2015-07-04
1278
(зав. кафедрой, кандидат технических наук, доцент Е.С. Буряк),
кандидат технических наук, профессор В. Я. Ларионов (МГУЛ)
УДК 630
Тюрин Н. А.
Сухопутный транспорт леса. Автоматизированное проектирование лесных автомобильных дорог на примере CREDO: учебное пособие / Л. Я. Громская, В.В. Артемьев. – СПб.: СПбГЛТУ, 2013. – 110 с.
ISBN 978-5-9239-0142-9
Представлено кафедрой сухопутного транспорта леса
В пособии приведены методы и алгоритмы автоматизированного проектирования автомобильных дорог на примере САПР CREDO. Содержится описание процедур создания ЦММ, проектирования плана трассы, продольного и поперечных профилей, конструкции дорожной одежды, расчета объемов работ, а также формирование и оформление основных чертежей.
Пособие предназначено для подготовки инженеров по специальности 250401 «Лесоинженерное дело», бакалавров по направлению 250300 – «Технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств», изучающих дисциплины «Сухопутный транспорт леса», «Теория лесотранспорта».
|
|
|
Ил. 44. Библиорг. 12 назв.
Темплан 2011 г. Изд. № ___. Ó Санкт-Петербургский государственный ISBN 978-5-9239-0142-9 лесотехнический университет (СПбГЛТУ), 2012
Введение
При проектировании лесных автомобильных дорог необходимо учитывать комплекс требований, среди которых важнейшими являются: обеспечение рационального транспортного освоения лесных территорий; повышение эффективности работы лесовозного транспорта, воспроизводство и охрана лесных ресурсов; экономия денежных и материальных ресурсов при строительстве и эксплуатации дорог с использованием местных дорожно-строительных материалов. Поиск проектного решения, в наибольшей степени отвечающего этим требованиям, является достаточно сложной задачей и связан с большими затратами труда высококвалифицированных специалистов. Повышение обоснованности и качества проектных решений при одновременном сокращении трудоемкости и сроков выполнения проектных работ достигается использованием информационных технологий и в частности САПР – систем автоматизированного проектирования (CAD – Computer Aided Design).
В данном пособии приводятся основные процедуры по автоматизированному проектированию автомобильных дорог на примере программного комплекса CREDO, который является широко используемым среди современных САПР автомобильных дорог, и обладает всеми необходимыми инструментальными средствами для полного цикла проектирования от обработки инженерных изысканий до оценки проектных решений.
1. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ лесных АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
1.1. Общие сведения
Система автоматизированного проектирования автомобильных дорог (САПР АД) представляет собой комплексную организационно-техническую систему, которая обеспечивает создание технологии проектно-изыскательских работ, позволяющей широко использовать ЭВМ и другие средства автоматизации с целью получения наилучших проектных решений в заданные сроки с минимальными трудозатратами [9].
|
|
|
Основными вопросами, решаемыми в САПР АД, являются:
§ выявление оптимального распределения функций между инженером-проектировщиком и ЭВМ в зависимости от стадии проектирования, типа и сложности объекта;
§ создание программного обеспечения для автоматизации вычислительных, чертежно-графических и других видов работ;
§ автоматизация получения и обработки исходной информации, в первую очередь топографической;
§ автоматизация чертежно-графических работ.
Большинство существующих систем автоматизированного проектирования автомобильных дорог базируются на одинаковых общесистемных принципах: информационного единства, системного единства, комплексности, совместимости, развития [9].
Существующие САПР автомобильных дорог включают, как правило, следующие уровни:
§ создание цифровых моделей местности зоны проектирования;
§ трассирование автомобильной дороги;
§ проектирование дорожных одежд;
§ проектирование искусственных сооружений;
§ проектирование продольного профиля;
§ проектирование поперечных профилей;
§ оценка проектных решений.
Наряду с САПР, в автоматизированном проектировании автомобильных дорог широко используются геоинформационные системы (ГИС). В дорожной отрасли ГИС используются для представления сети дорог на электронных картах, для анализа транспортного освоения районов, для получения оперативной информации по объектам дорожной сети. Наличие атрибутивной поддержки является наиболее важным при решении задач диагностики, паспортизации, инвентаризации, кадастра дорог. При проектировании дорог ГИС применяются для выбора наилучшего из возможных коридоров варьирования проектируемой трассы с учетом существующей цифровой модели местности (ЦММ).
При существующем сходстве и различиях между САПР и ГИС актуальным является интеграция информационных систем.
Рынок IT -технологий предлагает множество программных продуктов класса САПР, которые различаются между собой по комплексности, удобству интерфейса, соответствию сложившимся технологиям проектирования и пр. Выбор наиболее приемлемых программ для проектирования дорог целесообразен в пользу оптимального соотношения цены и качества, а также сертифицированной программной продукции.
1.2. Средства обеспечения систем автоматизированного проектирования
Системы автоматизированного проектирования базируются на компонентах технического, информационного, методического и организационного обеспечения.
Техническое обеспечение САПР представляет собой комплекс технологических средств, в состав которого входят ЭВМ с подключаемыми к ней внешними устройствами (мышь, принтер, графопостроитель, сканеры), фотограмметрические приборы для обработки аэрофотоснимков, топографических планов и карт с целью формирования цифровой модели местности, обеспечивающие автоматическую или полуавтоматическую запись результатов на носители памяти.
Программное обеспечение САПР АД является одним из важнейших ее элементов. Его подразделяют на общесистемное и прикладное.
В состав общесистемного программного обеспечения входят дисковые операционные системы (DOS), трансляторы для различных алгоритмических языков программирования, пакеты программ, например, AUTOCAD для выполнения чертежно-графических работ, стандартные программы и другие.
|
|
|
К прикладному программному обеспечению относятся программы, используемые для решения отдельных задач проектирования.
При разработке прикладных программ предусматриваются:
§ применение единых языков программирования;
§ использование стандартных программ;
§ унификация программ;
§ возможность контроля информации на всех этапах ее обработки;
§ возможность корректировки информации при ее обработке и хранении;
§ однократность ввода информации в компьютер;
§ организация обменов между запоминающими устройствами разных уровней;
§ возможность выдачи информации по запросу проектировщиков.
Отдельные программы объединяют в системы (модули). Несколько программ образуют систему, если они предназначены для решения определенной проблемы, соответствуют друг другу, и результаты расчетов по одной программе могут быть использованы в качестве исходных данных в других программах без их дополнительной обработки. Расчет с использованием системы программ производится в определенной последовательности, однако в случае необходимости из системы программ могут быть выбраны отдельные программы для решения конкретной задачи.
Так как комплексный характер процесса проектирования автомобильных дорог требует учета большого количества факторов, в САПР АД применяют единое информационное обеспечение, многократно используемое в расчетах.
