Применение CADdy—Геодезия в проектно-изыскательских работах

Созданное более двух лет назад ООО «Агентство территориального развития» Красногорского района Московской области осуществляет деятельность по ряду проектно-изыскательских направлений, начиная с инженерно-геодезических работ и крупномасштабного электронного картографирования и кончая подготовкой цифровых моделей местности для использования в системах городского и земельного кадастра. Предлагаем нашим читателям интервью, данное журналу «САПР и графика» директором фирмы А.С.Шалунковым.

«САПР и графика»: Расскажите, пожалуйста, об истории вашей фирмы и ее сегодняшней структуре.

Алексей Шалунков: Наше предприятие существует с мая 1998 года, и за это время был выполнен достаточно большой объем проектно-изыскательских работ на территории Московской области. Основное направление деятельности «Агентства территориального развития» — строительство, а именно выполнение комплекса инжиниринговых и проектно-изыскательских работ. Структура предприятия еще формируется, но основные подразделения согласуются с направлениями деятельности предприятия. Это изыскательский сектор, проектное подразделение и группа городского кадастра.

Уже в самом начале производственной деятельности было принято решение о постепенной автоматизации всего производственного процесса. Это решение было продиктовано прежде всего ситуацией, сложившейся на рынке услуг, а именно — высокой конкуренцией, что требовало представления заказчику итоговой документации на высоком качественном уровне и в кратчайшие сроки.

СГ: Какие общие черты можно отметить в разработке и реализации осуществляемых вами проектов?

А.Ш.: Специфика нашей работы в том, что каждый проект начинается с подготовки картографического обоснования любого планируемого строительства. На эту часть технологической цепочки максимально ориентировано все производство в нашем агентстве.

Естественно, в первую очередь нас интересовала автоматизация крупномасштабных съемок в полном объеме с оперативной выдачей заказчику всей подготовленной документации.

Современные методы решения этих задач включают обязательное использование электронных тахеометров (или GPS-приемников), электронную обработку результатов съемки и, естественно, получение итоговых документов не только «на бумаге», но и в электронном виде.

Сначала мы приобрели необходимые электронные приборы, а в качестве программного обеспечения автоматизации производственного процесса выбрали САПР CADdy западногерманской фирмы ZIEGLER-Informatics GmbH, материалы о которой регулярно публикуются в журнале «САПР и графика».

СГ: Какие факторы были решающими для вас при выборе САПР?

А.Ш.: Во-первых, система CADdy стыкуется со всеми геодезическими приборами, реально применяемыми в России (независимо от страны-изготовителя этих приборов и форматов исходных данных). Во-вторых, она предоставляет широкий набор специальных возможностей для поддержки инженерно-геодезических работ, топографии и картографии, умеет работать с цифровыми моделями рельефа, что позволяет нам решать все технические вопросы создания чертежей. Наконец, CADdy — это открытая интегрированная среда проектирования, имеющая модульную структуру, что позволяет комплектовать новые рабочие места постепенно, по мере необходимости. Она включает полный набор прикладных программных модулей, относящихся к инженерной геодезии, проектированию (архитектурно-строительному, инженерных сетей, дорог и пр.), а также информационной поддержке уже созданных инженерных коммуникаций, городских и земельных кадастров.

Немаловажно и то, что в локализованных версиях CADdy все экранные меню и маски, онлайновые подсказки и документация написаны на русском языке, что чрезвычайно облегчает работу. Также предусмотрены системы вспомогательных построений, функции Display List (встроенные в графические драйверы), которые позволяют очень быстро перерисовывать чертежи. Имеется возможность масштабирования любого фрагмента в динамически задаваемых окнах, развитая технология создания многослойных чертежей, позволяющая значительно упростить процесс разработки и корректировки документации.

В составе геодезического подразделения нами было организовано одно рабочее место и приобретены необходимые модули, включающие базовый модуль CADdy GP, программные пакеты CADdy V1—Обработка данных геодезических измерений и CADdy V2—Картография/Оцифровка, а также модуль CADdy V3—Цифровая модель рельефа.

Мы также планируем приобрести модуль CADdy PLUS, являющийся пользовательским стандартом языка программирования Си (модуль содержит компилятор и развитые библиотеки функций этого языка).

СГ: Какова основная технологическая схема выполнения работ?

А.Ш.: Она задействует все подразделения нашей организации, начиная с этапа полевых работ. Опишем их последовательно.

Изыскательский сектор. В зависимости от выполняемого объема работ выделяются одна или две полевые группы. Одна группа выполняет весь комплекс полевых камеральных работ. Подчеркнем, что одним из технических условий, обеспечивших дополнительное ускорение работ с помощью CADdy, была закупка комплекта, включающего электронный тахеометр SOKKIA 6F с накопителем SDR33 для сбора полевой геодезической информации (рис. 1).

Накопитель обеспечивает запись измеренных расстояний и углов для последующих расчетов. При этом созданное съемочное обоснование имеет достаточную плотность, что позволяет нам получать координаты определяемых точек сразу в поле (с соответствующим кодированием и последующей автоматической обработкой).

