An Analysis of the Implementation of the QGIS Open Source Mobile Application Input in Geodetic Surveys

Географические информационные системы (ГИС) – это основной инструмент для создания, управления или анализа геопространственных данных в таких сферах как охрана природы, архитектура и градостроительство, лесное, сельское и водное хозяйство, земельный кадастр, транспорт и логистика. Практические навыки работы с ГИС трансформировались из узкоспециализированной области до общепринятого стандарта

Географические информационные системы включают 3 основных компонента:

1. Данные: ГИС хранит данные об объекте в виде слоев, информация которых собирается в таблице атрибутов, и предоставляется либо в векторном, либо в растровом формате.

2. Аппаратный компонент, т.е. сервер, мобильный телефон или рабочие станции, что хранят данные и графические карты высокой четкости.

3. Программное обеспечение (ПО), позволяющее производить пространственный анализ с использованием математики в картах. Такое ПО позволяет сочетать в себе данные разных карт мира, чтобы отобразить в одной общей проекции. Самыми популярными программами считаются ArcGIS и QGIS

Целью статьи является анализ работы с бесплатным мобильным приложением Input с открытым исходным кодом программного обеспечения QGIS в Казахстане, разработанным Lutra Consulting

Настоящая работа выполнена на анализе работ по обследованию и восстановлению пунктов геодезической и нивелирной сетей, выполняемых геодезистами РГП «Национальный центр геодезии и пространственной информации» (РГП «НЦГПИ»)

В целях обследования и восстановления пунктов геодезической и нивелирной сетей, были произведены подготовительные работы и анализ изученности имеющихся материалов

Подготовительные работы включают сбор и изучение материалов геодезической обеспеченности района работ, разработку рабочего проекта, схем.

При сборе и изучении материалов геодезической обеспеченности района работ использовали следующие материалы:

- электронную базу геодезической изученности, созданную на объект работ в системе координат WGS84;

- каталоги координат и высот геодезических пунктов, сводные каталоги высот пунктов нивелирования (по необходимости);

- технические отчеты, пояснительные записки, каталоги координат, каталоги высот по объектам, работы которых не вошли в каталоги ВТС (ВТУ) и сводные нивелирные каталоги (по необходимости).

На основе электронной базы геодезической изученности создают проект QGIS

Перед началом работы с ГИС исполнитель загружает в систему различные данные (растровые и векторные слои, данные OGC, таблицы, электронную базу), настраивает их символику и порядок отрисовки, устанавливает масштаб, т.е. формирует рабочее окружение или сессию

Также определили выбор методики, содержание, сроки выполнения работ и применяемые технические средства. На листах топографической карты намечают оптимальные маршруты полевого обследования геодезических и нивелирных пунктов. Маршруты проектируют с учетом степени развития инфраструктуры на участке производства работ и расположением пунктов на местности.

Таким образом, обследование и восстановление пунктов проводилось на территории города Алматы Республики Казахстан, параллельно проводя полевое дешифрирование застроенных и незастроенных территорий

Рисунок 1 - Распределение объема между бригадами в городе Алматы

DOI:10.23670/IRJ.2023.130.4.1

Полевые работы по обследованию и восстановлению пунктов производятся с целью проверки их сохранности на местности и поддержания в исправном состоянии геодезических и нивелирных сетей

[5]

.

Полевые работы по обследованию и восстановлению пунктов включают:

- отыскание пунктов на местности;

- осмотр пунктов и выяснение состояния их наружных знаков, центров, и внешнего оформления;

- фотографирование марок сохранившихся центров;

- покрытие марок и вскрытых частей металлических труб грунтовых реперов антикоррозийной изоляцией;

- возобновление внешнего оформления знака согласно требованиям;

- фотографирование восстановленных пунктов;

- обновление описания местоположения знака с учетом изменений на местности, происшедших со времени его постройки или предыдущего обследования и восстановления;

- координирование пунктов в соответствии с требованиями;

- координирование мест закладки новых пунктов в случае, если пункт был утрачен или не найден.

Отыскание местоположения пункта можно произвести с помощью:

1. GPS-навигатора в мобильном приложении Input.

2. GPS-навигатора типа «Garmin».

3. Топографической карты.

4. По сохранившимся на местности внешним признакам.

5. По наружному знаку.

6. По следам окопки.

