Новейшие технологии и древнейшая религия

Ренат Ягудин, генеральный директор ООО «Фотометр»

В последние годы в инженерных изысканиях, проектировании и строительстве произошли кардинальные технологические изменения, связанные с распространением информационных технологий. Уже невозможно представить возведение и реконструкцию ответственных объектов без применения технологий информационного моделирования (BIM). Информационная модель используется на протяжении всего жизненного цикла объекта капитального строительства и открывает новые, немыслимые ранее возможности, такие как реализация уникальных проектов сложной геометрии, повышение качества и безопасности проектирования и строительства, сокращение издержек и сроков, гибкое управление недвижимостью и многие другие.

При построении пространственной многомерной модели вновь проектируемого объекта все его параметры и геометрия задаются специалистом исходя из требований заказчика и технических нормативов.

Однако чтобы с минимальными издержками построить модель уже существующего объекта
и/или территории, необходимо получить точные размеры и геомет­рические данные, привязавшись к геодезическим координатам. Оптимальными для подобной работы являются технологии лазерного сканирования и фотограмметрии с применением БПЛА.

Команда TheDrone.ru продолжает успешно строить 3D­модели объектов. Сегодня мы поделимся уникальным опытом совместной с ФГУП «Центральные научно­реставрационные проектные мастерские» (ФГУП ЦНРПМ) работы по созданию трехмерной модели Ново­Иерусалимского монастыря, привязанной к координатам.

На службе у Бога

В непростых жизненных ситуациях за помощью люди обращаются к Богу, и мало кому приходит в голову мысль, чем же лично человек может помочь Творцу. Мы тоже не были исключением, однако сама судьба преподнесла нашей команде возможность быть полезными его служителям. От команды TheDrone требовалось получить контрольную фотографическую модель территории и строений, привязанную к имеющимся данным лазерного сканирования.

Монастырь был основан в середине XVII века и за эти годы и столетия ему пришлось пережить очень много. Он был сильно разрушен в годы Великой Отечественной войны. Серьезные реставрационные работы продолжались последние шесть лет, была восстановлена колокольня и многие элементы, утраченные в прошлом. Сегодня, в преддверии нового этапа истории святыни, мы расскажем о своем вкладе в его реставрацию.

Мало осталось таких мест на земле, куда не добрался бы геодезист и где не провел бы съемку. Но полученные им данные чаще всего оказываются недоступны или попросту утеряны. Никто не знает, что снималось, как и кем. Поэтому съемка того или иного места, особенно строящихся объектов, делается вновь и вновь. И данная работа — не исключение.

Получение координат для нас не составило проблем, ведь в состав нашей команды входит несколько поколений выпускников МИИГАиКа. Для этой задачи использовался высокоточный роверный GNSS­приемник. Благодаря этому инструменту итоговые работы обошлись заказчику значительно дешевле традиционных способов геодезической съемки. Далее наступил черед фотограмметрической съемки с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Хочется подчеркнуть, что данные, единожды привязанные к координатам и внесенные в программу, позволяют в дальнейшем получать дополнительные снимки и привязывать их к координатам без особых затрат. Например, для мониторинга прогресса возведения объекта — хоть каждую неделю. Такая технология дает возможность инспектировать объемы выработки на карьерных работах и с успехом применяется при послойном контроле формирования дорожного полотна в дорожном строительстве.

Итак, накануне мы потратили около часа, подготавливая полетное задание для нашего
DJI Phantom 3. Маршрутов было чуть больше обычного, поскольку архитектура строений состоит из значительного количества мелких элементов и требует более детальной проработки.

Утром выехали на объект в г.Истру (Московская область). Добравшись до места к 10:30, наши геодезисты нашли действующий опознак и привязались к нему с помощью выше­указанного приемника. Далее разложили на всей территории как внутри монастыря, так и за его пределами семь ярких крестов и соответствующим образом привязали их к координатам.

