Инновационные технологии Autodesk. Решения для проектирования и создания 3D ГИС

Яна Менжевицкая
Cпециалист Real Geo Project.

Креативные решения и инновации = конкурентные преимущества

С появлением многочисленных геоинформационных ресурсов многие компании оценили перспективность ГИС­технологий. Несмотря на мировой финансовый кризис, объем продаж геоинформационной продукции в 2010 году увеличился на 10,3% (по данным исследовательской компании Daratech).

Стремительное развитие и спрос на геоинформационную продукцию обусловлены необходимостью решать постоянно усложняющиеся задачи управления инфраструктурой и бизнесом; управления информационными, электрическими, водопроводными, канализационными и другими сетями, каналами, коммуникациями и сооружениями; оптимизации использования  ресурсов; поддержки национальной безопасности и т.д.

Конкуренция побуждает производителей ГИС­технологий постоянно совершенствоваться, искать новые, улучшенные пути  решения старых задач, реализовывать всё более сложные и качественные проекты, расширять функционал и ассортимент продукции, разрабатывать принципиально новые технологии и т.п. — одним словом, разрабатывать, внедрять и активно использовать инновации.  

Опыт успешных компаний свидетельствует о том, что креативные решения и инновации обеспечивают мощные конкурентные преимущества. Именно сочетание трех факторов — наличие хорошей производственной базы, реализация продукции высокого качества и развитие инновационного подхода — позволяет наиболее успешным компаниям, имея значительные преимущества в определенном сегменте рынка, поддерживать высокие темпы роста доходов и прибыли.

От 2D к 3D

В области геоинформатики и проектирования одной из инновационных составляющих является технология трехмерного проектирования. Применение трехмерных моделей открывает перед проектировщиками новые возможности. Прежде всего это возможности подготовки нескольких вариантов проекта и его фотореалистичной визуализации. В отличие от двумерной, трехмерная визуализация позволяет увидеть любые объекты в объеме — это делает их реалистичными и наглядными, что значительно повышает интерес потребителя. А дополненные мощными аналитическими возможностями современных ГИС 3D­модели становятся эффективным средством управления всеми аспектами и нюансами бизнеса.

Технология трехмерного моделирования замечательна еще и тем, что позволяет создать виртуальную модель любого объекта, на основе которой можно автоматически сгенерировать полный комплект чертежей, спецификаций, ведомостей материалов, передаваемых как результат проектирования. Только представьте: при создании 3D­модели задается вся необходимая информация для формирования полного комплекта конструкторской и технологической документации и после того, как модель будет готова, для получения, например, спецификации материалов вам достаточно будет нажать одну­две кнопки! Имея готовую 3D­модель, можно получить все необходимые планы, виды, разрезы и другие чертежи, перечни материалов, данные для расчетов и т.д. Более того, все элементы готовой 3D­модели подстраиваются под практически любые ее изменения — можно убирать одни детали модели и добавлять новые, тем самым выбирая наилучший вариант.

Одним из важнейших преимуществ трехмерного проектирования является возможность совместной работы проектировщиков смежных дисциплин над проектом — применение трехмерного подхода подразумевает организацию параллельных процессов проектирования, за счет чего достигается значительное сокращение сроков выполнения проектов.

Технология трехмерного проектирования также позволяет максимально исключить ошибки в работе проектировщиков, обеспечивая значительное улучшение качества выпускаемых проектов.

Подытоживая всё вышесказанное, акцентируем внимание на главных преимуществах трехмерного подхода к проектированию:  

• автоматическое получение полного комплекта качественной конструкторской и технологической документации (сборочных чертежей, спецификаций, ведомостей материалов и т.д.);
• значительное снижение расходов на проект в целом;
• сокращение сроков выполнения проекта;
• отличный способ представить проект более наглядно и целостно;
• устранение недочетов уже на начальных стадиях проекта;
• возможность командной работы над проектом.

Поэтому одной из основных тенденций в области проектирования сегодня является переход от двумерного проектирования и черчения к трехмерному моделированию. Внедрение современных систем трехмерного проектирования является стратегическим шагом, который во многом определяет ход развития проектных организаций с учетом современных потребностей различных отраслей проектирования:

