Цифрове моделювання та оптимізація геодезичного забезпечення при експлуатації залізничної інфраструктури з використанням даних дистанційного зондування та практичною реалізацією у середовищі QGIS

Abstract

UA: У кваліфікаційній роботі розглянуто як традиційні методи знімання, такі як тахеометричні вимірювання та нівелювання, потребують значних часових ресурсів, залучення персоналу та нерідко обмеження руху поїздів. У зв’язку з цим актуальним є використання технологій дистанційного зондування Землі: GNSS‑вимірювань, аерофотознімання з БПЛА, LiDAR‑сканування, а також їх інтеграції у середовищі геоінформаційних систем (ГІС). Серед сучасних інструментів цифрового опрацювання даних одним із найбільш ефективних є QGIS — вільне та потужне середовище для створення цифрових моделей, аналітики та проєктування. QGIS дозволяє об’єднувати GNSS-дані, хмари точок LiDAR, ортофотоплани та картографічні матеріали у комплексну модель інфраструктури. Таким чином, цифрове моделювання стає не лише інструментом візуалізації, але й засобом прийняття управлінських рішень. Об'єкт дослідження: Залізнична ділянка Балтського району Одеської обл. Актуальність теми зумовлена необхідністю підвищення ефективності та точності геодезичного забезпечення залізничної інфраструктури, зменшення витрат на моніторинг та ремонтні роботи, а також інтеграції сучасних технологій дистанційного зондування у практику залізничних компаній. Метою даної роботи є розробка методики цифрового моделювання та оптимізації геодезичного забезпечення залізничної інфраструктури з використанням даних дистанційного зондування та реалізацією процесів у програмному середовищі QGIS. У роботі проведено аналіз сучасних технологій геодезичного моніторингу, описано алгоритм формування цифрової моделі колії в ГІС, розроблено оптимізований підхід до контролю технічного стану колії та виконано практичне застосування на прикладі перегону Балта–Обхідна.

EN: The thesis examines how traditional surveying methods, such as tacheometric measurements and leveling, require significant time resources, personnel involvement, and often restrict train traffic. In this regard, the use of Earth remote sensing technologies is relevant: GNSS measurements, aerial photography from UAVs, LiDAR scanning, as well as their integration into the environment of geographic information systems (GIS). Among modern digital data processing tools, one of the most effective is QGIS — a free and powerful environment for creating digital models, analytics, and design. QGIS allows you to combine GNSS data, LiDAR point clouds, orthophoto plans, and cartographic materials into a comprehensive infrastructure model. Thus, digital modeling becomes not only a visualization tool, but also a means of making management decisions. Research object: Railway section in the Balta district of the Odessa region. The relevance of the topic is due to the need to improve the efficiency and accuracy of geodetic support for railway infrastructure, reduce the cost of monitoring and repair work, and integrate modern remote sensing technologies into the practice of railway companies. The purpose of this work is to develop a methodology for digital modeling and optimization of geodetic support for railway infrastructure using remote sensing data and implementing processes in the QGIS software environment. The work analyzes modern geodetic monitoring technologies, describes the algorithm for forming a digital track model in GIS, develops an optimized approach to monitoring the technical condition of the track, and performs a practical application using the example of the Balta–Obkhodna section.