Разработка цифровой модели автостоянки на 20 парковочных мест и подсчет объемов земляных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время существует множество различных программных комплексов, позволяющих выполнять векторизацию растровых изображений, распознавание текста, построение цифровой модели. Все эти программы схожи между собой, однако они отличаются друг от друга методами построения и распознавания. Целью данной курсовой работы является ознакомление с наиболее распространенным программным обеспечением Credo, изучение его возможностей и особенностей.

В данной курсовой работе необходимо изучить методы и модели по созданию цифровых моделей (ЦММ).

Результатом работы будет построение ЦММ автостоянки на 20 парковочных мест и подсчет объемов земляных работ.

1. Структура САПР

автоматизированный проектирование цифровой модель

Система автоматизированного проектирования (САПР) -- автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.

Основная цель создания САПР -- повышение эффективности труда инженеров, включая:

* сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;

* сокращения сроков проектирования;

* сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;

* повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;

* сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.

Достижение целей создания САПР обеспечивается путем:

* автоматизации оформления документации;

* информационной поддержки и автоматизации принятия решений;

* использования технологий параллельного проектирования;

* унификации проектных решений и процессов проектирования;

* повторного использования проектных решений, данных и наработок;

* стратегического проектирования;

* замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;

* повышения качества управления проектированием;

* применения методов вариантного проектирования и оптимизации.

В структуре САПР выделяют следующие элементы: компоненты обеспечения, подсистемы, ПМК, ПТК и КСАП. Компоненты определенного типа образуют программно-методические (ПМК) и программно-технические комплексы (ПТК). Совокупность ПМК, ПТК и отдельных компонентов обеспечения САПР, не вошедших в программные комплексы, объединенная общей для подсистемы функцией образует комплекс средств автоматизации проектирования (КСАП) подсистемы. Совокупность КСАП различных подсистем формируют КСАП всей САПР в целом. Подсистемы как элемент структуры САПР возникают при эксплуатации КСАП подсистем пользователями. Подсистемы образуют САПР.

В соответствии с ГОСТ 23501.101-87 составными структурными частями САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Каждая подсистема -- это выделенная по некоторым признакам часть САПР, обеспечивающая выполнение некоторых функционально-законченных последовательностей проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов. По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие.

1) Проектирующие подсистемы -- объектно-ориентированные подсистемы, реализующие определенный этап проектирования или группу связанных проектных задач, в зависимости от отношения к объекту проектирования делятся на объектные и инвариантные.

а) Объектные -- выполняющие проектные процедуры и операции, непосредственно связанные с конкретным типом объектов проектирования.

б) Инвариантные -- выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, имеющие смысл для многих типов объектов проектирования.

2) Обслуживающие подсистемы -- объектно-независимые подсистемы реализующие функции общие для подсистем или САПР в целом, обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, оформление, передачу и вывод данных, сопровождение программного обеспечения и т. п., их совокупность называют системной средой (или оболочкой) САПР.

Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР, подсистемы графического ввода-вывода, СУБД.

Каждая подсистема, в свою очередь состоит из компонентов, обеспечивающих функционирование подсистемы. Компонент выполняет определенную функцию в подсистеме и представляет собой наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый или покупной элемент САПР (программа, файл модели транзистора, графический дисплей, инструкция и т. п.).

Совокупность однотипных компонентов образует средство обеспечения САПР. Выделяют следующие виды обеспечения САПР:

1) Техническое обеспечение (ТО) -- совокупность связанных и взаимодействующих технических средств, обеспечивающих работу САПР, включающая различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи, измерительные средства).

2) Математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы, используемые для решения задач автоматизированного проектирования. МО по назначению и способам реализации делят на две части:

а) математические методы и построенные на их основе математические модели объектов проектирования или их части;

б) формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

3) Программное обеспечение (ПО), представляемое компьютерными программами необходимыми для осуществления процесса проектирования. ПО САПР подразделяется на общесистемное и прикладное:

а) общесистемное ПО предназначено для управления компонентами технического обеспечения и обеспечения функционирования прикладных программ. Примером компонента общесистемного ПО является операционная система.

б) прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур, включает программы пакеты прикладных программ, предназначенные для обслуживания определенных этапов проектирования или групп однотипных задач внутри различных этапов (модуль проектирования трубопроводов, пакет схемотехнического моделирования, геометрический решатель САПР).

4) Информационное обеспечение (ИО) -- совокупность сведений, необходимых для выполнения проектирования, состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, комплектующих изделий и их моделей, правил и норм проектирования. Основная часть ИО САПР -- базы данных и системы управления базами данных.

5) Лингвистическое обеспечение (ЛО) -- совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, а также для осуществления диалога проектировщик-ЭВМ и обмена данными между техническими средствами САПР, включает термины, определения, правила формализации естественного языка, методы сжатия и развертывания. В ЛО выделяют класс различного типа языков проектирования и моделирования (VHDL, VERILOG, UML, GPSS).

6) Методическое обеспечение (МетО) -- описание технологии функционирования САПР, методов выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов, включающее в себя теорию процессов, происходящих в проектируемых объектах, методы анализа, синтеза систем и их составных частей, различные методики проектирования, иногда к МетО относят также МО и ЛО.

7) Организационное обеспечение (ОО) -- совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования. В ОО входят штатные расписания, должностные инструкции, правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.