• энергетика — среди пяти приоритетных направлений российской модернизации, озвученных президентом РФ, значатся энергетика и энергосбережение. В 2003 году была обнародована энергетическая стратегия развития России до 2030 года, целью которой является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов для устойчивого роста экономики России. Кроме того, в 2007 году была принята программа РАО ЕЭС по формированию первоочередных площадок для ввода мощностей в объеме 40 ГВт;
• железные дороги — по мнению правительства РФ, «…железнодорожная отрасль, несмотря на мировой кризис, должна обеспечить безусловное исполнение стратегических задач. <…> Это означает продолжение реализации инвестиционных программ, внедрение технологических инноваций, модернизацию существующих и строительство новых линий, обновление подвижного состава и развитие высокоскоростного пассажирского сообщения»¹. В соответствии с принятой в России стратегией развития железнодорожного транспорта до 2016 года должно быть построено 5300 км новых железных дорог и более 6500 км вторых путей на действующих участках;
• машиностроение — объявленный руководством страны курс на модернизацию российской промышленности и экономики в целом может опираться только на глубокие реальные позитивные перемены в конкретных отраслях индустрии. Машиностроительная отрасль, благодаря проводимым мероприятиям по модернизации предприятий, может стать тем локомотивом, который выведет российскую экономику в число мировых лидеров. При этом необходимо отметить, что современное машиностроение базируется именно на наукоемких технологиях;
• архитектура и строительство — в настоящее время государство прилагает значительные усилия для поддержки архитектурно­строительного комплекса. Прежде всего это меры, направленные на обеспечение спроса на жилищном рынке,  различные целевые программы, Генеральный план развития г. Москвы до 2020 года, создание Национального исследовательского университета строительства и архитектуры и т.д.;
• землеустройство — это организующее и основное звено всей системы размещения составных частей агропромышленного комплекса и его отраслей. Сооружение объектов землеустройства требует проектно­геодезических, геологических, мелиоративных и других изысканий, точной планово­картографической основы. Сегодня полным ходом идет реализация программы «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006­2010 годы и на период до 2013 года». Помимо всего прочего, в этой программе предусмотрено освоение современных систем земледелия и землеустройства.

Для наиболее быстрой и качественной реализации перечисленных крупномасштабных задач, программ и проектов вышеупомянутых отраслей необходим именно инновационный подход и новейшие технологии, одной из которых и является технология трехмерного проектирования.

За 3D ГИС — будущее

В настоящее время технологии ГИС применяют практически во всех сферах человеческой деятельности. Градостроительный кадастр, управление земельными ресурсами, инженерные изыскания, планирование в строительстве и архитектуре, управление наземным, воздушным и водным транспортом, география, картография, геология, добывающие отрасли, военное дело,  экология и природопользование — вот неполный список сфер применения ГИС. 

Кроме того, технологии ГИС — это средство для управления бизнес­информацией, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений. ГИС­анализ пространственных данных и представление результатов анализа в наглядном и удобном для восприятия виде позволяют сосредоточить свои усилия на поиске наилучшего и оптимального решения, не тратя времени на осмысление разнородных данных.

Поэтому ГИС­технологии завоевывают в нашей стране всё большую популярность и постоянно развиваются. К основным тенденциям развития ГИС относятся:

• движение ГИС к многопользовательским, территориально распределенным системам с доступом через локальные вычислительные сети и Интернет;
• объединение информационных систем и ГИС. Например, серверная ГИС совместно с СУБД масштаба Oracle представляет собой многопользовательский банк данных, который может содержать любую геопространственную информацию (топографические карты, цифровые модели рельефа местности, изображения), табличные, формализованные и любые другие справочные данные;
• движение ГИС от систем отображения и простейшего анализа к аналитическим системам и системам поддержки принятия решений;
• активное развитие инструментов трехмерного моделирования.

Еще несколько лет назад все распространенные ГИС были двумерными. Однако с появлением технологии трехмерного проектирования создание и использование трехмерных моделей становится всё более популярным и даже необходимым занятием многих ГИС­специалистов. Всё больше и больше проектов разрабатывается с оглядкой на трехмерные геоинформационные системы.

Трехмерные ГИС позволяют:

• создавать 3D­модель объекта, территории, пространства;
• грамотно планировать развитие территорий и градостроительства, совершенствовать кадастр территорий;
• повысить эффективность  процедуры  принятия  решений за счет точного  определения  пространственных координат объектов, осуществления  реалистичного отображения объектов, виртуального перемещения по модели, представления результатов анализа в наглядном и удобном для восприятия виде;
• сформировать единое визуальное пространство, с помощью которого пользователь получает возможность проанализировать совокупность территориально распределенной информации.

Таким образом, трехмерные ГИС позволяют решать ряд важнейших стратегических задач в сферах безопасности, управления миграционными потоками, развития жилищно­коммунального хозяйства и транспортной инфраструктуры.

Инновационные решения компании Autodesk — мирового лидера в области трехмерного проектирования

Программные продукты и услуги
компании Autodesk полностью отвечают
современным потребностям, поддерживая курс на инновации и завоевание международного рынка.
Крэг Максвелл, вице­президент по технологиям и инновациям, Parker Hannifin (США)

С 1982 года компания Autodesk развивает передовые 2D­ и 3D­технологии для визуализации, моделирования и анализа поведения разрабатываемых конструкций на ранних стадиях проектирования. Это обеспечивает пользователям возможность тщательно подготовить и оптимизировать компьютерную модель, прежде чем она будет реализована физически. Пользователи не просто видят модель на экране, но и могут испытать ее. Благодаря этому экономятся время и средства, повышается качество и рождаются новаторские решения.