В состав информационного обеспечения, предназначенного для хранения, систематизации и обработки большого объема исходных данных, промежуточных и окончательных результатов, а также другой информации, входят:
1. Сведения стабильного характера, используемые при проектировании, в том числе: материалы действующих нормативных документов (ГОСТов, строительных норм (СН), строительных норм и правил (СНиП), ведомственных строительных норм (ВСН); типовые проектные решения по сооружениям и элементам дорог, например, по земляному полотну, дорожной одежде, водопропускным трубам, мостам и т. п.). С изменением нормативных документов и типовых проектов информация, хранящаяся в ЭВМ, должна обновляться.
|
|
|
2. Сведения регионального характера, характеризующие особенности района проектирования в целом. К ним относятся, прежде всего, данные о рельефе и геологическом строении местности в виде ЦММ, карьерах и других источниках получения дорожно-строительных материалов, строительных организациях и др.
3. Сведения переменного характера, которые могут быть заданы до начала проектирования, а также получены в процессе проектирования как промежуточные и окончательные результаты расчетов по нескольким вариантам.
Методическое обеспечение САПР АД представлено нормативно- методическими документами, в которых излагается теория, методы, способы, алгоритмы, методические модели, методика проектирования дорог с использованием САПР АД.
Организационное обеспечение САПР АД включает в себя мероприятия, направленные на обеспечение максимального эффекта от использования САПР. К ним относятся: изменение организационной структуры проектной организации, ее отделов и подразделений, перераспределение некоторых функций между отделами; изменение технологии проектно-изыскательских работ; повышение квалификации проектировщиков, в первую очередь, с точки зрения практического использования САПР; повышение специализации труда. [9].
В настоящее время существует достаточно большое количество программных комплексов, используемых при автоматизированном проектировании автомобильных дорог. В России и других странах СНГ широко применяется программный комплекс КРЕДО, разработанный в Белоруссии научно-производственной компанией КРЕДО-ДИАЛОГ. Ряд ведущих дорожных проектных организаций, например, Союздорпроект, Гипродорнии, разработали, и продолжают совершенствовать собственные системы программ. Среди зарубежных программных комплексов для автоматизированного проектирования следует выделить комплексы, разработанные компаниями Softdesk, Intergraph Corporation, Eagle Point Software и др.
Приведем лишь некоторые из САПР автомобильных дорог:
§ САПР АД PLATEIA разрабатывается с начала 90-х годов словенской фирмой CGS (www.cgs.com), российским дистрибьютором, осуществляющим распространение и поддержку программы PLATEIA, является компания "Прин" (www.prin.ru).
§ Программа PYTHAGORAS бельгийской фирмы ADW Software. Поддержку русскоязычной версии программы PYTHAGORAS осуществляет компания Прин.
§ САПР АД MXRoad является одним из модулей семейства продуктов MX от фирмы Infrasoft (США). Помимо MXRoad в состав модулей входит система проектирования железных дорог и их инфраструктуры (MXRail), система планировки земельных участков под застройку (MXSite), система проектирования модернизации и ремонта улиц и дорог (MXRenew) и редактор подготовки проектной документации (MXDraw). Infrasoft в 2003 г. вошла в состав компании Bentley Systems, одного из мировых лидеров в разработке программ класса САПР и ГИС.
§ САПР АД GIP является программным продуктом одного из ведущих дорожных проектных институтов – ОАО Гипродорнии.
§ САПР АД Robur (www.topomatic.ru) разрабывается в научно-производственной фирме Топоматик (г. Санкт-Петербург). Реализованный на единой методологической основе, Robur обеспечивает решение комплекса дорожных задач от обработки материалов изысканий до выноса проекта в натуру. Robur имеет три рабочих окна: План, Профиль и Поперечник, что позволяет вести проектирование трассы как пространственного объекта.
§ САПР АД IndorCAD/Road (www.indorsoft.ru) развивается с начала 90-х годов. До 2003 г. система разрабатывалась в Инженерном дорожном центре "Индор" (г. Томск) и называлась ReCAD (по аббревиатуре слов РеКонструкция Автомобильных Дорог). На начальном этапе развития система ReCAD представляла собой исследовательскую систему, на которой отрабатывались новые подходы и алгоритмы автоматизированного проектирования автомобильных дорог. В 2001 г. была завершена разработка системы ReCAD 3-го поколения под управлением ОС Windows, которая была анонсирована и сертифицирована как программный продукт для массового применения. С этого времени система ReCAD широко применяется в производственной практике в России и в странах СНГ. В марте 2003 г. система ReCAD была передана для дальнейшего развития в специализированную фирму по разработке программного обеспечения "ИндорСофт. Инженерные сети и дороги", которая наряду с системами автоматизированного проектирования разрабатывает и геоинформационные системы. В этот период система ReCAD была переименована в систему IndorCAD/Road. IndorCAD, подобно MX, является ядром для целой линейки САПР объектов транспортного, промышленного и гражданского строительства, в которую помимо RoAD (Автомобильные дороги), также входят Topo (Топография), Rail (Железные дороги), Pipe (Трубопроводы), Site (Генеральные планы). Система автоматизированного проектирования автомобильных дорог IndorCAD/Road совместно с системой подготовки чертежей IndorDraw является универсальным программным комплексом по проектированию автомобильных и городских дорог.
§ САПР АД CREDO (www.credo-dialogue.com) развивается с 1989 г. в научно-производственном объединении (НПО) Кредо-Диалог (Минск). Изначально это был пакет программ по проектированию ремонта дорожных покрытий. Название этой системы проектирования сохранилась с тех времен по аббревиатуре слов: Капитальный РЕмонт Дорожных Одежд. Система с самого начала была ориентирована на эксплуатацию в производственных условиях, и получила широкое распространение ни только в дорожных проектных организациях, но и в организациях других отраслей, занимающихся проектированием линейно-протяженных объектов (нефтегазовая, электроэнергетическая), а также при проектировании генеральных планов в промышленном и гражданском строительстве. В 1999 г. Кредо-Диалог приступила к разработке системы CREDO 3-го поколения под управлением ОС Windows. Но вклад системы CREDO в проектирование дорог трудно переоценить, поскольку именно с этой системы во многих дорожных проектных организациях начался процесс комплексной автоматизации работ. А многие расчетные схемы и алгоритмы системы CREDO и сегодня оцениваются, как новаторские и взяты на вооружение другими разработчиками программных средств. [3]
1.3. Технология проектирования дорог с использованием САПР АД
Технология автоматизированного проектирования автомобильных дорог зависит от сочетания значительного количества факторов: особенностей имеющейся в проектной организации САПР АД; категории проектируемой дороги, ее протяженности; сложности природных условий в районе проектирования; стадии проектирования; особенностей материалов, полученных в результате изысканий.