В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.

* Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте.

* Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.

1.1 Обзор программного обеспечения для САПР

Autodesk AutoCAD

AutoCAD -- двух- и трехмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk и на начальных этапах существования этой фирмы -- основа её бизнеса. AutoCAD является наиболее распространённой САПР в мире благодаря средствам черчения.

Компания Autodesk занимается разработкой системы автоматизированного проектирования AutoCAD c 1982 года. За это время были созданы тысячи дополнений и специализированные решения от сторонних фирм и самой компании Autodesk.

Ранние версии AutoCAD оперировали элементарными объектами, такими как круги, линии, дуги и др., из которых составлялись более сложные объекты. Однако на современном этапе программа включает в себя полный набор средств, обеспечивающих комплексное трёхмерное моделирование, в том числе работу с произвольными формами, создание и редактирование 3D-моделей тел и поверхностей, улучшенную 3D-навигацию и эффективные средства выпуска рабочей документации. Начиная с версии 2010, в AutoCAD реализована поддержка параметрического черчения, то есть возможность налагать на объект геометрические или размерные зависимости. Это гарантирует, что при внесении любых изменений в проект, определённые параметры и ранее установленные между объектами связи сохраняются.

Ниже описаны некоторые функциональные возможности современной версии.

* Инструменты работы с произвольными формами позволяют создавать и анализировать сложные трехмерные объекты. Их формирование и изменение осуществляются простым перетаскиванием поверхностей, граней и вершин.

* Трехмерная печать. Можно создавать физические макеты проектов через специализированные службы 3D-печати или персональный 3D-принтер.

* Использование динамических блоков позволяет создавать повторяющиеся элементы с изменяемыми параметрами без необходимости перечерчивать их заново или работать с библиотекой элементов.

* Функция масштабирования аннотативных объектов на видовых экранах или в пространстве модели.

* Запись операций позволяет формировать последовательности команд даже без опыта программирования. Записываемые операции, команды и значения ввода регистрируются и отображаются в отдельном окне в дереве операций. После остановки записи можно сохранить команды и значения в файле макроса операций с целью последующего воспроизведения. При коллективной работе макросы могут быть доступны всем.

* Диспетчер подшивок организует листы чертежей, упрощает публикацию, автоматически создает виды, передает данные из подшивок в основные надписи и штемпели и выполняет задания таким образом, чтобы вся нужная информация была в одном месте.

* Инструменты упрощенной трехмерной навигации: «видовой куб» позволяет переключаться между стандартными и изометрическими видами -- как предварительно заданными, так и из выбранной пользователем точки; «штурвал» объединяет в одном интерфейсе несколько различных инструментов навигации и предоставляет быстрый доступ к командам вращения по орбите, панорамирования, центрирования и зумирования.

* Инструмент «аниматор движения» предоставляет доступ к именованным видам, сохраненным в текущем чертеже и организованным в категории анимированных последовательностей. Его можно применять как при создании презентации проекта (анимированные ролики), так и для навигации.

Интерфейс пользователя поддерживает возможность настройки под потребности конкретной отрасли. Изменяются установки по умолчанию для различных функциональных возможностей AutoCAD, включая шаблоны чертежей, содержимое инструментальных палитр, рабочее пространство, фильтры Autodesk Seek, партнёров в Autodesk Developer Network, портал Online Experience и Центр подписки.

Autodesk 3DS Max

3ds Max -- полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации, разработанная компанией Autodesk. Содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа. Работает в операционных системах Microsoft Windows и Windows NT. Весной 2010 года выпущена тринадцатая версия этого продукта под названием «3ds Max 2011».

3ds Max располагает обширными средствами по созданию разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей реальных или фантастических объектов окружающего мира с использованием разнообразных техник и механизмов, включающих следующие:

* полигональное моделирование в которое входят Editable mesh (редактируемая поверхность) и Editable poly (редактируемый полигон) -- это самый распространённый метод моделирования, используется для создания сложных моделей и моделей для игр;

* моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS);

* моделирование на основе порций поверхностей Безье (Editable patch) -- подходит для моделирования тел вращения;

* моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов.

Методы моделирования могут сочетаться друг с другом.

Моделирование на основе стандартных объектов, как правило, является основным методом моделирования и служит отправной точкой для создания объектов сложной структуры, что связано с использованием примитивов в сочетании друг с другом как элементарных частей составных объектов.

Стандартный объект «Чайник» входит в этот набор в силу исторических причин: он используется для тестов материалов и освещения в сцене, и, кроме того, давно стал своеобразным символом трёхмерной графики.

Solid Works

SolidWorks -- система автоматизации проектных работ (САПР) в трёх измерениях, работает под управлением Microsoft Windows. Разработана компанией SolidWorks Corporation в качестве альтернативы двухмерным САПР.

Приобрела популярность благодаря простому интерфейсу пользователя. Система работает на основе геометрического ядра Parasolid (коммерческое ядро геометрического моделирования, разрабатываемое и поддерживаемое компанией Siemens PLM Software)

Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам как AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop, SDRC I-DEAS и Pro/ENGINEER, Solid Edge.

Главная задача программы -- предоставить пользователю мощность трёхмерной САПР системы по цене системы двухмерного САПР.