7. по кургану над центром или по выступающему над землей центру.

8. По описанию местоположения и т.п.

При невозможности отыскания центра обследуемого пункта визуальным осмотром местности, принимаются иные меры по его обнаружению, такие как опрос местных жителей, аналитические способы отыскания, использования приемников геодезического класса

После определения местоположения пункта, в первую очередь устанавливается состояние его центра. Пункт считается сохранившимся, марка верхнего центра исправна. При отсутствии верхнего центра, по необходимости вскрывается нижний центр (контрольной марки). В целях сохранности, пункт покрывают антикоррозийной изоляцией, возобновляют внешнее оформление знаков.

После отыскания пункта, осмотра и восстановления вдали от базового центра сбора данных, что находится в городе Астана, геодезист имеет возможность заполнения полученной информации об обследуемом объекте в электронную базу геодезической изученности через мобильное приложение Input. Также имеет возможность добавления фотографий, которые являются подтверждающим фактором для присвоения статуса пункту (статус сохранности, утраты, не найден)

Так как основные данные заполняются в полевых условиях, вдали от населенных пунктов, геодезист производит синхронизацию по возможности доступа к сети Интернет

В рамках выполнения данного задания бригадами было обследовано в общей сложности 1816 пунктов геодезической и нивелирной сетей. Результаты, что получены согласно выполненной работе:

- обследованных – 1816 пунктов;

- сохранившихся – 665 пунктов;

- не найденных – 441 пункт;

- утраченных – 710 пунктов.

Преимущества внедрения данного мобильного приложения в геодезические работы Республики Казахстан:

1) Республика Казахстан имеет большую площадь, что в свою очередь является затруднительным фактором при выполнении работ. Данное мобильное приложение позволит видеть схему проводимых работ и прокладывать маршруты выполнения, для экономии времени и затрат средств;

2) согласно данному исследованию, базовый центр находится в столице Республики Казахстан, а обследуемые пункты в городе Алматы, на расстоянии более 1200 км. Данная система позволила связываться, обмениваться информацией между геодезистами и специалистами технического контроля на длинном расстоянии. Также оперативно отрабатывать замечания и производить исправления;

3) для управленческого состава РГП «НЦГПИ» приложение позволило отслеживать скорость выполнения, прогнозировать успеваемость, оценивать качество выполнения работ, а также производить корректировки в производственной деятельности предприятия;

4) электронная база геодезической изученности позволила упростить отчетность. Через программное обеспечение QGIS руководители бригад смогли выгрузить карточки обследования и утрат пунктов, что сократило время и количество ошибок при составлении данного вида отчетности.

Рисунок 2 - Схема обмена информацией в приложении Input

DOI:10.23670/IRJ.2023.130.4.2

Основываясь на основных полученных результатах, можно сказать, что данное приложение позволяет автоматизировать процесс производственной деятельности предприятия, повышает конкурентоспособность, сокращает затрачиваемое врем, устраняет человеческие ошибки.

Если говорить об аналоговых приложениях, с помощью которых можно произвести обследование и восстановление пунктов геодезической и нивелирной сетей, таких как Maps.Me, Organic Maps и другие, то основными преимуществами использования Input являются:

- получение геоданных с помощью мобильного телефона или планшета. Приложение помогает избавиться от необходимости расшифровки бумажных полевых заметок, географической привязки фотографий и расшифровки GPS-координат;

- хранение и отслеживание изменений в геоданных. Приложение имеет пространство для совместной работы, позволяющее хранить и синхронизировать проекты в нескольких мобильных и настольных учетных записях;

- интеграция с мощной ГИС с открытым исходным кодом. С помощью QGIS, можно сделать пространственную информацию доступной для всех сотрудников или создать дополнительную ценность для клиентов предприятия, использующего данное приложение.

Согласно проведенному исследованию, мобильное приложение сократило время выполнения работ. Оно позволило оперативно произвести подготовительные работы по распределению объема между бригадами, оценить и проложить маршруты исполнения, произвести оперативный контроль пунктов и уложиться в срок исполнения задания. Таким образом, мобильное приложение Input имеет возможность внедрения в геодезические работы Республики Казахстан. На сегодняшний день РГП «НЦГПИ» внедрило данную систему в исполнение нескольких объектов, что говорит об увеличении его востребованности.