В настоящее время более 9 млн пользователей по всему миру применяют ведущие 2D­ и 3D­технологии Autodesk для визуализации, моделирования и анализа поведения разрабатываемых конструкций на ранних стадиях проектирования.

Программные продукты Autodesk позволяют решать задачи любой сложности — от создания цифровой модели, анализа и имитации поведения изделия или объекта в реальном мире до быстрой и качественной разработки рабочей документации. Это достигается за счет наличия сбалансированного портфеля продуктов для предприятий различных отраслей.

В основе обновленной линейки программных продуктов Autodesk лежат разработанные специалистами компании новейшие современные технологии — технология цифровых прототипов и технология информационного моделирования зданий.

Цифровой прототип — это полноценная инженерная модель изделия, несущая в себе все необходимые физические и механические свойства изделия.

Цифровой прототип становится всё более совершенным по мере того, как интегрируются все концептуальные, механические и электрические проектные данные. Полный цифровой прототип является виртуальным опытным образцом готового изделия и служит для его оптимизации и проверки.

Технология цифровых прототипов Autodesk объединяет в себе промышленное проектирование, проектно­конструкторские работы, хранение данных и организацию совместной работы, предоставляя конструкторам, расчетчикам, инженерам, дизайнерам и технологам возможность полностью исследовать изделие еще на этапе проектирования (рис. 1).

Рис. 1. Цифровой прототип — объединение проектных данных со всех стадий проектно-производственного цикла

По данным исследовательской компании Aberdeen Group, проектные предприятия, использующие технологию цифровых прототипов Autodesk, имеют следующие преимущества:

• разрабатывают в два раза меньше среднего по отрасли физических опытных образцов изделия;
• тратят на 48% меньше среднего по отрасли средств на создание прототипов изделия; 
• выпускают продукцию на рынок на 58 дней раньше среднего по отрасли.

Эти данные еще раз наглядно демонстрируют и подтверждают преимущества технологии цифровых прототипов как инновационного подхода Autodesk к решению сложнейших задач в машиностроительных отраслях. 

Информационное моделирование зданий (технология BIM) представляет собой комплексный процесс, основанный на применении точных, унифицированных и скоординированных проектных данных на всех этапах — от разработки концепции здания до его возведения и сдачи в эксплуатацию (рис. 2). Эти данные используются для принятия необходимых решений, формирования высококачественной технической документации, прогнозирования эксплуатационных характеристик, оценки затрат и планирования строительных работ, а затем и для управления инфраструктурой здания.

Рис. 2. Информационная модель здания

С помощью технологии BIM обеспечивается целостный подход к проектированию за счет виртуального воспроизведения процесса строительства.

В основе технологии BIM лежит так называемое параметрическое моделирование, суть которого заключается в параметризации элементов модели. Параметры определяют поведение каждого элемента модели и его взаимосвязь с другими элементами. Таким образом, если какой­то элемент модели меняется, то связанные с ним другие элементы автоматически подстраиваются под эти изменения.

Все программные продукты Autodesk, использующие технологии цифровых прототипов и BIM, нацелены на решение главных задач, поставленных в настоящий момент перед специалистами различных областей проектирования и визуализации, — сокращение сроков проектирования, повышение качества проектов и снижение издержек.

Нововведения 2010­2011 годов в линейке продуктов Autodesk в полной мере отражают тенденцию развития самой компании:

• ориентация на инновационные технологии;
• развитие аналитических технологий, инженерного анализа;
• повышение степени интеграции продуктов.

Остается добавить, что помимо всего прочего линейка решений Autodesk полностью учитывает все основные требования геоинформатики и может быть использована как единая платформа для проектирования и создания 3D ГИС.

Real Geo Project — авторизованный партнер Autodesk

ЗАО «Риэл Гео Проджект»  реализует  комплексные проекты по внедрению современных ГИС на платформах Autodesk и Oracle, имеет значительный опыт в этой области и разрабатывает как узкоспециализированные профессиональные ГИС, так и системы общего назначения.

В результате многолетнего сотрудничества, совместных разработок программного обеспечения, полной поддержки и углубленного внедрения программного обеспечения в 2008 году ЗАО «Риэл Гео Проджект» был присвоен статус премьер­партнера Autodesk, позволяющий компании предоставлять сервис высшей категории — премьер­сервис.

Программные решения, реализованные специалистами ЗАО «Риэл Гео Проджект», применяются в ряде крупнейших российских компаний.

Помимо комплекса высококачественных услуг по созданию и внедрению ГИС­технологий, компания всегда готова предложить услуги по обучению работе с программными продуктами Autodesk — учебный центр RGP является авторизованным учебным центром Autodesk. В учебном центре RGP организуются тест­драйвы, семинары и вебинары, в ходе которых можно узнать много нового, интересного и полезного о технологиях Autodesk.

С недавнего времени компания активно проводит и поддерживает курс на создание и внедрение трехмерных ГИС. В следующей публикации вы сможете ознакомиться с опытом компании в области разработки трехмерных геоинформационных систем.  

САПР и графика 3`2011