Однако в большинстве случаев технология автоматизированного проектирования дорог основана на следующих положениях:
1. Предъявление информации о рельефе, иногда и о геологическом строении местности в виде цифровой (математической) модели, которую используют на всех этапах проектирования при разработке проектных решений по плану, продольному и поперечным профилям дороги, пересечениям дорог, искусственным сооружениям и др.
2. Четкая последовательность основных этапов проектирования, когда какой-либо вид работ может быть выполнен только после получения определенных проектных решений по ряду других элементов или сооружений дороги. Например, проектирование продольного профиля должно производиться после получения ЦММ, разработки варианта плана трассы, определения основных проектных решений по водопропускным сооружениям и транспортным развязкам, проектирование поперечных профилей и подсчет объемов земляных работ – после окончания проектирования продольного профиля.
3. Автоматизация расчетных, чертежно-графических работ и получения таблиц результатов на всех этапах проектирования.
4. Системное использование всех средств технологического обеспечения САПР АД.
5. Диалоговый режим взаимодействия инженера-проектировщика с ЭВМ при разработке проектных решений.
6. Использование программ, основанных на математических методах оптимизации проектных решений, или, при отсутствии таковых, многовариантная проработка проектных решений как в целом по дороге, так и по отдельным ее участкам и сооружениям.
7. Оценка проектных решений по комплексу количественных и качественных показателей (обеспечение видимости, вписывание в окружающий ландшафт, скорости движения, пропускная способность, безопасность движения, объемы работ, стоимостные показатели, эксплуатационные затраты, себестоимость перевозок, уровень отрицательного воздействия на окружающую среду, экономическая эффективность капитальных вложений) как на промежуточных, так и на окончательном этапе проектирования, их корректировка в случае необходимости. [9]
Применение САПР АД позволяет повысить качество проектных решений, уменьшить трудоемкость и сократить сроки выполнения проектных работ. По данным [14] при использовании систем автоматизированного проектирования сроки проектных работ сокращаются не менее чем на 20- 25% с соответствующим ростом производительного труда. При этом размеры капиталовложений в строительство автомобильных дорог и материалоемкость проектных решений оказываются на 10- 15 % меньше, чем эти же показатели, полученные при применении традиционной технологии.
1.4. Общая характеристика программного комплекса CREDO
Комплекс программных продуктов CREDO разрабатывается и распространяется, начиная с 1989 года. За время своего развития комплекс прошел путь от системы проектирования нового строительства и реконструкции автомобильных дорог (САПР Кредо) до многофункционального комплекса, обеспечивающего автоматизированную обработку инженерных изысканий, подготовку данных для землеустройства и различных геоинформационных систем, создание и инженерное использование цифровых моделей местности, проектирование объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства, разведки, добычи и транспортировки нефти и газа автоматизированное проектирование автомобильных дорог, создание и ведение крупномасштабных цифровых планов городов и промышленных предприятий, решение многих других инженерных задач.
В состав программного комплекса КРЕДО 2 поколения входят следующие основные части (подсистемы):
§ CREDO_DAT – система, обеспечивающая сбор и обработку топографической информации.
§ CREDO_TER – система создания и представления цифровой модели местности (ЦММ).
§ CREDO_GEO – система формирования математической пространственной модели геологического строения площадки или полосы изысканий.
§ CREDO_PRO – интерактивное проектирование горизонтальной планировки объектов промышленного, гражданского, автодорожного и железнодорожного строительства.
§ CREDO_MIX – решение задач проектирования горизонтальной и вертикальной планировки генеральных планов и транспортных сооружений.
§ CREDO_SR – система автоматизированной обработки геодезических данных при производстве разведочных работ геофизическими методами, требующими создания (привязки) геофизических профилей.
§ CAD_CREDO – система обработки линейных изысканий, проектирования нового строительства и реконструкции автомобильных дорог II-V категории. [1].
В состав системы CREDO 3-го поколения вошли 4 подсистемы (ТОПОПЛАН, ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ, ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН, ДОРОГИ) и ряд пакетов прикладных программ (проектирование индивидуальных знаков, расчет нежесткой дорожной одежды и др.).
В настоящее время комплекс CREDO состоит из нескольких крупных систем и ряда дополнительных задач, объединенных в технологическую линию обработки информации в процессе создания различных объектов от производства изысканий и проектирования до эксплуатации объекта. Каждая из систем комплекса позволяет не только автоматизировать обработку информации в различных областях (инженерно-геодезические, инженерно-геологические изыскания, проектирование и другие), но и сформировать единое информационное пространство, описывающее исходное состояние территории (модели рельефа, ситуации, геологического строения) и проектные решения создаваемого объекта [www.credo-dialogue.com].
Схема программного комплекса CREDO двух поколений представлена на рис. 1.1
Рис. 1.1. Схема программного комплекса CREDO
CREDO_DAT предназначена для автоматизации камеральной обработки инженерно-геодезических работ при инженерных изысканиях объектов промышленного и гражданского строительства, геодезического обеспечения строительства, кадастра. В состав данной системы включены следующие задачи:
§ импорт полученных с регистраторов тахеометров типов: Sokkia, Leica, Geodimeter, Nikon, Topkon, Zeiss, УОМЗ (2ТА5, 3TA5) и др.;
§ прямое чтение данных с прибора ЗТА5;
§ подготовка данных в традиционных ведомостях и журналах;
§ обработка измерений в сетях и тахеометрической съемке;
§ уравнивание методом наименьших квадратов линейно-угловых и высотных построений (сетей) любых объемов, форм, классов и методов (комбинации методов) создания;
§ уравнивание систем и ходов геометрического нивелирования;
§ анализ и поиск грубых ошибок в линейных и угловых измерениях и нивелировании;
§ различные преобразования прямоугольных и геодезических координат (широта и долгота);
§ выбор и назначение параметров эллипсоида, типа и номера зоны, учет ряда поправок при переходе на плоскость и поверхность относимости;
§ импорт и экспорт прямоугольных и геодезических координат в форматах пользователя, в том числе из текстовых файлов GPS-систем;
§ расчет для перенесения проектов в натуру;
§ создание каталогов и выдача их в принятой форме, вычерчивание схем планово-высотного обоснования;
§ выполнение широкого спектра расчетных геодезических задач, в том числе преобразований прямоугольных и геодезических координат (широта и долгота);
§ расчет площадей, формирование каталогов и схем при инвентаризации земель;
§ учет различных поправок (атмосферные, за кривизну земли и рефракцию, переход на поверхность относимости и другие);
§ учет используемой проекции (Гаусса-Крюгера, Меркатора, Кассини-Зольднера), уточнение параметров проекции и эллипсоида;
§ обработка линейных изысканий различных видов, формирование чертежей (продольных, поперечных профилей) и таблиц;
§ импорт и экспорт результатов обработки изысканий в открытом обменном формате комплекса CREDO, в настраиваемых форматах пользователя и в формате DXF.
