nanoCAD Геоника: модуль «Топоплан», быстрый старт
В декабре 2010 года компания «Нанософт» и Научно-производственный центр «ГЕОНИКА» пополнили технологическую линейку профессиональных программных продуктов серии nanoCAD новым программным решением, получившим название nanoCAD Геоника. Программа объединила в себе функциональные возможности уникального программного комплекса GeoniCS Топоплан-Генплан и платформы nanoCAD.
Этой статьей мы открываем цикл публикаций, который поможет быстрее сделать первые шаги в освоении нового программного продукта. Сегодня мы поговорим о первом и основном модуле nanoCAD Геоника — модуле «Топоплан», который является ядром программы. Он позволяет создавать топографические планы, вести базу точек съемки проекта, строить трехмерную модель рельефа, проводить анализ полученной поверхности и уже на основе построенной модели рельефа решать целый ряд прикладных задач.
Предлагаем вашему вниманию технологию работы в модуле «Топоплан» на примере демонстрационного проекта «Топографический план ГТЭС масштаба 1:1000» — от подготовки исходных данных до получения выходной документации.
Работа в nanoCAD Геоника начинается открытием проекта, который содержит всю информацию об объектах, таких как точки координатной геометрии, поверхности рельефа, инженерные сети, проектные отметки и др. Полная информация об объектахгеонах хранится в проекте в виде бинарных файлов быстрого доступа (рис. 1).
Рис. 1. Состав проекта
«Проект» фактически представляет собой каталог на диске с перечнем строго фиксированных подпапок. Каждая подпапка отвечает за свой раздел информации. При открытии чертежа, в котором хранится путь и имя проекта, делается попытка автоматически открыть этот проект. Имя успешно открытого проекта высвечивается в заголовке окна чертежа (рис. 2).
Рис. 2. Строка проекта
Итак, «Проект» — это база данных о поверхности, точках координатной геометрии и т.д., а чертеж — это документ, в котором отображается часть (или вся) информация базы данных и другая, дополнительная информация.
Для создания проекта в сеансе nanoCAD Геоника необходимо открыть меню GeoniCS и задать команду Открыть проект (рис. 3).
Рис. 3. Меню GeoniCS
Рис. 4. Детали проекта
В диалоговом окне открытия проекта следует выбрать команду Создать проект и в строке Имя дать название проекту, например Топоплан ГТЭС (рис. 4).
Следующим шагом в подготовке топоосновы является подгрузка данных, полученных от изыскателей. Программа предоставляет множество возможностей создания и использования данных, но здесь мы рассмотрим лишь классический вариант — подгрузку данных съемки (геоточек) в проект на основе текстового файла. Несколько слов о том, что такое геоточка. Это специально разработанный объект — «геон», предназначенный для хранения и представления больших объемов съемочной информации. Геоточки хранятся в базе данных проекта и накапливают данные из разных источников, по различным объектам изысканий. Изображение геоточки в чертеже реализовано как новый примитив nanoCAD (объект) со своими характерными для этого объекта свойствами и поведением. Перед выполнением команды импорта точек рекомендуется настроить Установку геоточек и шаблон импорта, используя команду Менеджер форматов. В Установках геоточек, на закладке Отображение, выбираем тип маркера или комбинацию, указываем видимость нужных компонентов, а также стиль и высоту подписи (рис. 5).
Рис. 5. Установки геоточек
Рис. 6. Менеджер форматов
Затем, используя команду Менеджер форматов, создаем новое правилошаблон для «чтения» данных съемки из текстового файла (рис. 6). Команда Анализ обеспечивает проверку правильности настройки шаблона (рис. 7).
Рис. 7. Настройка правила-шаблона
Производим импортирование точек из исходного текстового файла, выполнив команду Геоточки -> Импортэкспорт геоточек -> Импорт из текстового файла. Указываем путь к исходному файлу , формат импорта , сразу же объединяем точки в группу и вставляем их в чертеж (рис 8 и 9).
Рис. 8. Импортирование точек
Рис. 9. Создание группы геоточек
Рис. 10. Результат импорта геоточек
Рис. 11. Импорт точек в чертеже
Рис. 12. Список геоточек после импорта
Результаты импорта транслируются в командной строке (рис. 10), отображаясь в виде объектов в модели чертежа (рис. 11).
Поскольку геоточки являются объектами проекта, то проверить наличие их в БД этого проекта можно, запустив команду Геоточки -> Список геоточек (рис. 12).
Опираясь на данные геоточек, мы можем создать цифровую модель рельефа (поверхности), которая является средством цифрового представления трехмерных пространственных объектов (поверхностей, рельефов) в виде совокупности высотных отметок в узлах регулярной сети с образованием матрицы высот, нерегулярной треугольной сети (TIN) или же записей горизонталей.
Поверхность — это набор входных данных, необходимых для ее построения (групп геоточек, ссылок на текстовые файлы, границ и структурных линий разных видов), выходных данных — результирующей поверхности (выходных точек и граней). Все поверхности являются объектами проекта.