Основной продукт SolidWorks включает инструменты для трехмерного моделирования, создания сборок, чертежей, работы с листовым металлом, сварными конструкциям и поверхностями произвольной формы. Присутствует возможность импортирования большого числа файлов 2D и 3D CAD программ. Имеется API для программирования в среде Visual Basic и C. Также включена программа для анализа методом конечных элементов начального уровня COSMOSWorks.

Kompas

КОМПАС -- это семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и СПДС. Разрабатывается российской компанией «АСКОН».

Система ориентирована на поддержку стандартов ЕСКД и СПДС.

КОМПАС автоматически генерирует ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.

Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели.

Существует большое количество дополнительных библиотек к системе КОМПАС, автоматизирующих различные специализированные задачи. Например, библиотека стандартных изделий позволяет добавлять уже готовые стандартные детали в трехмерные сборки (крепежные изделия, подшипники, элементы трубопроводов, шпонки, уплотнения), а также графические обозначения стандартных элементов на чертежи (обозначения отверстий), предоставляя возможность задания их параметров.

Credo

Основные функции комплекса CREDO:

* камеральные работы при создании государственных и местных сетей геодезической опоры;

* камеральная обработка инженерно-геодезических изысканий;

* обработка геодезических данных при проведении геофизических разведочных работ;

* подготовка данных для создания цифровой модели местности инженерного назначения;

* создание и корректировка цифровой модели местности инженерного назначения на основе данных изысканий и существующих картматериалов;

* формирование чертежей топопланов и планшетов на основе созданной цифровой модели местности, экспорт данных по цифровой модели местности в системы автоматизированного проектирования и геоинформационные системы;

* обработка лабораторных данных инженерно-геологических изысканий;

* создание и корректировка цифровой модели геологического строения площадки или полосы изысканий;

* формирование чертежей инженерно-геологических разрезов и колонок на основе цифровой модели геологического строения местности, экспорт геологического строения разрезов в системы автоматизированного проектирования;

* маркшейдерское обеспечение процесса добычи полезных ископаемых;

* проектирование генеральных планов объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства;

* подсчет объемов земляных работ;

* проектирование профилей внешних инженерных коммуникаций;

* проектирование нового строительства и реконструкции автомобильных дорог;

* проектирование транспортных развязок;

* решение задач проектирования железных дорог;

* ведение дежурных планов территорий и промышленных объектов;

* геодезическое обеспечение строительных работ;

* геодезические работы в землеустройстве;

* подготовка сметной документации при проведении инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканий.

Программный комплекс CREDO представляет собой модульную систему (комплексные технологии) взаимодополняющих программных продуктов, которые собраны в автоматизированные технологические линии: инженерная геодезия, инженерная геология, землеустройство, проектирование генеральных планов объектов промышленного и гражданского строительства, а также проектирование объектов транспорта, в том числе автомобильных дорог всех категорий (ремонт и новое строительство).

Разработка и внедрение постоянно развивающихся, реализующих прогрессивные научно-технические решения, комплексных автоматизированных технологий CREDO для повышения эффективности процессов изысканий, проектирования и геоинформационного обеспечения объектов инженерной деятельности наших пользователей.

Оказывает комплексные услуги в области автоматизации проектно-изыскательских работ: поставка программных продуктов, обучение, консультационное обслуживание, сопровождение, содействие внедрению программных продуктов, комплексное оснащение организаций программно-техническими комплексами.

Компания разрабатывает, распространяет и внедряет программные продукты CREDO для обработки материалов изысканий, проектирования объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства, разведки, добычи и транспортировки нефти и газа, создания и ведения крупномасштабных цифровых планов городов и промышленных предприятий, подготовки данных для землеустройства и геоинформационных систем, решения многих других инженерных задач.

Первые программные продукты CREDO появились в 1989 году. Компания «КРЕДО-ДИАЛОГ» лидирует на рынке программных продуктов для обработки материалов инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканий, проектирования объектов генплана и транспорта в странах СНГ и Балтии. На февраль 2012 года в 35 странах мира десятки тысяч специалистов из более 8000 организаций различных отраслей производства, форм собственности и численности используют комплекс программных продуктов CREDO.

Пользователи работают в проектно-изыскательских, строительных организациях, аэрогеодезических предприятиях, геофизических и геологоразведочных экспедициях, земельных комитетах, управлениях архитектуры и градостроительства, нефтяных и газовых компаниях, районах водных путей и администрациях портов и во многих других организациях.

В настоящее время комплекс CREDO используется при подготовке инженеров-изыскателей и проектировщиков в 180 учебных заведениях стран СНГ и за рубежом.

Все программные продукты сертифицированы на соответствие требованиям действующих нормативных документов органом по сертификации при Госстрое РФ - ГП ЦПС. Номера сертификационных удостоверений РОСС BY.СП15.Н00110, РОСС BY.СП15.Н00111.

Компания «Кредо-Диалог» является постоянным членом таких крупных международных ассоциаций дорожной отрасли как HEEP (штаб-квартира в США), PIARC (штаб-квартира в Париже), РОДОС (штаб-квартира в Москве). На март 2012 года сеть распространения комплекса CREDO состоит из более 30 партнерских организаций и представителей компании. Региональные учебно-внедренческие Центры CREDO регулярно проводят обучение и переподготовку специалистов. В сентябре 2010 года Центральный РУВЦ преобразован в АНО ЦДО "КРЕДО-образование".