CREDO_TER формирует цифровую модель местности (ЦММ), включающую в себя математическое представление поверхности (модель рельефа) и объектов на местности – зданий, дорог, коммуникаций и т.д. ЦММ является основой для проектирования площадных и линейных объектов. Использование ЦММ обеспечивает многовариантность проектирования и практически исключает необходимость проведения повторных полевых изысканий под новое или уточненное проектное решение.
Цифровая модель рельефа представляет собой сетку треугольников, которые строятся по зонам, выделяющим характерные участки поверхности. Цифровая модель ситуации формируется из плановых, линейных, точечных объектов. Семантическая информация об объектах местности выражается условными знаками и текстовой информацией. Библиотека и классификатор условных знаков открыты для дополнений и изменений в соответствии с запросами пользователя. Обеспечивается многослойность модели, что дает возможность совмещать существующую местность и проектные решения, представлять на ЦММ при помощи изолиний и условных знаков любую нетопографическую информацию.
Функции системы обеспечивают расчет объемов насыпи и выемки в произвольном контуре, по сетке квадратов или с привязкой к пикетажу трассы, что позволяет определять объемы выполненных земляных работ по исполнительным съемкам, рассчитать проектные объемы работ и т.д.
Кроме этого, система CREDO TER предоставляет пользователю возможность создавать (укладывать), импортировать и редактировать любое количество трасс простой конфигурации, состоящих из прямых, круговых и полных переходных кривых. Данные по таким трассам (продольные и поперечные профили) экспортируются в системы автоматизированного проектирования линейных сооружений. Экспорт осуществляется в системы проектирования автомобильных дорог (CAD CREDO, ГИП, DROGA), проектирования водопровода и канализации (КасКад), проектирования газо-и нефтепроводов GAZNET, а так же в формат DXF для вывода чертежей продольного и поперечных профилей на чертеж.
Выходные результаты можно представить в виде чертежей (DXF файлов), ведомостей и таблиц и экспортировать в 3D DXF формате или в ASCII кодах.
CREDO_GEO – формирует математическую пространственную модель геологического строения площадки или полосы по уникальной методике, позволяющей одновременно строить и корректировать большое число вертикальных инженерно-геологических разрезов произвольной топологии. Пользователю предоставляется возможность определять характер выклинивания слоев, разрывать или соединять слои одного типа грунта между различными скважинами.
Исходными данными для модели являются: список грунтов, выявленных на площадке, данные по исходным выработкам (литология, консистенция, уровни грунтовых вод, опробование). Дополнительными, но не обязательными, являются данные по ЦММ, подготовленные в системе CREDO TER, и данные по геометрии объекта из системы CREDO PRO. При наличии цифровой модели рельефа корректировка дневной поверхности инженерно-геологических разрезов производится автоматически. При наличии геометрии объекта возможно построение разрезов по запроектированным трассам и поперечным сечениям. Результатами работы системы являются:
§ объемная модель геологических слоев на площадке, позволяющая получать и редактировать инженерно-геологические разрезы любой конфигурации и сложности;
§ рассчитанные площади литологических слоев построенных разрезов;
§ чертежи инженерно-геологических разрезов и экспорт в формате DXF;
§ чертежи литологических колонок и интерполированных выработок в произвольной точке, составленные в соответствии с требованиями действующих инструкций, экспорт в формате DXF;
§ совместно с системой CREDO TER построение плана опробования в изолиниях;
§ экспорт данных по геологии в систему CAD CREDO для дальнейшего использования;
§ экспорт данных по геологии в другие системы через файлы открытого обменного формата.
CREDO_PRO – предназначена для интерактивного проектирования в плане объектов промышленного, гражданского, автодорожного и железнодорожного строительства. Такими объектами могут быть городские улицы и дороги; автомобильные дороги общего пользования; железные, промышленные и лесовозные дороги; трубопроводы, генпланы гражданских и промышленных объектов; городской микрорайон, аэродром и другие.
Геометрическая модель проектируемого объекта представляется системой полилиний, определенных на плоскости или в пространстве. Построение можно начинать на точках Цифровой Модели Местности, по растровой подложке, на точках с конкретными координатами. Вы можете подгружать объекты, созданные в других системах, или из библиотек блоков.
На базовых геометрических элементах вы сможете создавать "трассы" – части или целые объекты. Это оси, контуры сооружений, границы участков, границы застройки, красные линии и т.д. Система предлагает несколько методов создания трасс:
§ указание непрерывной цепочки сопряженных или пересекающихся элементов;
§ построение трассы с одновременным созданием образующих ее элементов;
§ эквидистантный перенос созданной трассы;
§ импорт трассы из других проектирующих систем.
При проектировании автомобильных дорог для каждого проектного решения можно сделать оценку по актуальным критериям функционирования объекта, например, сделать детальный расчет параметров уширения для внутренней и внешней полосы движения, получить рекомендации по обеспечению безопасности движения и другие. Для выноса проекта в натуру рассчитываются прямоугольные и полярные координаты от пунктов и сторон планово-высотного обоснования.
Система CREDO MIX предназначена для решения задач проектирования генеральных планов предприятий, транспортных сооружений и жилищно-гражданских объектов:
§ горизонтальной и вертикальной планировки;
§ детальной планировки;
§ планов инженерных коммуникаций, озеленения, благоустройства;
§ автомобильных, железных дорог и др. транспортных сооружений;
§ ведение генеральных планов, дежурных планов красных линий и застройки.
Основная особенность этой системы – возможность точного аналитического расчета сложных геометрических построений в сочетании с интерактивной графикой и работой на цифровой модели местности. Это существенно расширяет возможности и ускоряет работу проектировщика, позволяет точно, качественно и эффективно проектировать промышленные и гражданские объекты, автомобильные и железные дороги.
CREDO_SR предназначена для автоматизации обработки геодезических данных при производстве разведочных работ геофизическими методами, требующими создания (привязки) геофизических профилей.
Система CAD_CREDO предназначена для комплексного решения основных задач проектирования нового строительства и реконструкции автомобильных дорог II-V технических категорий. CAD_CREDO обеспечивает процесс проектирования от обработки материалов изысканий до получения проектной документации. Применение системы эффективно в любых организациях, занимающихся изысканиями и выпуском проектов автомобильных дорог или обучением специалистов-изыскателей и дорожников.