Призрак над монастырем

После этого начались полеты нашего «Фантома». Следует отметить, что коллеги из ФГУП ЦНРПМ давно используют данную технику для проведения детальной съемки и мониторинга государственных объектов. Поэтому у нас в распоряжении оказалось дополнительно четыре батареи, которых хватило на съемку территории и отдельных объектов. Использование беспилотников помогает снимать объект с любого ракурса и получать снимки самых труднодоступных мест. Эта возможность значительно повышает точность данных.

Работы начались в 11 утра, а уже к 16 часам съемки были завершены. Война войной, а обед все же по расписанию. Вдоволь налетавшись над святыми землями монастырскими и сделав порядка 2 тыс. фотографий религиозного памятника, мы приступили к обычной мирской трапезе.

На следующий день настал этап камеральной обработки. Долгий рутинный процесс превращался почти в таинство... информационное.

«Вкалывают роботы — счастлив человек!»

Вся площадь монастыря с учетом прилегающей территории составила 35 га. Было получено 16 Гбайт фотоматериала, или 2 тыс. фотографий. Для построения аэротриангуляции данные были загружены в программу Bentley Context Capture. Спустя четыре часа автоматически запустился 32­часовой процесс построения 3D­модели монастыря и прилегающей территории.

Важно уточнить, что мы проводили камеральные работы на обычном офисном компьютере. Он обладает вполне достаточными для нас, но, в целом, весьма средними характеристиками. Такая обработка на неспециализированной технике позволяет многократно снизить стоимость проекта. При использовании мощного компьютера с хорошей видеокартой срок обработки можно сократить на порядок. В подобной ситуации каждый сам расставляет приоритеты — скорость или бюджет. Неизменным остается лишь то, что процесс происходит без участия человека! Машина все делает сама! Людям остается либо заниматься другими делами, либо созерцать, ибо нет ничего более завораживающего, чем смотреть на огонь, воду или следить за работой, в которой ты не занят.

По окончании мы получили ортофотоплан территории, визуальную 3D­модель для просмот­ра и размещения на сайте. Текстуру поверхности можно подложить под разные CAD­продукты и отрисовать любой участок.

Еще один момент, который стоит отметить, — это точность модели. Проверив некоторые элементы разметки на дороге, мы с уверенностью можем говорить о 4 см в плане, а это соответствует популярному масштабу 1:500 для кадастровых работ.

Такой точности достаточно не для всех тонких реставрационных работ, но подобную модель, построенную по фотографиям, можно использовать как «подложку» для проектирования по данным лазерного сканирования. Это существенно экономит время проектирования. Такая модель позволяет проводить анализ текущего состояния памятника архитектуры и его изменений в ходе восстановления и эксплуатации. Именно это реставраторы ФГУП ЦНРПМ считают главным положительным моментом.

Полученная трехмерная модель может быть положена в основу формирования полноценной, насыщенной информацией BIM­модели памятника архитектуры. Она используется не только для строительства и реконструкции, но и при эксплуатации. А эксплуатация, как известно, — это львиная доля всех издержек на здание, учитывая десятки и даже сотни лет его использования.

Формула успеха

В заключение хотелось бы продемонстрировать выведенную нами формулу: «новые технологии фотограмметрии, лазерного сканирования и геодезической съемки» + «возможности беспилотных летательных аппаратов» — «оперативность и дешевизна получения данных». Это формула успеха команды TheDrone.ru, проверенная временем и практикой.

Будет ли она так же работать и на вашу команду, решать только вам. Но нельзя не согласиться, что у заказчика появилась возможность оперативного независимого мониторинга хода строительства. Он своими глазами видит, что происходит на площадке, контролирует фактические изменения на объекте и может сравнивать прогресс с заявленным графиком производства работ. Эти данные являются весомым, юридически значимым аргументом при переговорах с подрядчиками — камеру обмануть невозможно.

Кроме того, технология фотограмметрии, позволяющая быстро и дешево получать привязанные к геоданным снимки, может применяться для инспектирования состояния водных объектов, сельскохозяйственных посадок, в лесном хозяйстве и во многих других областях.

Ведущая в России компания TheDrone.ru предлагает весь комплекс услуг геодезической съемки и фотограмметрии при помощи БПЛА, а также услуги по созданию многомерных пространственных моделей объектов и территорий.  

САПР и графика 7`2016