С 2000 года издается ежеквартальный журнал «Автоматизированные технологии изысканий и проектирования», представляющий новые версии и программные продукты комплекса CREDO и широко освещающий опыт его применения.

Geonics

Программный продукт GeoniCS Топоплан-Генплан-Сети-Трассы 10 работает на платформе AutoCAD 2010, а также AutoCAD Civil 3D 2010.

Модуль «Топоплан» -- это ядро программы, позволяющее создавать топографические планы, вести базу точек съемки проекта, строить трехмерную модель рельефа и проводить анализ полученной поверхности. На основе построенной модели рельефа программа позволяет решать целый ряд прикладных задач.

Модуль «Генплан» используется при проектировании промышленных объектов различного назначения, а также объектов гражданского строительства. Модуль обеспечивает полное соответствие требованиям ГОСТ 21.508-93 «Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов».

Модуль «Сети» позволяет проектировать внешние инженерные сети и оформлять необходимые выходные документы.

Модуль «Трассы» позволяет проектировать линейно-протяженные объекты и оформлять необходимые выходные документы.

На основе модели объекта GeoniCS Топоплан-Генплан-Сети-Трассы автоматизирует выпуск чертежей, строго соответствующих действующим российским нормативам оформления документов. Заполняются все требуемые штампы и экспликации, а при необходимости производится автоматическая разбивка на листы заданного формата.

Совместное использование GeoniCS Топоплан-Генплан-Сети-Трассы с другими программными средствами CSoft Development (GeoniCS Изыскания, RasterDesk, Spotlight и др.) обеспечивает комплексность при реализации «сквозных» технологий проектирования.

Вывод: из этих программных комплексов трудно выбрать тот, который наиболее удобный или наиболее быстрый. Это связано с тем, что этот набор программ отличаются прежде всего целями, для которых они разрабатывались. Например, AutoCAD разработан для построения точных чертежей или трехмерных тел с заданными размерами; 3DS Max разработан для создания тел по их фотографиям и, самое главное, высококачественная визуализация этих моделей с использованием множества типов визуализации; Geonics же в свою очередь разработан для создания геодезических карт и планов, построения моделей поверхностей рельефа. Поэтому эти программы нельзя считать сравнимыми, разве что по очень узким функциональным возможностям.

1.2 Источники получения топографичекой информации для САПР

Наиболее распространенные источники информации:

1) аналоговые топографические карты и планы;

2) цифровые топографические карты и планы;

3) данные топографических съемок, измеренные электронным тахеометром и приемником GPS;

4) материалы дистанционного зондирования Земли;

5) базовые наборы геопространственных данных;

6) интернет - источник цифровых пространственных данных;

7) общегеографические и тематические карты;

8) землеустроительная документация и градостроительная документация.

2. Технология работы с архивным картографическим материалом

Отличительной особенностью технологии работы с архивным картографическим материалом является наличие в их составе специфических методов анализа пространственных данных, которые в совокупности со средствами ввода, хранения, манипулирования и представления пространственно-координированной информации и составляют основу технологии географических информационных систем, или ГИС-технологии. Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Именно наличие совокупности способных генерировать новое знание специфических методов анализа с использованием как пространственных, так и непространственных атрибутов и определяет главное отличие ГИС-технологии от технологий, например, автоматизированного картографирования или систем автоматизированного проектирования (так называемых САПРовских систем). Геоинформационные системы и ГИС- технологии объединяют компьютерную картографию и системы управления базами данных. Концепция технологии ГИС состоит в создании многослойной электронной карты, опорный слой которой описывает географию территории, а каждый из остальных слоев - один из аспектов состояния территории. Тем самым ГИС-технологии определяют специфическую область работы с информацией.

Основными функциями, технологии работы с архивным картографическим материалом являются:

-- ввод и обновление данных;

-- хранение и манипулирование данными;

-- анализ данных;

-- вывод и представление данных и результатов.

Для преобразования инженерно-топографического плана М 1: 500 на бумажном носителе в растровое изображение для последующего преобразования в ЦММ нам понадобится принтер соответствующего формата и программа ТРАНСФОРМ 4.0.

После преобразования инженерно-топографического плана в растровое изображение переходим к работе с программой ТРАНСФОРМ 4.0. Она предназначена для обработки растровых файлов, полученных в результате сканирования картографических и геодезических материалов, схем и чертежей.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМЫ

- сканирование различных документов;

- чтение растровых изображений;

- отображение с выбором масштаба растровых изображений;

- просмотр в пользовательской системе координат картографических материалов интернет-сервисов WMS (веб-карты);

- возможность сохранения выбранного фрагмента веб-карты с заданным уровнем детализации в проект в пользовательской системе координат;

- трансформация - устранение нелинейных искажений растрового материала, обусловленных деформацией исходного документа, погрешностью сканирования или другими факторами;

- топографическая привязка растровых фрагментов в используемой системе координат;

- трансформирование одиночного космического снимка - ортокоррекция;

- преобразование растра по опорным точкам, расположенным вдоль линии;

- сшивка (объединение) нескольких фрагментов в единое растровое поле в единой системе координат;

- редактирование растровых изображений с помощью набора инструментов (цветность, контрастность и т.п.);

- пересчет растра из одной пользовательской СК в другую пользовательскую;

- печать чертежей, оформленных в соответствии с нормативными документами; разбивка на листы, если размер чертежа превышает формат печатающего устройства;

- экспорт участка, выбранного контуром, отдельных фрагментов или всего растрового поля в системы комплекса CREDO, системы Mapinfo, Arcview, PHOTOMOD, Панорама, и т.д.