Основные функции системы CAD_CREDO:
§ Проектирование продольного профиля методом сплайн-интерполяции опорных точек или методом динамической оптимизации. Обеспечивается корректировка профиля в интерактивном режиме, сохранение и сравнение вариантов.
§ Проектирование поперечных профилей земляного полотна и продольного водоотвода.
§ Оценка устойчивости откосов земляного полотна.
§ Расчет осадки насыпи на слабом основании.
§ Проектирование выравнивания продольного и поперечного профилей при реконструкции (усилении дорожной одежды) дороги, расчет бъемов выравнивающих слоев.
§ Конструирование и прочностной расчет дорожных одежд нежесткого типа.
§ Расчет объемов земляных и планировочных работ, расчет объемов работ по дорожной одежде.
§ Транспортно-эксплуатационная и экологическая оценка проекта. Оценивается стоимость перевозок, скорость движения, расход топлива, безопасность, объемы токсичных выбросов. Проектирование экологических мероприятий по снижению влияния шума и токсичных выбросов.
§ Создание и просмотр перспективных изображений проектируемой дороги в статическом и динамическом режиме.
§ Гидравлический расчет труб и малых мостов.
§ Гидравлический расчет водоотводных устройств.
§ Проектирование водоотводных устройств.
§ Оценка загрязнения водной среды.
§ Проектирование индивидуальных дорожных знаков
1.5. Интерфейс CREDO
Все модули комплекса CREDO работают под управлением единой задачи, пункты меню которой включают перечень всех систем комплекса.
Основное меню комплекса CREDO зависит от поставляемой версии и для наиболее полного состава систем поставки выглядит следующим образом:
| Геодезические работы | CREDO_DAT |
| Цифровая модель местности | CREDO_TER |
| Объемная геологическая модель | CREDO_GEO |
| Геометрическое проектирование | CREDO_PRO |
| Цифровая модель проекта | CREDO_MIX |
| Проектирование автодороги | CAD_CREDO |
| Утилиты | |
| Выход из системы |
Все данные каждого проектируемого объекта должны находиться в отдельном каталоге. Система работает по принципу: "один каталог – один объект"
Управляющая программа CREDO позволяет использовать два способа задания каталогов для проектов:
«Выбор по дереву» из списка дисков и каталогов, начиная от текущего. Переход от окна к окну – по клавише "Tab " или с помощью мыши, выбор нужного каталога – по "0А".
«Выбор из списка». Система "просматривает" все каталоги на всех дисках и предлагает Пользователю список объектов, обработанных комплексом CREDO. Можно также задать новый каталог для объекта. Эта функция будет работать только в том случае, если Пользователь регистрировался в пункте меню "Карточка объекта" для линейных изысканий или проектирования дорог.
Интерфейс CREDO использует стандартизированные компоненты CUA (Common User Access): кнопочное меню функций и операций, панели ввода и диалога, всплывающие окна и т.д.
Основным средством общения с подсистемами CREDO является курсор – специальный символ на экране, указывающий, где должна проходить та или иная операция обработки информации. В различных областях экрана курсор имеет разный вид. В панелях управления рабочим и навигационным окнами, в области кнопочного меню он имеет вид стрелки. В области рабочего окна в зависимости от действий курсор может быть в виде: простого перекрестия или перекрестия с окружностью, ограничивающей зону действия. Изменять зону действия курсора (диаметр окружности) можно с помощью соответствующей кнопки, или процедуры “Параметры”, или комбинации клавишей “Ctrl” +”Z”.
Управление курсором может осуществляться с помощью мыши или клавиатуры. При управлении клавишами-стрелками курсор передвигается в среднем через 15 пикселей. Комбинация клавиши “Shift” и клавиши-стрелки позволяет передвигать курсор попиксельно. Точно такого же результата можно добиться при управлении курсором мышью.
Точное позицирование курсора в точку с заданными координатами достигается нажатием клавиши “F7” с указанием требуемых координат в появляющейся панели запросов. При определении положения объектов используется один из 2 режимов. В режиме “Указание” курсор имеет вид простого перекрестья; при этом привязка объекта происходит точно в перекрестии после нажатия левой клавиши мыши. В режиме “Захват” курсор имеет вид перекрестья с окружностью. Привязка происходит к точке, попавшей в зону захвата курсора, независимо от того, совмещена точка с перекрестием курсора или нет. При попадании в зону захвата нескольких точек в объект включается точка, ближайшая к перекрестью. Для захвата линии достаточно, чтобы в зону захвата попала ее часть. Захват осуществляется после нажатия левой клавиши мыши, отказ от захвата - после нажатия правой клавиши мыши. Переход от одного режима захвата к другому происходит с помощью клавиши “Пробел”.
2. Технология автоматизированного проектирования с использованием программного комплекса credo
Технология проектирования автомобильных дорог зависит от сочетания значительного числа факторов, среди которых следует, в первую очередь, выделить:
§ стадию проектирования (экономическое обоснование, инженерный проект, рабочая документация);
§ категорию дороги и ее административно-хозяйственное значение;
§ природные особенности района проектирования, прежде всего, рельеф, климат, геологические, гидрологические и гидрогеологические условия;
§ вид проектируемого объекта и его протяженность;
§ вид, объем, качество и форму представления материалов технических изысканий;
§ особенности трассирования дороги (проложение по новому направлению или использование существующей дороги);
§ экологические особенности района проложения дороги.
Программный комплекс CREDO может быть использован на любой стадии проектирования независимо от категории дороги и особенностей района проектирования. Однако следует учитывать ограничения, связанные с протяженностью дороги: количество точек продольного профиля не должно превышать 500; количество углов поворота в плане - 30. При превышении этих значений дорогу приходится разбивать на отдельные участки, отвечающие приведенным выше условиям.
Технология автоматизированного проектирования с использованием САПР CREDO предусматривает:
§ создание цифровой модели местности для территории возможного проложения вариантов дороги;
§ автоматизированное проектирование плана трассы, продольного и поперечных профилей дороги, пересечений с другими дорогами, мостов, труб и других искусственных сооружений, подсчет объемов работ, оценку проектных решений;
§ автоматизацию на всех этапах проектирования расчетных, чертежно-графических и оформительских работ;
§ диалоговый режим взаимодействия инженера-проектировщика с ЭВМ;
§ использование методов математического моделирования (моделирование рельефа и геологического строения местности, положения дороги в пространстве, работы грунтов в основании земляного полотна, работы водопропускных сооружений, движения одиночных автомобилей и транспортных потоков и т.п.);
§ использование математических методов оптимизации проектных решений (проектирование оптимального продольного профиля, расчет оптимальной конструкции дорожной одежды и др.);
§ возможность проработки и корректировки на любом этапе проектирования нескольких вариантов проектных решений;
§ оценку качества проектных решений по комплексу показателей: объемы и стоимость строительных работ, транспортно-эксплуатационные качества дороги, безопасность движения, уровни неблагоприятного воздействия на окружающую среду.
