of aerodrome // International Archives of the
Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences. 2016. № 41.
73. Rodrigues M., Oliveira H.J.M. Method to generate airport obstruction charts
based on a data fusion between interferometric data using synthetic aperture radars
positioned in spaceborne platforms and other types of data acquired by remote sensors.
Google Patents. 2011.
74. Saldaña M.M., Aguilar M.A., Aguilar F.J., Fernández I. DSM extraction and
evaluation from Geoeye-1 stereo imagery // ISPRS Annals of the Photogrammetry,
Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2012. V. I-4.
75. Sandaradura A.S. Quantitative risk analysis of obstacle limitation standards.
Unpublished doctoral thesis. University of Calgary. Canada. 2015. [Электронный
ресурс]https://prism.ucalgary.ca/bitstream/11023/2295/2/ucalgary_2015_sandaradura_a
mila.pdf
76. Santos F., Mueller C. Geographic information system to support managing of
obstacles in visual segment surface // Boletim de Ciencias Geodesicas. 2014. № 20. P.
504-525. doi: 10.1590/S1982-21702014000300029.
77. Šarić J., Vidović A., Štimac I., Mihetec T. Specificity of the Franjo Tuđman
airport position in the function of increasing regional competitiveness // The Science and
Development of Transport (ZIRP 2020). 2020. Zagreb. Republic of Croatia.
78. Suhorukova I.A., Setting boundaries of residential areas in the environs of
airfields // Vestnik MGSU. 2012. № 2.
79. Thoma C., Baumann R., Lüscher A., Dubet S., Pelle S., Luginbühl M., Nowak
D., Tedesco C., Schneeberger R. EUROCONTROL tender no 10-110288-E—pilot study
evaluating guidance material on the provision of terrain and obstacle data (TOD) in
accordance with ICAO. Annex 15. Final report. 2011. № 22.
80. Uddin W., Al-Turk E., editors. Airport obstruction space management using
airborne lidar three-dimensional digital terrain mapping // FAA Technology Transfer
Conference. 2002. Citeseer.
81. Uddin W., Gutelius B., Parrish C. Airborne laser survey specifications and
quality management protocols for airport obstruction Surveys. Transportation Research
Record // Journal of the Transportation Research Board. 2011. № 2214. Р. 117–125.
82. Uddin W., Willis C. Airborne laser surveys for expediting airport obstruction
mapping // Journal of Airport Management. 2013. № 7(2). Р. 179–194.
83. Volkov V.V. Requirements for providing the territories of state aviation
aerodromes with large-scale topographic plans for land management and cadastral works
// Astrahanskij vestnik ehkologicheskogo obrazovaniya 2019. № 2(50). Р. 149-155.
84. Wang J.G., Wang C.L., Huang S.Q., Shi Y.H.. Application of triangulation in
obstruction survey and precision analysis // Science of Surveying and Mapping. 2012. №
37(2). Р. 179–181.
85. Wang Y.L., Su T.Y. Drawing of airport clearance limit and obstacle location
maps // Engineering of Surveying and Mapping. 1998. № 7(2). Р. 48-52.
86. Whitelegg J. Aviation: The Social, Economic and Environmental Impact of
Flying // Stockholm Envt’l Institute. 2000. University of York England. Lancaster.
87. Yang L.F., Shen M.W., Zong Q. Airborne LiDAR technology and aerial
remote sensing images in the survey of the airport clearance protection area obstruction
// Urban Geotechnical Investigation & Surveying. 2012. № 2012(4). Р. 80-85.
88. Yi W., Xu J. K. The research and development of GIS-based 3D obstacle-free-
space management system for multirunway aerodrome // Science of Surveying and
Mapping. 2010. № 35(1). Р. 177-178.
89. Yu X., Hyyppä J., Kaartinen H., Hyyppä H., Maltamo M., Rönnholm P.
Measuring the growth of individual trees using multi-temporal airborne laser scanning
point clouds // In Proceedings of ISPRS Workshop Laser Scanning 2005. V. 2005. P. 204-
208.
90. Zhang J. Q., Zhang Z.X., Shen W.W., Wang Z.H. VirtuoZo Digital
Photogrammetry System and Its Theoretical Foundation and Key Algorithm //
International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. 1996. V. XXXI. Part B2.
Р. 238-245.
91. Zhao M., Lin X.G., Zhao N.G., Wang Q., Flight obstacle scaling in a digital
surface model // Journal of Tsinghua University (Science & Technology). 2003. № 43(9).
Р. 1249-1252.
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (154 отзыва)
5 (21 отзыв)
4.9 (343 отзыва)
4.7 (82 отзыва)
4.8 (373 отзыва)
4.8 (17 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.7 (18 отзывов)
5 (18 отзывов)