Последующая работа с фрагментами в ТРАНСФОРМ 4.0 заключается в выполнении последовательных шагов

Шаг 1. Обработка фрагментов. Включает в себя выполнение разворотов фрагментов, изменения глубины цвета, яркости и контраста, назначения прозрачности, удаления «шумовых» черных пятен, полученных во время сканирования изображения и т.д. Все эти команды сгруппированы в пункте меню Инструменты.

Шаг 2. Задание точек привязки, по которым будет производиться трансформация и привязка растра к используемой системе координат.

Точки привязки могут быть двух типов: опорные и контрольные.

Различают абсолютные и относительные опорные точки.

* Абсолютные точки - это точки с известными координатами. Их необходимо зада-вать для трансформации растровых изображений.

* Относительные точки - это дополнительные точки без указания координат. Их необходимо задавать для трансформации или склейки растровых изображений.

* Контрольные точки привязки - точки, не участвующие в расчетах параметров трансформировании, по ним оценивается величина отклонения после трансформации растра. Контрольные точки нужны для оценки качества трансформации растра.

* Качество привязки каждого из фрагментов можно контролировать, просматривая и редактируя таблицу Точки привязки.

Шаг 3. Трансформация. Запуск трансформации выполняется одним из методов, сгруппированных в пункте меню Трансформация:

* Метод кусочно-линейной трансформации позволяет получать качественные в метрическом отношении изображения, в определенной степени исправляя такие дефекты, как складки бумаги, участки с неравномерным масштабом и другие. Одновременно обеспечивается привязка обрабатываемых растровых фрагментов к используемой системе координат.

* Аффинная трансформация позволяет получить качественные результаты для растров искаженных или вытянутых в направлении одной из координатных осей. В направлении каждой из координатных осей рассчитывается и потом применяется свой масштабный коэффициент.



3. Состав и организаций инженерно-геодезических изысканий для вертикальной планировки автостоянки на 20 машиномест (СНБ 01.02.01.96 "Инженерные изыскания для строительства", СНБ 1.03.02.096 "Состав, порядок разработки и согласования проектной документации"

Инженерные изыскания (исследования) - это комплексное изучение природных условий предполагаемого участка строительства для получения необходимых исходных данных, обеспечивающих при проектировании и строительстве принятие технически правильных и экономически целесообразных решений.

Инженерно-геодезические изыскания обеспечивают получение топографо-геодезических материалов, данных о ситуации и рельефе местности, существующих зданиях и сооружениях (наземных, подземных и надземных) и других элементах планировки. Материалы и данные, полученные по результатам инженерно-геодезических изысканий, строители и проектировщики часто называют геоподосновой. Геоподоснова - это совокупность топографических планов различных масштабов на территорию участка строительства, которые служат основой для разработки различной проектной документации (генеральных планов, проектов планировки и реконструкции, технических проектов, рабочих чертежей и т.д.).

Как правило, топографо-геодезические работы выполняются в три этапа:

В подготовительном этапе выполняются:

* получение технического задания и подготовка договорной документации;

* сбор и анализ материалов ранее выполненных геодезических работ (съемочных сетей, топографических съемок и др.) на заданную территорию;

* подготовка программы топографо-геодезических работ в соответствие с требованиями технического задания Заказчика;

* осуществление регистрации (получение разрешений) производства топографо-геодезических работ.

В полевом этапе производятся:

* рекогносцировочные обследования территории;

* комплекс полевых работ: создание (развитие) опорных геодезических сетей, а также геодезических сетей специального назначения; создание планово-высотных съемочных геодезических сетей; топографическая съемка, включая съемку подземных и надземных сооружений.

* необходимый объем вычислительных и других работ по предварительной обработке полученных материалов и данных для обеспечения контроля их качества, полноты и точности.

В камеральном этапе выполняются:

* составление (обновление) топографических планов - окончательная обработка полевых материалов и данных с оценкой точности полученных результатов;

* согласование (при наличии) нанесенных на топографические планы коммуникаций (линий электропередач, линий связи, магистральных трубопроводов и т.д.) с организациями, в ведении которых находятся данные объекты;

* внесение изменений в топографические планы при необходимости;

* составление и передача Заказчику технического отчета с необходимыми приложениями по результатам выполненных топографо-геодезических работ и оригиналами инженерно-топографических планов (в графическом и цифровом виде).

Вертикальная планировка - важный элемент инженерной подготовки территории. Ее назначение - привести естественный рельеф в состояние, соответствующее наиболее благоприятным условиям для общего планировочного решения.

Перечень выполняемых строительных процессов при вертикальной планировки стоянки :

* удаление слоя растительного грунта;

* разработка грунта планировочной выемки с перемещением в планировочную насыпь;

* отсыпка планировочной насыпи с разравниванием и предварительным уплотнением грунта;

* окончательная планировка площадей и откосов выемок и насыпей;

На каждый процесс разрабатывается технологическая карта. Работы организуются поточным методом. Ведущий процесс - разработка грунта.