При автоматизированном проектировании каждого из вариантов дороги с использованием программного комплекса CREDO целесообразна следующая последовательность работ:
§ составление цифровой модели местности;
§ изготовление топографических планов;
§ проектирование плана трассы;
§ расчет и проектирование водопропускных сооружений;
§ расчет и проектирование дорожной одежды;
§ проектирование продольного профиля дороги;
§ проектирование поперечных профилей дороги;
§ проектирование дорожного водоотвода;
§ просмотр перспективных изображений дороги;
§ проектирование пересечений дорог;
§ подсчет объемов работ;
§ распределение земляных масс;
§ оценка проектных решений;
§ проектирование экологических мероприятий;
§ проектирование элементов инженерного оборудования дороги;
§ определение стоимости строительства;
§ оформление проектной документации.
На любом из этапов проектирования возможна корректировка проектного решения, что может потребовать возвращения к предыдущим этапам.
При вариантном проектировании дороги проектное решение по каждому из них разрабатывается по приведенной выше схеме. После этого, используя полученные для каждого варианта технико-экономические, транспортно-эксплуатационные и экологические показатели, выбирают наиболее выгодный из них. [9]
2.1. Цифровая модель местности
При автоматизированном проектировании автомобильных дорог основным источником информации о местности служат цифровые модели местности (ЦММ). Составными частями цифровой модели местности являются: цифровые модели рельефа местности, цифровые модели ситуации, цифровые модели геологического и гидрогеологического строения местности, цифровые модели распределения экологических параметров на местности и др. Цифровые модели местности могут быть регулярными, нерегулярными, статистическими [14].
Основной объем данных для формирования цифровой модели местности (ЦММ) и проектирования на ней различного рода объектов приходит из CREDO DAT, CAD CREDO и других систем сбора и обработки топографической информации. Эти данные поступают через открытый обменный формат (ООФ) и могут содержать всю необходимую информацию для полного автоматизированногопостроения ЦММ.
Различают цифровые модели рельефа местности (ЦМР), ситуации (ЦМС) и объемные геологические модели местности (ОГМ). Цифровая модель рельефа – это множество треугольных граней, построенных на точках (вершинах граней) с координатами X,Y,Z. Построенное множество треугольных граней названо триангуляцией. Множество треугольников аппроксимирует участки различных поверхностей (естественные и спланированные поверхности земли, искусственные покрытия, поверхности отдельных геологических слоев и др.).
Алгоритм формирования ЦМР использует информацию о Точках, Структурных линиях и Контурах рельефа (рис. 2.1).
Точка ЦМР имеет три координаты: X,Y,Z. Точки могут быть рельефными или рельефно-ситуационными.
Структурная линия – линия, соединяющая существующие или вновь построенные точки ЦМР и однозначно определяющая триангулирование участка поверхности.
Система CREDO TER позволяет отображать рельеф в пределах соответствующего контура различными видами горизонталей:
§ аппроксимационными и линейно-интерполяционными сплайнами: естественные поверхности,
§ прямыми линейно-интерполированными: антропогенные формы рельефа.
В пределах контура можно проводить дополнительные горизонтали и менять шаг горизонталей.
В некоторых случаях рельеф можно не отображать горизонталями, например, искусственные покрытия, водоемы и т.п.
Обрывы и откосы отображаются в отдельном контуре соответствующим условным знаком.
Участок поверхности, аппроксимируемый множеством треугольных граней, ограничен контуром. Контур – это замкнутая не пересекающаяся ломаная линия. В ЦМР реальных объектов, как правило, может быть много контуров. Контур рельефа — участок поверхности, имеющий, однородный рельеф. Это позволяет выделять формы рельефа, на границах которых горизонтали ломаются, сдвигаются или обрываются:
§ обрывы,
§ ямы,
§ откосы выемок и насыпей,
§ водоемы,
§ карьеры,
§ поверхности с искусственным покрытием и т. д.
Рис 2.1. Элементы цифровой модели рельефа
Однозначность создания ЦМР при построении контуров обеспечивается их различным взаиморасположением:
§ пересекающиеся контуры,
§ смежные контуры,
§ внутренние контуры, касающиеся или не касающиеся внешнего контура.
Цифровая модель ситуации представляет собой систему элементов ситуации как множество условных знаков на плане, которыми отображается разнообразная топографическая информация. Как правило, в системе CREDO TER ЦМС формируется на основе рельефных и ситуационных точек. Элементы ЦМС отображаются масштабными и внемасштабными условными знаками в соответствии с требованиями к топографическим планам [4, 13]. Система элементов ЦМС включает площадные, линейные и точечные объекты (рис. 2.2).
Рис 2.2 Элементы цифровой модели ситации
Площадной объект - участок поверхности, ограниченный ситуационным контуром и заполняемый масштабным условным знаком (лес, сельхозугодие, здание и т.п.). Линия контура отображается соответствующим условным знаком, а площадь контура выделяется цветом и условными знаками заполнения.
Линейный объект — прямая или ломаная линия с внемасштабно выражающейся шириной и отображаемая соответствующим условным знаком (ЛЭП, ограждения, границы и т.п.).
Точечный объект — точка с внемасштабным условным знаком (опора ЛЭП, репер, памятник т.п.).
Объемная геологическая модель местности – информационная система, описывающая геологическое строение площадки или полосы изысканий. Под геологическим строением площадки в системе CREDO_GEO понимается совокупность геологической информации по любой точке, находящейся внутри некоторой части пространства, называемой геологическим пространством площадки. Геологическое пространство распологается между поверхностью рельефа и и поверхностью изученности площадки по глубине и не ограничено размерами в плане.
Поверхность рельефа определяется данными по цифровой модели рельефа (ЦМР), создаваемыми в системах CREDO_TER и CREDO_MIX и используемыми в системе CREDO_GEO. При отсутствии данных по ЦМР поверхность рельефа принимается по поверхностям кровли верхних литологических слоев на площадке. Поверхность изученности площадки по глубине создается на основе данных по глубинам литологических колонок исходных выработок, состоит из поверхностей подошв нижних слоев и может корректироваться Пользователем.
При проектировании на основе ЦММ Пользователь создает модели различных объектов: площадных, линейных и точечных, а также трассы линейных сооружений.
