1) Подготовка и выравнивание данных
- Ортокоррекция и геопривязка исторических аэрофото к единой СК (GCP, точечные/линейные контрольные точки).
- Получение DEM/DSM из аэрофото методом SfM/фотограмметрии (Agisoft/Pix4D) для каждой эпохи.
- Точное сцепление/ко-регистрация LiDAR и фотограмметрических облаков/DEM: итеративная подгонка (ICP), корреляция поверхностей, аффинные/растр-геометрические трансформации до субпиксельной точности.
2) Выделение и маскирование урбанизированных объектов
- Классификация точек/пикселей (здания, дороги, растительность, земля) и маскирование построек/деревьев при сопоставлении рельефа (обработка LAS/LAZ, классификация с помощью ML или правил).
- Сохранение breaklines (краёв подсыпок/резов) и инфраструктурных границ.
3) Анализ разногласий: DEM of Difference (DoD)
- Вычислить разницу между DEM эпох: $DoD=DE{M}_{t2}-DE{M}_{t1}$.
- Оценить существенность изменений с учётом погрешностей: вычислить совокупную ошибку разности $S_{diff}=\sqrt{S_1^2+S_2^2}$ и считать изменение значимым, если $|DoD|>k{S}_{diff}$ (обычно $k=1.96$ для 95% доверия).
- Подсчитать объемные изменения: $V={\sum }_{i}Do{D}_i\cdot A_i$, где $A_i$ — площадь пикселя/ячейки.
4) Количественная оценка и пространственный анализ
- Пространственная фильтрация шумов, морфологический анализ для отделения антропогенных насыпов/выемок.
- Кластеризация и картирование областей значимого изменения, расчёт скоростей изменения по участкам (мм/год).
- Применение временного ряда DEM (если есть множественные эпохи) для трендового анализа (линейная/полиномиальная регрессия по времени на пикселях или в агрегированных зонах).
5) Учёт источников расхождений и валидация
- Анализ потенциальных причин: метод получения данных (LiDAR DSM vs DEM), растительность/здания, сезонность, разная ГСО, горизонтальные сдвиги, ошибки ориентации снимков.
- Набор опорных наземных измерений: нивелирование/GNSS, геотехнические изыскания, архивные карты, кадастровые данные. Проверка гипотез (насыпь/выемка/осадка).
6) Статистика неопределённости и моделирование риска
- Monte‑Carlo моделирование изменений с учётом распределений ошибок DEM для оценки вероятности превышения критических порогов.
- Построение карт вероятности изменения и сценариев (консервативный/реалистичный/оптимистичный).
7) Интеграция в проектирование жилого квартала
- Включить картографию значимых изменений и неопределённостей в исходные данные проекта (планировочные и генпланы).
- Для зон с верифицированными подсыпками/усадками: требовать геотехнического обследования, предусмотреть глубину фундаментов, усиление оснований, контролируемую разработку грунта и уплотнение.
- Для склонов/дренажных трасс — скорректировать уклоны, ливневую сеть и меры против эрозии; предусмотреть контроль осадков и мониторинг деформаций.
- Планировать балансы резов/насыпей и учёт объёмов по DoD; заложить запас по объёмам и материально-техническим ресурсам.
- Ввести бюджетный и календарный резерв на дополнительные изыскания и возможные переработки проекта.
8) Мониторинг и документирование
- Установить мониторинговую программу (реперные нивелы, GNSS, инклинометры, периодические LiDAR/фотосъёмки) для контроля динамики до и в процессе строительства.
- Документировать исходные данные, методику преобразований и допуски; хранить временные DEM для последующей трассировки ответственности.
Краткая пошаговая последовательность действий: получить сопоставимые DEM (SfM + LiDAR) → точная ко-регистрация → маскирование зданий/растительности → DoD с учётом погрешностей ($DoD$, $S_{diff}$) → верификация на местности и геотехника → вероятностная оценка рисков → корректировка проектных решений и мониторинг.