Разработка модели локального геоида в Египте с использованием искусственных нейронных сетей: тематическое исследование на побережье Красного моря

Авторы

  • М А Елшеви Университет Аль-Азхар, Египет; Государственный университет по землеустройству
  • A M Елшештави Университет Аль-Азхар, Египет; Государственный университет по землеустройству
  • Е А Чистякова Центр геодезии, картографии и ИПД

DOI:

https://doi.org/10.30533/0536-101X-2021-65-6-615-624

Ключевые слова:

ГНСС, глобальные модели гравитационного поля Земли, ГНСС-нивелирования, локальная модель геоида, искусственная нейронная сеть, побережье Красного моря, алгоритм Левенберга - Марквардта

Аннотация

Растущее использование Глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в инженерных проектах вдоль побережья Красного моря в Египте требует разработки локальной модели геоида. В статье выполнена оценка точности глобальных моделей гравитационного поля Земли EGM2008, EIGEN-6C4 и XGM2019e 2159. Затем предпринята попытка создать локальную модель геоида геометрическим методом для исследуемой территории. Также было исследовано влияние количества пунктов спутникового нивелирования, использованных при создании модели, на точность получаемых результатов. Для разработки локальной модели геоида была использована искусственная нейронная
сеть. Выполненное исследование показало, что локальная модель геоида, созданная с использованием ИНС, показывает значительно лучший результат. Кроме того, для исследуемой территории, глобальные модели гравитационного поля Земли EIGEN-6C4 и XGM2019e_2159 по точности значительно превзошли глобальную модель EGM2008.

Библиографические ссылки

1. Куприянов А. О. Применение псевдоспутников в позиционировании и навигации // Известия вузов «Геодезия
и аэрофотосъемка». 2019. Т. 63, № 4. С. 385–391. DOI: 10.30533/0536-101X-2019-63-4-385-391.
2. Lambrou E. Precise Local Geoid Definition Case Study: Nisyros Island in Greece // International Journal of Engineering Technology
and Scientific Innovation, ISSN. 2018. P. 1851–2456.
3. Mishra U.N., Ghosh J. K. Development of a Geoid Model by Geometric Method // Journal of The Institution of Engineers (India):
Series A. Springer India, 2017. Vol. 98, № 4. P. 437–442.
4. Avsar N.B., Kutoglu S. H., Erol B. GNSS/Levelling data in assessing the fit of the recent Global Geoids in Turkey // International
Symposium of Global Navigated System (ISGNSS) 2013 “Connecting Continents through GNSS where Europe and Asia meet”
(Istanbul 2013). 2013.
5. Pavlis N.K., Holmes S. A., Kenyon S. C., Factor J. K. An Earth Gravitational Model to Degree 2160: EGM2008/EGU General
Assembly 2008. Vienna, Austria, April 13-18. 2008.
6. Кащеев Р.А., Комаров Р. В., Новлянская И. О., Хуснутдинов Н. Р. Сравнительный анализ моделей геопотенциала по результатам
описания регионального геоида зоны Поволжья // Известия вузов«Геодезия и аэрофотосъемка». 2020. Т. 64. № 1. С. 32–37.
DOI: 10.30533/0536-101X-2020-64-1-32-37.
7. Erol B., Işık M. S., Erol S. An assessment of the GOCE high-level processing facility (HPF) released global geopotential models
with regional test results in Turkey // Remote Sensing. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2020. Vol. 12, № 3. 586 p.
8. Al-Krargy E.M., Doma M. I., Dawod G. M. Towards an accurate definition of the local geoid model in Egypt using GPS/leveling
data: a case study at Rosetta zone // International Journal of Innovative Science and Modern Engineering (IJISME). 2014. Vol. 2,
№ 11.
9. Абакушина М.В., Непоклонов В. Б. Оценка точности моделей гравиметрического геоида в континентальных районах //
Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2016. № 6. С. 17–23.
10. Канушин В.Ф., Ганагина И. Г., Голдобин Д. Н., Мазурова Е. М., Косарев Н. С., Косарева А. М. Современные глобальные
модели квазигеоида: точностные характеристики и разрешающая способность // Вестн. СГУГиТ. 2017. Т. 22. № 1. С. 30–49.
11. Hamdy A.M., Shaheen B. A. Global Geopotential Models Assessment Using Accurate DGPS / Precise Levelling Observations
Along the Mediterranean Coastal Line, Egypt: Case Study. 2020. Vol. 9, № 1. P. 13–22.
12. Erol B. An automated height transformation using precise geoid models // Scientific Research and Essays. Academic Journals,
2011. Vol. 6, № 6. P. 1351–1363.
13. Rabah M., Kaloop M. The use of minimum curvature surface technique in geoid computation processing of Egypt // Arabian journal
of geosciences. Springer, 2013. Vol. 6, № 4. P. 1263–1272.
14. El-Ashquer M.A.A. An improved hybrid local geoid model for Egypt. [PhD dissertation]. Zagazig University, 2017. № January.
P. 171.
15. Dawod G.M., Abdel-Aziz T. M. Utilization of geographically weighted regression for geoid modelling in Egypt // Journal of Applied
Geodesy. De Gruyter, 2020. Vol. 14, № 1. P. 1–12.
16. Kaloop M., Rabah M., EL-Shmbaky H. High Accurate Local Geoid in Egypt // FIG Working Week. 2008.
17. Gao CY, Cui XM H. X. Study on the applications of neural networks for processing deformation monitoring data // In Applied
Mechanics and Materials. Trans Tech Publications Ltd., 2014. Vol. 501. P. 2149–2153.
18. Konakoglu B., Cakır L., Gökalp E. 2D coordinate transformation using artificial neural networks // The International Archives of
Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Copernicus GmbH, 2016. Vol. 42. P. 183.
19. ICGEM. International Centre for Global Earth Models (ICGEM) ”, Available at: http://icgem.gfz-potsdam.de/calcpoints, (Accessed:
05 June 2020).