Трасса линейного сооружения строится в виде ломаной линии опорного хода, которую в дальнейшем можно перестраивать различными методами с добавлением и удалением вершин углов, а в углы поворота вписывать простые и составные кривые (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Трасса линейного сооружения на основе ЦММ
Объект проектирования может состоять из одной трассы или компоноваться из нескольких трасс разной конфигурации. В одном каталоге на одной и той же ЦММ можно проектировать несколько объектов. По трассам можно выполнять продольные и поперечные разрезы. Продольный разрез проводится по трассе, а поперечный - по нормали к ней. Продольный и поперечный разрез можно просматривать для анализа размещения объекта проектирования на земной поверхности и относительно других объектов на местности.
2.2. Последовательность создания цифровой модели местности в CREDO TER
2.2.1. Исходные данные для построения ЦММ
Основной объем информации для формирования ЦММ приходит извне: из системы CREDO_DAT и других систем сбора топографической информации. Минимально необходимым набором данных является массив точек с координатами X,Y,Z. На этой основе при помощи мощного интерактивного графического аппарата строятся точечные, площадные и линейные топографические объекты, создается и отображается модель рельефа.
Возможности Открытого Обменного Формата (ООФ), через который поступают данные, позволяют принять в CREDO_TER практически всю информацию для полного автоматизированного построения ЦММ.
Данные для работы системы CREDO_TER формируются:
По полевым съемочным материалам:
§ при вводе информации в текстовых или специальных табличных редакторах при обработке результатов традиционной съемки с записью в полевых журналах в CREDO_DAT (тахеометрическая съемка, планово-высотное обоснование, землеустроительные расчеты, линейные изыскания);
§ при обработке в CREDO_DAT информации с электронных регистраторов и информации, полученной oт GPS систем.
С использованием существующих картографических материалов или аэроснимков:
§ по результатам стереофотограмметрической обработки снимков (например, система ВНИМИ, СПБ, PHOTOMOD);
§ при дигитализации картографического материала ( ГРАФИТ-СПБи другие пользовательские системы);
§ при векторизации и дигитализации отсканированного отображения системами Пользователя;
§ при импорте проектных моделей из CAD_CREDO и CREDO_PRO;
§ при дигитализации непосредственно в CREDOTER по векторным (DXF) и растровым (BMP) подложкам.
Группа задач "Импорт, экспорт, конвертация данных" обеспечивает связь системы CREDO_TER с другими модулями комплекса CREDO и внешними системами. Под внешними системами подразумеваются системы векторизации сканированных изображений, дигитализации; обработки аэрофотосъемки (например, PHOTOMOD); формирующие ЦММ (например MOSS, INTERGRAPH и другие), CAD-системы, которые могут использовать данные CREDOTER. Кроме этого, конвертируются в форматы CREDO: файлы DXF, содержащие информацию о ЦММ; файлы, полученные с полевых регистраторов, GPS-систем, электронных теодолитов, которые содержат координаты, полученные в поле, и информацию о точках.
Обмен данными происходит через открытый обменный текстовый формат (ООФ). В каждой группе данных ООФ состоит из 3-х текстовых файлов с общим собственным именем и стандартными расширениями:
§ ТОР - содержит метрику (X, Y, Z точек) и характеристики точечных объектов;
§ ABR — содержит описание связи (соединения точек линиями) и характеристики образуемых линейных или площадных объектов;
§ TRG — содержит описание сетки треугольников, моделирующих поверхность (рельеф).
2.2.2. Создание каталога и запуск подсистемы CREDO_TER
В первую очередь необходимо создать каталог для проектируемого объекта, так как вся информация по нему должна находиться в отдельном каталоге.
После запуска системы CREDO на экране появляется основное меню системы, в котором выбирается пункт «Утилиты». Затем на экране возникает подменю для выбора или задания каталога, что может быть выполнено с использованием «дерева» или списка каталогов. Система «просматривает» все каталоги на всех дисках и предлагает пользователю список объектов. В этот список вводится имя нового каталога для проектируемого объекта или в случае продолжения работы выбирается имя существующего каталога.
При возвращении в основное меню в нем необходимо выбрать пункт «Цифровая модель местности». После его активизации появляется подменю, в котором, если информация должна поступать от внешних систем, необходимо воспользоваться первой строкой, содержащей функции, обеспечивающие обмен данными между внешними системами и CREDO TER через ООФ.
При непосредственном вводе с клавиатуры координат точек, используемых для создания ЦММ, следует активизировать в подменю пункт «Цифровая модель местности», после чего пользователь входит в рабочую среду CREDO TER.
Необходимым этапом разработки объекта является заполнение карточки объекта. Для этого после выбора в рабочей среде (рис.2.4) с помощью горизонтальных кнопок управления процедуры «Данные» в выпадающем меню функций необходимо активизировать функцию «Карточка объекта» и в появившееся диалоговое окно ввести данные об имени объекта, масштабе и др.
Рис. 2.4. Рабочая среда CREDO_TER
Величина масштаба съемки в карточке объекта имеет существенное значение: масштаб определяет характер разбиения на планшеты (картографические листы), шаг координатной сетки, размер условных знаков, высоту надписей и цифр, отображаемых на экране при включенном параметре масштабирования надписей (см. «Настройка /Параметры ввода/вывода»). Обратите внимание на зависимость отображения текстов, размеров, условных знаков на одном и том же объекте при одном и том же масштабе изображения объекта в рабочем окне, но при разных масштабах съемки.
2.2.3. Подгрузка дополнительных данных
Функция позволяет подгружать данные следующих типов:
§ результаты обработки планово-высотного обоснования в системе CREDODAT (файлы типа КАТ);
§ файлы типа ТОР, представляющие собой простейший текстовый формат данных по точкам;
§ результаты обработки тахеометрической съемки в CRED_DAT (тахеометрия в линейных изысканиях);
§ созданную в других программных продуктах поверхность в виде треугольников;
§ данные по геологии, полученные в CREDO_GEO, для более быстрого вывода на экран при просмотре разрезов.
Рекомендуется использовать подгрузку данных непосредственно из файлов типа ТОР и файлов системы CREDO_DAT в том случае, когда необходимо подгрузить только точки. В остальных случаях следует использовать возможности обменного формата, который обеспечивает полноту передаваемой информации. Так, например при подгрузке результатов тахеометрической съемки из файлов CREDO_DAT передается информация только по точкам. После конвертации этих же результатов в обменный формат в CREDO_TER будет передана информация по всем топографическим объектам, закодированным при съемке.
При подгрузке проекта подгружаются данные проектирования из систем CREDO_PRO, CAD_CREDO и геометрические данные (планы) трасс, запроектированные в CREDO_TER. Выполнение функции обязательно перед действиями в процедуре «Трасса». Первичная подгрузка плана трассы из системы CAD–CREDO осуществляется только операцией «Импорт».