При изысканиях для предпроектной документации необходимо осуществлять сбор и анализ имеющихся топографических планов и карт, фотопланов, а также сбор сведений о наличии материалов по опорным геодезическим сетям для рассматриваемых вариантов размещения строительной площадки. Если собранные материалы по своей полноте и качеству достаточны для принятия проектных решений, то полевые работы для разработки предпроектной документации не выполняются.

При инженерно-геодезических изысканиях на площадках выполняются следующие полевые работы:

* обследование пунктов опорной геодезической сети и в случае необходимости ее восстановление (создание);

* топографические съемки в случае отсутствия топографических карт и планов в масштабах, необходимых для разработки предпроектной документации;

* обновление имеющихся топографических планов и карт в случае несоответствия их современному состоянию ситуации и рельефа;

* инженерно-гидрографические съемки рек и водоемов;

* перенесение в натуру и привязка инженерно-геологических выработок, геофизических и других точек;

* геодезические работы при выполнении режимных наблюдений по изучению опасных геологических процессов.

При инженерно-геодезических изысканиях для разработки проекта на площадках должны выполняться:

* сбор и анализ материалов инженерно-геодезических изысканий прошлых лет;

* построение (развитие) опорных геодезических сетей;

* создание планово-высотной съемочной геодезической сети;

* топографические съемки (обновление инженерно-топографических планов);

* инженерно-гидрографические работы;

* геодезическое обеспечение других видов изысканий;

* составление и размножение инженерно-топографических планов.

Состав и объем работ по инженерно-геодезическим изысканиям уточняется программой изысканий.

4. Физико-географическое описание района работ

Площадка под автостоянку расположена в г.Минск. Местность в границах площадки является застроенной. Растительный покров представлен отдельно растущими деревьями.

Климат в зоне строительства умеренно-континентальный с мягкой короткой зимой (средняя температура января -5є) и умеренно теплым продолжительным летом (средняя температура июля +18є). Преимущественное направление ветра: юго-западное и западное.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов по данным Госкомгидромета РБ составляет: для суглинков - 99 см, супесей, песков мелких, пылеватых - 121 см, песков средних, крупных и гравелистых - 130 см.

Ветры в течение года преимущественно юго-западные и западные, зимой часто юго-восточные.

Территория участка размещения площадки характеризуется слабоволнистым рельефом. Абсолютные отметки поверхности колеблются от 231,34 м до 218,81 м в Балтийской системе высот. В целом рельеф несколько понижается в восточном направлении.

5. Технология создания ЦММ в CREDO Линейные изыскания (применительно к объекту проектирования)

Система CREDO ЛИНЕИНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ предназначена для создания цифровой модели местности инженерного назначения по данным инженерных изысканий, трассирова-ния линейных объектов, подготовки и создания чертежей топографических планов и профи-лей линейного объекта. CREDO ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ включает все функциональные возможности системы CREDO ТОПОПЛАН.

Новая система разработана на основе единой инструментальной платформы CREDO III, что означает такие же принципы организации и хранения данных, интерфейс, методы ин-терактивных построений и редактирования, что и в других программных продуктах CREDO III. Пользователю системы предоставлены в распоряжение такие же общие ресурсы (библио-теки типов линий и штриховок; символов; шаблонов чертежей, штампов, планшетов, ведомо-стей; данные классификатора, содержащие тематические объекты и условия их отображения, и многое другое) и специальные редакторы для их создания и редактирования. Единая плат-форма CREDO III обеспечивает также полную взаимосвязь между всеми программными про-дуктами.

В программных продуктах CREDO поддерживается приоритет полноценной цифровой модели местности как источника геометрических и семантических данных, используемых при проектировании, строительстве и эксплуатации строительных объектов, в кадастровых и геоинформационных системах. В системе CREDO ЛИНЕИНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ цифровая мо-дель местности создается на основе данных площадной или полосной съемки, и при обработке данных линейных изысканий максимально используются функции интерактивного построения и редактирования. Для моделирования ситуации и элементов рельефа в систему включен широкий набор методов координатной геометрии, что позволяет создавать геометрические элементы и редактировать пространственное положение топографических объектов.

5.1 Цифровые модели ситуации

Цифровая модель ситуации представляет собой систему элементов ситуации как множество условных знаков на плане, которыми отображается разнообразная топографическая информация. Как правило, ЦМС формируется на основе рельефных и ситуационных точек. Элементы ЦМС отображаются масштабными и внемасштабными условными знаками. Система элементов ЦМС включает площадные, линейные и точечные объекты.

Реальная земная поверхность никогда не бывает пустой -- на ее территории всегда присутствуют объекты ситуации естественного и искусственного происхождения. Их можно обнаружить на самой поверхности (строения различного назначения, дорожная сеть, инженерные сооружения, растительность и т.д.), под поверхностью (подземные коммуникации различного назначения) и даже над поверхностью (линии электропередач, мосты). Совокупность таких пространственно определенных объектов. наполненных семантической информацией и представленных на экране монитора, и образует цифровую модель ситуации. Для моделирования и отображения многообразия топографических объектов местности на плане используются специальные знаковые системы -- условные обозначения или условные знаки. От них зависит качественное и целостное представление местности, степень читаемости карты и многое другое, связанное с передачей и отображением этой категории пространственной информации. Кроме того, каждый топографический объект, будь то дерево, трубопровод или котельная, должен нести определенный набор сведений о себе -- т.е. семантическую информацию.