Существенной проблемой была кодировка границ землепользования, заборов, отдельных линейных объектов, углов зданий и других объектов, на отрисовку которых требуются значительные временные затраты. Решение проблемы стало возможным с использованием модуля CADdy TP1, представляющего собой классификатор условных знаков для топографических планов в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500.

Коды пикетов в процессе съемки задаются в соответствии с их назначением. Типы линий, соединяющих пикеты (как и размещение объектов по соответствующим слоям, заданным пользователем), определяются автоматически с учетом того, что объекты находятся на разных слоях. В полевых условиях можно задавать номера пикетов, явно соединенных друг с другом.

Все это позволило в большой степени автоматизировать ввод первичной информации в CADdy, избежать грубых просчетов, а также оперативно редактировать картографическую ситуацию (рис. 2).

Подчеркнем, что исполнителю не нужно помнить всю библиотеку условных обозначений: достаточно знать 10-20 номеров кодовых обозначений условных знаков, распределенных по группам. Последующее кодирование в CADdy выполняется в полуавтоматическом или автоматическом режиме с использованием полной библиотеки стандартных графических символов.

Процесс автоматизации топографо-геодезических работ определяется не только наличием электронного геодезического оборудования, но и технологией последующей обработки данных. Это касалось в первую очередь скорости выдачи заказчику готовых материалов. Прежде всего мы обратили внимание на удобство работы с растровыми чертежами. Имевшиеся у нас планы и карты однозначно требовали применения в рамках всей технологической цепочки обработки инженерно-геодезической информации. После их сканирования получаемые материалы позволяли в несколько раз сократить время выпуска рабочих планов. При этом, естественно, используются функции CADdy для работы с гибридной графикой.

СГ: Расскажите подробнее об этой части технологической цепочки.

А.Ш.: Перед началом работ определяется топографическая изученность данного объекта. Это в основном работа по архивам, где разыскивается картографический материал масштаба не мельче 1:500. Причина прежде всего в том, что планы более мелких масштабов недостаточно насыщены информацией и менее достоверны с точки зрения точностных характеристик объектов. Затем отобранные материалы сканируются и вносятся в структуру CADdy-проекта. При этом растровые чертежи перед размещением очищаются от «грязи». Кроме того, с помощью таких функций системы, как повороты, масштабирование, трансформации, убираются искажения, полученные в результате сканирования (рис. 3).

В момент размещения растра в проекте он имеет реальный размер (в метрах) и не зависит от масштаба оригинала. Это дает нам возможность иметь все растровые объекты в реальных размерах и, соответственно, производить необходимые расчеты и измерения.

Далее в проект считываются материалы полевых измерений по конкретному объекту. Полевая геодезическая информация «скачивается» с накопителя в компьютер. При этом происходит конвертирование файла информации с расширением *.SDR в текстовый файл с расширением имени *.KOR или *.DAT в зависимости от условий наблюдений и дальнейшей обработки (рис. 4).

В момент считывания мы используем дополнительные возможности, очень облегчающие, на наш взгляд, последующую обработку полевых материалов. Во-первых, это возможность работать в поле в локальной системе координат (0, 0, 0), а в момент передачи координат пересчитывать их в систему координат проекта (делается это автоматически, по опорным точкам). Во-вторых, при сквозной нумерации пикетов на объекте есть возможность оперативно сменить номера пикетов во всем блоке измерений. Кроме того, этим пикетам можно придать дополнительную атрибутивную информацию (дату съемки, имя исполнителя, тип прибора и пр.). Результатом всех вышеперечисленных действий является полный топографический план объекта, составленный из «старых» данных (на момент создания плана на бумаге), а также современных данных, полученных по результатам съемки (рис. 5).

На следующем этапе мы, руководствуясь техническим заданием, выполняем отрисовку ситуации согласно изменениям. При этом «старая» информация (растровая подложка) редактируется: убираются объекты, изменившие свое положение или полностью отсутствующие на местности. Затем наши специалисты вычерчивают новые объекты съемки (оставляя нетронутыми объекты, не изменившие свои характеристики и местоположение). Таким образом, мы обрабатываем только изменения, а не всю территорию объекта в целом, что повышает производительность труда и сокращает общее время работы над проектом в несколько раз. Следующим звеном в цепочке обработки материалов съемки является подготовка данных к печати. В основном это выбор масштаба выпускаемых планов, который определен в техническом задании, разбивка на планшеты и распечатка (рис. 6).

К сожалению, на сегодняшний день у наших заказчиков нет возможности полноценно использовать цифровые модели местности (ЦММ) для решения многих инженерных задач. Как правило, единственное, что используется, — это бумажный план или его электронная копия на экране. Разумеется, это тоже немало. Но ЦММ предоставляет проектировщику несравнимо больше возможностей, в чем мы сейчас и пытаемся убедить наших заказчиков. Это касается в основном коммунальных служб города, которым приходится решать целый комплекс проектных и информационных задач.

