مدلسازي فواصل بهينه ايستگاه هاي برداشت نقشه برداري جهت پايش سازه هاي ناپايدار مهندسي با استفاده از روش هاي ژئودتيكي

Modeling of Optimal Distances of Surveying Stations for Monitoring Astable Engineering Structures Using Geodetic Methods

سازه هاي بزرگ و ناپايدار مهندسي از اهميت بسيار بالايي برخوردار بوده و رفتار سنجي اينگونه سازه ها معمولا به دو صورت ژئوتكنيكي و ژئودتيكي (ژئودزي مهندسي) صورت مي پذيرد. در روش هاي ژئودتيكي، انتخاب ايستگاه هاي مناسب، از نظر توزيع، محل و فواصل نقاط موضوعي تا شبكه كنترل نقش بسزايي در دقت تعيين مختصات نقاط موضوعي دارد. فاصله بهينه زماني حاصل مي گردد كه بهترين دقت براي برآورد مختصات نقاط موضوعي واقع شده بر روي سازه مورد نظر به دست آيد. در اين تحقيق، مدلسازي فواصل بهينه ايستگاه هاي برداشت جهت پايش سازه هاي حساس و ناپايدار با استفاده از روش هاي ژئودتيكي انجام گرفته است. براي اين منظور تعيين فواصل بهينه، با در نظر گرفتن حداكثر دقت در تعيين مختصات سه بعدي، روابط دقت بر اساس متغيرهاي وابسته، آناليز و بررسي گرديده است. سپس با ارزيابي تغييرات دقت مختصات به تغييرات فاصله در حالت هاي مختلف، مدلسازي با يك رابطه چند متغيره صورت گرفته است. نتايج ارزيابي و اعتبارسنجي مدل پيشنهادي با داده هاي زميني، نشان داد كه هر چه فاصله نقطه موضوعي واقع بر بدنه سازه به ايستگاه هاي شبكه كنترل كمتر باشد، دقت تعيين ارتفاع و مختصات افقي افزايش مي يابد. همچنين هر چه ارتفاع نقطه موضوعي بيشتر مي شود، دقت تعيين ارتفاع و مختصات افقي كاهش مي يابد. علاوه بر آن، نتايج برآورد دقت فاصله بهينه با استفاده از مدل پيشنهادي، با خطاي كمتر از 2.5± متر محاسبه گرديد كه اين نتيجه براي روش سرشكني متداول داراي حداكثر خطا 2.53 متر مي باشد. علاوه بر آن، فواصل بهينه متوسط با استفاده از مدل پيشنهادي، تقريبا 38 متر و 12 متر به ترتيب براي تعيين ارتفاع و مختصات افقي نقاط حاصل گرديد. در صورت رعايت اين فواصل بهينه، مي توان به بهترين دقت در تعيين مختصات نقاط موضوعي سازه هاي مهندسي دست پيدا كرد

Large and astable engineering structures are the great importance and the behavior of such structures is usually made in Geotechnical and Geodetic methods (engineering geodesy). In the geodetic methods, the selection of appropriate surveying stations, in terms of distribution, locations, and distant of the target points to stations the control network, have a significant role in determining the accuracy of the coordinates. The optimal distance is obtained when the best accuracy is obtained to estimate the coordinates of the target points on the structure. In this research, modeling of optimal distances of surveying stations has been conducted for monitoring susceptible and unstable structures using geodetic methods. In order to determine the optimal distances, considering the maximum accuracy in determining the 3D coordinates, the accuracy of coordinate is analyzed and investigated based on the dependent variables. Then, the modeling was performed with a multivariate equation by evaluating the changes in the accuracy of the coordinate relation to the variations of the distance in different modes. The results of evaluation and validation of the proposed model using ground truth showed that the accuracy of the 3D coordinates is increased, as the distance of the target point to the structure of the body is less than the control stations. Also, the higher the subject's point height, the accuracy of 3D coordinates decreases. In addition, the proposed model show that the estimating the optimal distance, accuracy were calculated a maximum error 2.5 m in term of root-mean-square error (RMSE), which conventional adjustment results have a maximum error of 2.53 meters. Therefore, the average optimum distances using the proposed model were about 38 and 12 meters to determine the height and planimetric coordinates, respectively. If these optimal distances are observed, the best possible coordinate accuracy can be achieved in determining the coordinates of target points of engineering structures. Finally, obtained models in this research, can be used to determine the optimal distance between the mapping tools –such as total stations- to the construction, especially for monitoring the construction of high building or monitoring the Building facades with the best accuracy.