Собственно процесс моделирования ситуации делится на две связанные части -- определение геометрии топографического объекта, т.е. его пространственного положения, и определение его сущности как объекта местности со своими характеристиками. В системе ЛИНЕЙНЫХ ИЗЫСКАНИЙ, соответственно, данные можно определить по двум типам, обеспечивающим моделирование ситуации -- геометрические и тематические.

5.2 Классификатор

Классификамтор - систематизированный перечень наименованных объектов, каждому из которых в соответствие дан уникальный код.

Условия моделирования различных топографических объектов - условные знаки (точечные, площадные и линейные) для отображения, состав и типы семантики в системе ТОПОПЛАН определяются и хранятся в собственной базе данных - классификаторе.

Именно в классификаторе осуществляется создание новых типов и редактирование имеющихся топографических объектов. Наполняется и редактируется классификатор при помощи специального редактора.

С помощью классификатора решаются пять основных задач:

1. Структуризация данных по тематическим слоям

Классификатор состоит из двух частей - топографической и проектной. За основу структуры топографической части классификатора (рис. 1) приняты два нормативных документа, регламентирующие использование условных знаков для крупных (1:500 -1:2000) и мелких масштабов (1:10000 -1:100000).



Рис.1

2. Отображение данных соответствующими условными знаками.

Условный знак точечного, площадного, линейного топографического объекта отображается в модели. В классификаторе описываются условия размещения и компоновки символов, образующих условный знак. Все символы хранятся в библиотеке символов, которая создается и наполняется с помощью редактора символов. Как правило, для точечных объектов используется один символ. Для линейных и площадных объектов редактор классификатора позволяет конструировать сложные условные знаки, состоящие из нескольких символов, типов линий, заливки и штриховки.

3. Генерализация

Под генерализацией в системе ТОПОПЛАН понимается частичная картографическая генерализация, т.е. отбор объектов для отображения и условных знаков для них в соответствии с текущим масштабом генерализации (масштабом съемки). В классификаторе для каждого топографического объекта предусмотрен диапазон масштаба, для которого определены условия отображения. При использовании масштабов стандартного ряда отображение объекта может производиться соответствующим масштабу условным знаком, либо вообще не отображаться для определенного масштаба.

4. Назначение состава семантики

Для каждого топографического объекта создается определенный набор семантических характеристик. Например, здание должно иметь этажность, назначение и огнестойкость. Эти характеристики в виде соответствующих полей организуются в поставляемом классификаторе. Однако пользователь легко может сократить или дополнить требуемые нормативными документами характеристики.

5. Обеспечение связи с внешними системами

В классификаторе каждый объект имеет несколько кодов обеспечивающих связь с внешними данными. Коды образуют группы (системы кодирования), соответствующие кодам CREDO_TER(MIX), CREDO_DAT. Базовый код служит для обмена данными ТОПОПЛАНА между пользователями. Предусмотрена возможность использования других, пользовательских кодов, что позволяет создавать и настраивать в классификаторе собственные системы кодов.

5.3 Иерархическое распределение слоев

При формировании слоев ЦММ нужно ориентироваться на положения местных органов государственных геодезических структур (стандартизирующие документы РБ не приняты), примерный перечень слоев может быть таким:

01.Планшет (внешняя рамка, зарамочное оформление, формуляр);

02.Планово-высотное обоснование (внутренняя рамка, пересечение координатных линий, надписи);

03.Здания и их части (в т.ч. производственного назначения) и подписи к ним;

04.Промышленные объекты (отвалы с откосами, строительные и детские площадки, пустыри);

05.Газапровод (колодцы смотровые и др, объекты, подписи);

051.Теплосеть (колодцы смотровые и др, объекты, подписи);

06. Водопровод (колодцы смотровые и др, объекты, подписи);

07.Электрокабель (колодцы смотровые и др, объекты, подписи);

08.ЛЭП (связь наземная, опоры, столбы, трансформаторы на столбах и др. объекты и подписи к ним);

09.Связь (каналы, колодцы смотровые и др. объекты и подписи к ним);

10.Канализация (колодцы смотровые и др. объекты и подписи к ним);

11.Специальные трубопроводы (объекты и подписи к ним);

12.Железные дороги (насыпи, выемки, сооружения, объекты и подписи к ним);

13.Автомобильные дороги (насыпи, выемки, двор, сооружения, покрытия, объекты и подписи к ним, лотки вдоль дорог);

14.Гидрография и гидросооружения (выемки, дамбы вдоль канав и канализированных рек, прудов, водохранилищ, подписи к ним, лотки);

15.Рельеф (горизонтали, отметки с координатами, естественные обрывы, ямы и т.п., подписи к ним, подпорные стенки);

16.Растительность и грунты (болота, сельхозугодия и подписи к ним, сад, огород, кладбище);

17.Границы и ограждения;

18.Границы топосъемки;

19.Границы землепользований;

20.Растр.

Ввиду отсутствия на моем растре некоторых объектов слои с этим содержимым в проекте не создавались.

5.4 Цифровые модели рельефа

Одним из способов изображения рельефа с применением современных технологий является построение цифровой модели рельефа, а также ее визуализация.