Рис. 13. Данные для создания поверхности
Рис. 14. Сообщение о построении поверхности
Рис. 15. 3D-грани поверхности
В проводнике проекта создаем поверхность с именем, например «Черный рельеф», и в разделе о данных TIN указываем группу геоточек, полученных в результате импорта из текстового файла (рис. 13).
Результат подгрузки данных отображается в подокне статистики (рис. 14). Построение поверхности осуществляется командой Рельеф -> Построить текущую поверхность. По умолчанию включены все параметры построения. Режим отображения построенной поверхности задан по умолчанию — 3Dграни. В результате построения на экране появится сообщение о количестве созданных треугольников и поверхность в 3Dгранях (рис. 15).
Результат построения поверхности отслеживается через Проводник проекта.
Помимо данных съемки, как правило, при построении поверхности используют дополнительные данные, такие как границы и структурные линии. Граница представляет собой замкнутые 2D и 3Dполилинии, в том числе с дугами, вершины которых не обязательно лежат на точках вставки используемых для построения триангуляции геоточек. Последняя вершина полилинии границы не должна дублировать начальную. Границы могут соприкасаться, но не должны пересекаться и самопересекаться.
Структурные линии используют для задания правильного положения ребер треугольников для откосов, тальвегов, водоразделов (хребтов), краев грунтовой дороги (или канав), проходящей по рельефу, откосов и т.д. Наличие структурных линий значительно сокращает необходимость ручного редактирования построенной триангуляции. Создание дополнительных данных границ и структурных линий типовое и может производиться двумя способами. Это отрисовка нужного элемента непосредственно из Проводника проекта, выбранной поверхности или опираясь на сформированную и откорректированную ранее полилинию. При создании внешней границы необходимо предварительно поднять 2Dполилинию на рельеф командой Рельеф -> Задачи -> Поднять объекты. Тем самым контур внешней границы объекта четко «ляжет» на поверхность (рис. 16).
Рис. 16. Граница на рельеф
Рис. 17. Поверхность с учетом структурных линий
Затем следует аналогично подгрузке данных групп геоточек включить границу в поверхность и перестроить последнюю с учетом внесенных изменений. Таким же образом происходит включение дополнительных данных — структурных линий. В результате добавления данных поверхность будет представлять собой симбиоз из данных съемки, границ и структурных линий (рис. 17).
Программа выполняет создание поверхностей в виде 3Dграней на основе алгоритма Делоне. Триангуляция Делоне достоверна для данного набора точек и границ, а структурные линии обеспечивают «групповую» ориентацию граней по ним, однако для соответствия реальному рельефу бывает необходимо ручное редактирование.
Ровные «площадки», получающиеся в местах «выпузыривания» горизонталей, полностью соответствуют алгоритму Делоне, и задание структурных линий по горизонталям не может их устранить. Приходится убирать их вручную — редактировать триангуляцию флипами, получая форму ребер в виде «веера». Такое редактирование осуществляется в программе с помощью инструмента Настройки редактора поверхности, расположенного в меню Рельеф (рис. 18).
Рис. 18. Настройка редактора поверхности
Рис. 19. Панель редактора поверхности
После подтверждения запуска редактора на экране появится панель инструментов Редактор триангуляции. Используя эти инструменты, мы можем редактировать нашу поверхность, видя мгновенный результат в форме эскизов горизонталей (рис. 19).
Рис. 20. Поверхность ДО редактирования
Рис. 21. Поверхность ПОСЛЕ редактирования
Затем следует находить участки «выпузыривания» и перебрасывать флипы ребер, последовательно проводя флиппование в нужных участках (рис. 20 и 21).
После внесения необходимых правок перестраиваем поверхность с учетом появившихся изменений, не забывая включить в окне свойств режим Применить историю флипов ребер.
Завершаем работу по подготовке поверхности отрисовкой горизонталей. Генерация горизонталей существующего рельефа выполняется командой Рельеф -> Создать горизонтали (рис. 22).
Рис. 22. Создание горизонталей
Рис. 23. Настройки подписи по горизонтали
В окне создания горизонталей задаем высоту сечения рельефа и по команде Свойства указываем степень сглаживания горизонталей. В командной строке на запрос об удалении старых горизонталей используем команду Да. «Наводим красоту» простановкой подписей и бергштрихов на горизонталях существующего рельефа с помощью команды Рельеф -> Подписать горизонтали -> Вручную. Задаем высоту подписи, стиль и точность. Последовательно указываем в чертеже горизонтали, на которых генерируется подпись (рис. 23).
Рис. 24. Подписи горизонталей
Рис. 25. Параметры создания берг-штриха
Рис. 26. Отрисовка берг-штрихов
Результат генерации подписей приведен на рис. 24. Простановка бергштрихов выполняется командой Рельеф -> Утилиты для горизонталей -> Создать бергштрихи. Аналогично указываем местоположение элемента в чертеже и последовательно производим отрисовку (рис. 25 и 26).
Полученный чертеж полностью соответствует требованиям Инструкции по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500.
***
В следующей статье мы рассмотрим возможности программы по созданию динамических сечений. Поговорим также о библиотеке условных топографических знаков, о режимах их нанесения и оформлении чертежей при подготовке к печати.
