Геодезичний моніторинг техногенно-навантажених територій - Автореферат

Експлуатація та використання територій під житловими будинками чи промисловими обєктами вимагає індивідуального підходу до питань визначення та врахування горизонтальних і вертикальних зміщень земної поверхні та обєктів на ній. Тільки врахування елементів просторових рухів дасть можливість створити надійну модель прогнозування розвитку геодинамічних процесів і тим самим передбачити інженерний захист споруд та обєктів на техногенно-навантажених територіях. У населених пунктах нашої держави виникає широкий спектр небезпечних геодинамічних явищ і процесів, тому що 60 % території України займають лесові просідні ґрунти, 3 % території вражено карстовими процесами, 4 % - зсувами, близько 24 % - підтопленням, що під дією техногенного навантаження викликає просідання або випучування земної поверхні та рухи обєктів на ній. Такі небезпечні геодинамічні процеси повинні підлягати контролю (особливо визначення їх кількісних характеристик), на основі якого можна виконати якісний прогноз просторового руху земної поверхні та обєктів на ній. Тому ретельний контроль за розвитком геодинамічних процесів на техногенно-навантажених територіях та їхній прогноз, а також застосування заходів інженерного захисту споруд і житлових будинків був і є завжди актуальним.Відзначено, що основними факторами, повязаними з сучасними тенденціями розвитку міст, які впливають на зміни геологічного середовища, є освоєння під міську забудову “незручних” територій (заболочені ділянки, засипані яри, русла річок тощо) через недостатню кількість корисної площі; збільшення поверховості та розмірів будинків; зростання динамічних навантажень на ґрунти; зростаючі тенденції освоєння підземного простору; значні антропогенні перетворення природних ландшафтів; збільшення обємів водовідбору з підземних водоносних горизонтів; поширення процесів техногенного підтоплення та забруднення території. Зазначено, що з появою нових методів і засобів виконання вимірювань, значним підвищенням їх точності необхідні дослідження в питаннях проектування програм робіт, періодичності спостережень, що дозволить повною мірою використовувати їх переваги та підвищити якість і економічність спостережень. У другому розділі “Використання супутникових технологій для геодезичного моніторингу на техногенно-навантажених територіях” досліджено використання GPS-спостережень, з оцінкою точності визначення приростів координат базової лінії, залежно від обмеження небосхилу перешкодами, тривалості видимості супутників протягом доби та інтервалу часу спостережень. У нашій роботі виконано дослідження точності супутникових визначень місцеположення точок в умовах обмеженої видимості при спостереженнях тривалістю 0,5-2 години. Суть дослідження полягає в аналізі точності визначення приростів координат базової лінії при різних конфігураціях закриття видимості горизонту, усуваючи з файлів добових спостережень формату RINEX спостереження на супутники, видимість від яких вважали відсутньою.Виконано комплексні дослідження застосування супутникових технологій і геометричного нівелювання для геодезичного моніторингу техногенно-навантажених територій. Досліджено точність GPS-спостережень в умовах обмеженої видимості короткобазисними векторами на основі опрацювання близько 3000 сесій спостережень. Доведено можливість використання супутникових спостережень в умовах обмеженої видимості горизонту для геодезичних робіт, які потребують СКП планового визначення на рівні 1-2 см, з тривалістю сесій до 2 годин. Така методика дозволяє визначати придатність пункту до виконання GPS-спостережень із необхідною точністю та приймати рішення про використання супутникових або традиційних методів спостережень на основі величини вільної від перешкод частини небосхилу з врахуванням ваги перебування супутників у ній протягом доби.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Отримані основні наукові та практичні результати виконаних досліджень можна сформулювати наступним чином: 1. Виконано комплексні дослідження застосування супутникових технологій і геометричного нівелювання для геодезичного моніторингу техногенно-навантажених територій.

2. Досліджено точність GPS-спостережень в умовах обмеженої видимості короткобазисними векторами на основі опрацювання близько 3000 сесій спостережень. Доведено можливість використання супутникових спостережень в умовах обмеженої видимості горизонту для геодезичних робіт, які потребують СКП планового визначення на рівні 1-2 см, з тривалістю сесій до 2 годин.