1. Кupriyanov АO. On application of the pseudo-satellites in positioning and navigation. Izvestia vuzov. Geodesy and Aerophotosurveying. 2019;63(4): 385‒391. (In Russian) DOI:10.30533/0536-101X-2019-63-4-385-391.
2. Lambrou E. Precise Local Geoid Definition Case Study: Nisyros Island in Greece. International Journal of Engineering Technology
and Scientific Innovation; 2018. p. 1851–2456.
3. Mishra UN, Ghosh JK. Development of a Geoid Model by Geometric Method. Journal of The Institution of Engineers: Series A. Springer India. 2017;98(4): 437–442.
4. Avsar NB, Kutoglu SH, Erol B. GNSS/Levelling data in assessing the fit of the recent Global Geoids in Turkey. International
Symposium of Global Navigated System (ISGNSS). Connecting Continents through GNSS where Europe and Asia meet. Istanbul.
2013.
5. Pavlis NK, Holmes SA, Kenyon SC, Factor JK. An Earth Gravitational Model to Degree 2160. EGM2008/EGU General Assembly.
Vienna, Austria. 2008.
6. Kascheev RA, Komarov RV, Novlyanskaya IO, Khusnutdinov NR. Comparative analysis of the geopotential models based on
the description of the regional geoid of the Volga region. Izvestia vuzov. Geodesy and Aerophotosurveying. 2020;64(1): 32–37. (In
Russian). DOI: 10.30533/0536-101X-2020-64-1-32-37.
7. Erol B, Işık MS, Erol S. An assessment of the GOCE high-level processing facility (HPF) released global geopotential models
with regional test results in Turkey. Remote Sensing. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2020;12(3). 586p.
8. Al-Krargy EM, Doma MI, Dawod GM. Towards an accurate definition of the local geoid model in Egypt using GPS/leveling data:
a case study at Rosetta zone. International Journal of Innovative Science and Modern Engineering (IJISME). 2014. 2(11).
9. Abakushina MV, Nepoklonov VB. The estimation of accuracy gravimetric geoid models in continental regions. Izvestiya vuzov.
Geodesy and Aerophotosurveying. 2016;6: 17–23. (In Russian).
10. Kanushin VF, Ganagina IG, Goldobin DN, Mazurova EM, Kosarev NS, Kosareva AM. New global models of quasi-geoids:
characteristic of accuracy and resolution. Vestnik of the Siberian State University of Geosystems and Technologies (SSUGT).
2017;22(1). (In Russian).
11. Hamdy AM, Shaheen BA. Global Geopotential Models Assessment Using Accurate DGPS. Precise Levelling Observations Along
the Mediterranean Coastal Line. Egypt: Case Study. 2020;9(1): 13–22.
12. Erol B. An automated height transformation using precise geoid models. Scientific Research and Essays. Academic Journals.
2011;6(6): 1351–1363.
13. Rabah M, Kaloop M. The use of minimum curvature surface technique in geoid computation processing of Egypt. Arabian journal
of geosciences. Springer. 2013;6(4): 1263–1272.
14. El-Ashquer MAA. An improved hybrid local geoid model for Egypt. [PhD dissertation]. Zagazig University, 2017. 171 p.
15. Dawod GM, Abdel-Aziz TM. Utilization of geographically weighted regression for geoid modelling in Egypt. Journal of Applied
Geodesy. De Gruyter. 2020;14(1): 1–12.
16. Kaloop M, Rabah M, EL-Shmbaky H. High Accurate Local Geoid in Egypt. FIG Working Week. 2008.
17. Gao CY, Cui XM HX. Study on the applications of neural networks for processing deformation monitoring data. In Applied
Mechanics and Materials. Trans Tech Publications Ltd. 2014;501: 2149–2153.
18. Konakoglu B, Cakır L, Gökalp E. 2D coordinate transformation using artificial neural networks. The International Archives of
Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Copernicus GmbH. 2016;42: 183.
19. ICGEM. International Centre for Global Earth Models (ICGEM). Available at: http://icgem.gfz-potsdam.de/calcpoints, (Accessed:
05 June 2020).
Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка

Загрузки

Опубликован

12.01.2022

Как цитировать

Елшеви, М. А., Елшештави A. M., & Чистякова, Е. А. (2022). Разработка модели локального геоида в Египте с использованием искусственных нейронных сетей: тематическое исследование на побережье Красного моря. Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка», 65(6), 615–624. https://doi.org/10.30533/0536-101X-2021-65-6-615-624

Выпуск

Раздел

Геодезия