Еще раз подчеркнем, что реализация в CADdy гибридной (растрово-векторной) технологии позволяет применять для создания векторных планов старые материалы изысканий в виде растровой подложки, полученной путем сканирования. Поэтому использование подсистемы CADdy—Геодезия и специализированного программного обеспечения в корне изменило камеральную технологию создания топографических планов.

Предусмотренные накопителем SDR33 фирмы SOKKIA (Япония) возможности кодирования информации позволяют значительно облегчить рисовку планов в модуле CADdy V2. При необходимости в модуле CADdy V1 дополнительно решается ряд задач (рис. 7), а именно:

• уравнивание планово-высотного съемочного обоснования;
• обработка результатов тахеометрической съемки;
• преобразование из одной системы координат в другую и др.

Модуль CADdy V2 позволяет выполнять обширный перечень задач (рис. 8-9), например:

• считывать и записывать файлы в формате ASCII;
• создавать и обновлять базы данных DBF-формата;
• обрабатывать план с любым координатным окном;
• выводить на плоттер чертеж по заданным параметрам;
• строить продольные и поперечные профили и т.д.

Моделирование рельефа местности осуществляется в модуле CADdy V3. Он позволяет создавать сетку треугольников, вычерчивать горизонтали с любым шагом, получать продольные и поперечные профили, строить линии обрывов, рассчитывать объемы земляных масс, проектировать откосы, котлованы, получать трехмерные изображения рельефа и многое другое (рис. 10). Фактически это мощное средство совместной работы с модулем CADdy V2 над проектами транспортных магистралей и подземных коммуникаций.

СГ: Каковы дальнейшие этапы прохождения электронных чертежей, разработанных в изыскательском секторе?

А.Ш.: Они поступают соответственно в проектное подразделение нашей фирмы и группу городского кадастра.

Проектное подразделение. План, созданный в подсистеме CADdy—Геодезия, конвертируется в обменный формат DXF, хотя более предпочтительным для наших условий является формат DWG (поскольку проектирование пока происходит в системе AutoCAD 14.0). Мы планируем перейти здесь на прикладные модули CADdy, как только ситуация позволит. Причины этого следующие. Модульная структура системы CADdy обеспечивает проектировщикам возможность эффективной параллельной работы. Базовый пакет CADdy GP выполняет основные чертежные функции, а прикладные модули имеют единый пользовательский интерфейс и графический формат данных. Локальная сеть компьютеров с установленными прикладными модулями значительно ускоряет работу над проектом.

Группа городского кадастра. Еще одной важной задачей, стоящей перед нашей организацией, является участие в развитии системы градостроительного кадастра и ведение опорного дежурного плана на базе Архитектурно-планировочного управления. Главный архитектор Красногорского района О.В.Малинова уделяет этой проблеме большое внимание и считает, что решение задач градостроительного кадастра может быть эффективным при использовании системы CADdy. Модульная структура CADdy, как нам кажется, позволит эффективно выполнить эту задачу. Необходимость принятия эффективных градостроительных и управленческих решений на уровне города диктует необходимость внедрения геоинформационной системы. В системе присутствует модуль CADdy KIS—Разработка графических информационных систем. Использование этого модуля совместно с другими прикладными модулями системы CADdy (проектными и геодезическими) автоматизирует процесс ведения различного рода кадастров (в том числе градостроительного), а также разработку и управление как отдельными проектами, так и территориями в целом. Иными словами, в системе CADdy может быть реализована единая информационная среда на базе общего интерфейса работы с данными во всех приложениях.

СГ: Каковы ваши планы в отношении кооперации или интеграции разработок с другими организациями?

А.Ш.: Данные, которые мы формируем, позволяют расширять сотрудничество с заказчиками, так как перечень возможностей, реально предоставляемых системой CADdy, существенно шире их сегодняшних потребностей. В этот перечень входят также проектные решения для отдела главного архитектора администрации Красногорского района.

По ряду наших проектов видны перспективы сотрудничества с коммунальными службами (например, Горводоканалом). Разумеется, цифровые модели местности в сочетании с электронными проектами инженерных коммуникаций дают возможность работы на принципиально новом уровне. В частности, система CADdy обеспечивает здесь автоматическое построение профилей, автоматическое построение трассы по существующим планам и картам, оперативную оценку условий прокладки, а также возможности пересечений с другими проектируемыми и уже существующими трассами трубопроводов.

Другим перспективным направлением являются дальнейшие работы по созданию градостроительного кадастра. Здесь с нашей стороны могут быть предложены такие услуги, как создание полноценной электронной карты города и района, «наполнение» этой карты (фактически — графико-семантических баз данных) атрибутивной информацией по основным объектам градостроительного кадастра, а также выдачу на этой основе информации по запросам архитекторов, необходимой для решения их проектных и информационных задач. Такие работы у нас ориентируются на возможности модуля CADdy KIS, позволяющего одновременно управлять информационными потоками и использовать данные полевых съемок (и крупномасштабного картографирования города и района).

Кроме того, эти работы предполагается вести параллельно с созданием соответствующего земельного кадастра (в рамках сотрудничества с Комитетом по земельным ресурсам и землеустройству).

СГ: Желаем вашей фирме дальнейших успехов.

«САПР и графика» 12'2000