3. Встановлено функціональні залежності ймовірності та точності визначення базових ліній залежно від значення запропонованого коефіцієнта відкритості горизонту та тривалості спостережень. Точність апроксимації становить 6,6 % для ймовірності визначення базової лінії та знаходиться в межах 3 мм для оцінки точності визначення складових векторів. Така методика дозволяє визначати придатність пункту до виконання GPS-спостережень із необхідною точністю та приймати рішення про використання супутникових або традиційних методів спостережень на основі величини вільної від перешкод частини небосхилу з врахуванням ваги перебування супутників у ній протягом доби.

4. Наведено комплексну методику визначення точності геометричного нівелювання окремими нівелірними ходами, що опираються на тверді пункти, залежно від класу нівелювання, довжини ходів і частоти спостережень. Рекомендовано оптимальну тривалість циклів спостережень геометричного нівелювання для мінімізації впливу на точність кінцевих результатів.

5. Представлено удосконалену модель прогнозування просторових рухів земної поверхні на основі даних геодезичних спостережень, що підвищує точність апроксимації та прогнозу просторових зміщень у 1,5-2 рази.

6. Запропоновано методику оцінювання небезпеки осідання техногенно-навантажених територій із використанням теорії нечітких множин, яка може знайти застосування при плануванні забудови, управлінні територіями, грошовій оцінці земель і нерухомості. Встановлено наявність кореляційного звязку (оцінка коефіцієнта кореляції 0,80) між коефіцієнтами небезпеки осідання та абсолютними величинами швидкості осідання, обчисленими за незалежними результатами 20-річних геодезичних спостережень.

Статті у наукових фахових виданнях

1. Янчук О. Є. Планування GPS-спостережень за допомогою програми PLANNING / О. Є. Янчук // Вісник геодезії та картографії. - 2009. - № 3. - С. 11-13.

2. Янчук О. Є. Дослідження точності GPS-спостережень на забудованих територіях / О. Є. Янчук // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: зб. наук. пр. - Рівне, 2009. - Вип. 4 (48). - С. 300-307.

3. Янчук О. Є. Дослідження точності GPS-спостережень в умовах обмеженої видимості горизонту / О. Є. Янчук // Інженерна геодезія: наук.-техн. зб. - К.: КНУБА, 2010. - Вип. 55. - С. 224-235.

4. Янчук О. Є. Попереднє оцінювання впливу обмеженої видимості горизонту на точність GPS-спостережень / О. Є. Янчук // Вісник геодезії та картографії. - 2010. - № 4. - С. 3-7.

5. Черняга П. Г. Вдосконалення моделі просторового руху земної поверхні / П. Г. Черняга, О. Є. Янчук // Інженерна геодезія: наук.-техн. зб. - К.: КНУБА, 2008. - Вип. 54. - С. 232-237.

6. Черняга П. Метод приведення геодезичних спостережень до однієї епохи / П. Черняга, О. Янчук // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва: зб. наук. пр. - Л., 2009. - Вип. 1 (17). - С. 98-102.

7. Черняга П. Г. Дослідження точності GPS-спостережень при закритих частинах горизонту / П. Г. Черняга, О. Є. Янчук // Геодезія, картографія та аерофотознімання: міжвідомчий наук.-техн. зб. - Л., 2009. - № 71. - С.99-107.

8. Шульган Р. Б. Оцінка небезпеки осідань території в населених пунктах методом моделювання за умов невизначеності / Р. Б. Шульган, О. Є. Янчук // Містобудування та територіальне планування: наук.-техн. зб. - К.: КНУБА, 2010. - Вип. 36. - С. 509-517.

9. Янчук О. Урахування закритості горизонту під час GPS-спостережень для земельно-кадастрової інвентаризації земель населених пунктів / О. Є. Янчук, П. Черняга, Ю. Голубінка // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва: зб. наук. пр. - Л., 2010. - Вип. 1 (19). - С. 56-61.

Тези доповідей, матеріали наукових конференцій

10. Янчук О. Проведення GPS-спостережень в умовах обмеженої видимості горизонту / О. Янчук, П. Черняга // Збірник матеріалів XV Міжнародного ювілейного науково-технічного симпозіуму "Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища: GPS i GIS-технології". - Львів, 2010. - С. 8-10.