Цифровая модель рельефа (ЦМР) - информация о рельефе местности, адекватная ее топографической реальности и представленная совокупностью точек с известными координатами и высотами, механизмом аппроксимации рельефа в любой точке модели и обеспечивающая решение инженерных задач.

Цифровая модель рельефа (ЦМР) это математическое представление участка земной поверхности, полученное путем обработки материалов топографической съемки.

В последнее время без использования цифровых моделей рельефа (ЦМР) не обходятся многие ГИС-проекты.

Задачи, решаемые путем применения ЦМР разнообразны и среди них можно выделить следующие:

* вычисление уклонов и экспозиции склонов, что важно в строительстве дорог и продуктопроводов, сельском хозяйстве при выборе полей под культуры с разными требованиями к освещенности и др.;

* анализ поверхностного стока на территории;

* моделирование затопления территорий;

* анализ видимости, который используют при планировании коммуникационных сетей, в военном деле и других отраслях;

* ортокоррекция изображений;

* измерение площадей и объемов, получение профилей поверхности;

* просмотр данных в трех измерениях, создание виртуальных полетов над местностью и светотеневых моделей.

Для решения таких задач требуются цифровые модели рельефа с различной плановой и высотной точностью. Источниками информации для построения ЦМР служат топографические карты, стереопары аэро- и космических снимков, данные радиолокационной съемки и т.п. На точность построения рельефа оказывают влияние многие факторы, такие как, пространственное разрешение и геометрическое качество изображений, состояние атмосферы, масштаб карты, точность опорных точек и др.

Наиболее распространенными способами цифрового представления рельефа являются растровое представление и особая модель пространственных данных, основанная на сети TIN и аппроксимирующая рельеф многогранной поверхностью с высотными отметками (отметками глубин) в узлах треугольной сети. На их основании можно сформировать трехмерное отображение рельефной поверхности.

Растровая подложка не содержит нужных для построения модели рельефа точек. Поэтому нужно точки поставить в соответствии с рельефными точками на рисунке. Далее нажимаем на меню построение и выбираем точка создать по курсору. Создаем точку на ростре и задаем данную высоту. Проделываем эту операцию со всеми рельефными точками.. Приступаем непосредственно к созданию цифровой модели рельефа для этого в меню поверхность и нажимаем создать поверхность в слое. Задаем нужные нам значение, шаг основных горизонталей и жмем создать.

6. Вычисление объемов земляных масс в CREDO ОБЪЕМЫ

6.1 Создание сетки расчёта объемов работ

Объемы в системе ОБЪЕМЫ рассчитываются между двумя поверхностями, находящимися в различных геометрических слоях. При этом создается отдельный проект Объемы, содержащий данные по объемам насыпи и выемки, данные о границе нулевых работ, текстовую информацию. В проекте Объемы можно создавать сетку объемов и ведомости объемов (общую и по сетке).

При создании сетки квадратов специалистам предоставлена возможность задать ее шаг и направление осей. Кроме этого, предусмотрена настройка и других параметров: линии сетки (тип, цвет, толщина); шрифтов текстов для отметок (исходных, проектных, рабочих), для значений объемов и площадей и т.д.

Размеры отметок картограммы в узлах квадратов и в местах пересечения сетки и линии границы работ проставляются автоматически, если пользователь установил соответствующие настройки. При необходимости специалист может проставить дополнительные размеры в характерных точках, используя предназначенную для этого команду.

Следует подчеркнуть, что сетку квадратов можно построить на любом участке поверхности модели объемов. Специалист имеет возможность редактировать параметры сетки квадратов, а также перемещать, поворачивать ее, выбирать место размещения таблицы результатов расчета, и, таким образом, добиться оформления, удовлетворяющего его требованиям. При этом, какие бы действия не проводились с сеткой, это не повлияет на результат расчета: программа автоматически пересчитает значения площадей и объемов в квадратах, но общий результат по участку, для которого построена сетка, останется прежним.

6.2 Составление ведомости объемов

Система CREDO ОБЪЕМЫ обеспечивает высокую скорость и точность расчетов объемов земляных работ.

Расчет объемов выполняется при наличии двух поверхностей. Традиционно в качестве первой поверхности выступает исходный рельеф. Второй поверхностью может быть слой поверхности с учетом снятия кровли, подошвы полезного ископаемого, снятия растительного слоя, разработок сырья и т.д. При необходимости помесячного учета разработок сырья система дает возможность задать эти варианты в одном расчете объемов. Это позволяет быстро получить результаты для их оценки, учета.

В результате такого расчета объемов земляных масс формируется ведомость объемов (рис. 1), создается проект с информацией по расчету, с участками насыпей, выемок, нулевых работ и т.д.

Рис. 1. Пример ведомости объемов земляных работ при наличии в объекте геологии

7. Формирование чертежной модели, преобразование элементов и слоев

Создание, редактирование и выпуск чертежей на основе подготовленной модели плана цифровой модели местности (ЦММ) - заключительный этап работы в CREDO ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ. Все эти этапы выполняются в Чертежной модели.

Чертежная модель - двухмерное представление пространственной ЦММ, в которой тематические (топографические) объекты заменяются и представляются геометрическими элементами: точками, полилиниями, графическими масками и регионами с заливкой/штриховкой. В чертежную модель передаются тексты и растровые подложки.

Чертежная модель имеет свое меню, в котором содержатся команды геометрических построений и команды редактирования элементов чертежа.

...