Существующие картографические материалы используются в CREDO_TER в виде векторных (DXF) и растровых (BMP) подложек. С помощью функций CREDO_TER по подложкам эффективно осуществляется дигитализация, то есть формирование ЦММ на всей площади подложки или необходимых участках. Подложки представляют собой неактивный слой и служат для ориентирования и получения необходимой информации.
2.2.4. Создание рельефа местности
Для ввода координат точек вызываются процедура «Рельеф», функция “Точка”, операция “Создать”. Точки можно создавать, удалять, работать с группой точек, получать информацию о существующих точках. Точку создают либо по местоположению курсора, либо после задания ее координат, либо при захвате точек геометрии.
В первом случае нажмите левую клавишу мыши. После этого появится окно запроса:
Рис. 2.5. Окно запроса при создании точки по местоположению
Можно скорректировать высоту и определить тип (основная или дополнительная) создаваемой точки. Если нет необходимости изменять тип точки, после ввода высоты, нажмите "Enter". При создании последующих точек тип точек в окне запроса будет автоматически установлен в соответствии с типом последней созданной точки.
Во втором случае нажмите клавишу "F7" или вертикальную графическую кнопку. Затем в диалоговом окне введите координаты X,Y, нажмите клавишу "Tab", после чего активизируется клавиша "Ок". Наконец, дважды нажмите клавишу "Enter" и в окне запроса введите отметку поверхности в создаваемой точке или уточните ее, если ЦМР на данном участке уже создана.
При наличии в объекте активной трассы ("Трасса \ Создать/Эспорт \Активная") после нажатия клавиши "F7" появится возможность создать точку относительно этой трассы, если курсор проецировался на нее.
В третьем случае необходимо перевести курсор в режим "Захват". После захвата точки геометрии (например, принадлежащей трассе или геометрическим элементам, созданным в системе CREDOPRO) появляется окно запроса, в котором, при наличии в активном слое ЦММ созданной поверхности, появляется интерполированная отметка. Если поверхность отсутствует, то отметка нулевая. Можно зафиксировать создаваемую точку с предлагаемой отметкой или ввести новое значение.
Операция «Точки по сплайну» позволяет создавать дополнительные точки рельефа, располагая их по сплайну. Создание точек по сплайну рекомендуется, в основном, при дигитализации подложек, если рельеф моделируется по горизонталям подложки, которые чаще всего хорошо описываются сплайнами.
После ввода всех точек необходимо перейти к созданию одного или нескольких контуров рельефа, с помощью которых выделяются участки поверхности, имеющие однородный рельеф. Допускается делать контур внутри других контуров. Отдельные контуры создаются для поверхностей, границы которых представляют собой изломы или сдвиги рельефа (откосы, обрывы, ямы и т.п.).
Функция «Структурная линия» позволяет строить, перестраивать, удалять структурные линии для однозначного определения характерных форм рельефа – лощин (тальвегов) и хребтов (водоразделов). Построение структурных линий – часть процесса создания или редактирования ЦМР. Иногда это необходимо для обеспечения однозначности и повышения достоверности ЦМР в тех случаях, когда недостаточно только одних точек, как результатов съемки. Это такие ситуации, когда требуется использовать дополнительную полевую информацию о характерных формах рельефа, отраженную, например, в абрисах полевых журналов, в кодах электронных регистраторов и т.д.
Создать структурную линию можно:
1. на существующих точках (курсор в режиме "Захват"),
2. одновременно создавая точки и задавая или уточняя высоту (курсор в режиме "Указание").
Заканчивают построение повторным захватом последней точки структурной линии, то есть двойным нажатием левой клавиши мыши на последней точке.
Структурную линию можно корректировать, изменяя ее опирание на точки, разрывать на несколько, объединять, удалять, выполнять проверки корректности построений и пересечений структурных линий. Также можно строить плавную структурную линию по сплайну, близкую к линии естественного рельефа. В процессе такого построения создаются не только опорные точки структурной линии, но и дополнительные, расположенные по сплайну. Их отметки линейно интерполируются между опорными точками с известными или задаваемыми отметками. Плавность сплайна устанавливают в "Настройка Шараметры ввода/вывода Шлавность горизонталей", указывая количество узлов в сплайне. Операция используется при дигитализации поверхности по растровой подложке для выделения тальвегов, водоразделов, других характерных форм рельефа.
Для создания контура рельефа используются процедура “Рельеф”, функция “Контур рельефа”, операция “Создать”. Рекомендуемая очередность создания контуров рельефа: от мелких и внутренних контуров – к более крупным и внешним.
Способы создания контура:
1. на существующих точках (курсор в режиме "Захват");
2. с одновременным созданием точек в процессе построения контура (курсор в режиме "Указание");
3. комбинацией первого и второго способа;
4. с использованием линий существующих построений: контуров рельефа, структурных линий, линейных и площадных объектов, построенных на рельефных точках.
Заканчивают построение замыканием контура, то есть захватом точки, с которой начиналось построение. В любой момент построения правой клавишей мыши или клавишей "Esc" можно отказаться от текущего шага или, последовательно нажимая правую клавишу, вернуться к началу построения контура.
Контуры можно изменять, удалять и выполнять контроль. Если контуры изменяются или пересекаются новыми, то поверхности внутри этих контуров обычно исчезают, так как именно стороны контура являются основой триангулирования. Операция «Восстановить поверхность» позволяет восстановить утраченные поверхности, то есть триангуляцию в контуре и отображение поверхности горизонталями. Поверхность не всегда отображается на откосах и обрывах, так как после изменения контура остается неопределенность с положением верха и низа откоса (обрыва). Эта операция так же используется после конвертации ASCII-файлов (ООФ) в ЦММ, если они содержали информацию о созданной поверхности, которая в этом случае исчезает.
Только после того, как были созданы контуры рельефа можно приступать к созданию рельефа участка поверхности. Для создания и отображения рельефа участка местности, выделенного контуром, а также просмотра разрезов по заданным направлениям следует воспользоваться функцией “Поверхность”, операцией “Создать”. После их вызова, установки курсора внутри выбранного контура и нажатия левой клавиши мыши программа проверяет возможность построения поверхности, и строит триангуляцию в пределах выбранного контура. После этого следует запрос о виде отображения поверхности, предлагающий следующие варианты:
Рис. 2.6. Окно вид поверхности
Горизонтали в виде ломаных линий целесообразно применять для отображения искусственно созданных поверхностей: проезжей части и обочин дорог, различного вида планировок. Для естественного рельефа используются интерполяционные или сглаживаемые сплайнами, аппроксимационные горизонтали, которые выглядят более плавными по сравнению с интерполяционными. Однако, если последние проводятся точно через узлы интерполяции, то аппроксимационные горизонтали могут отходить от узлов интерполяции; при этом погрешность может достигать до 1/4 сечения горизонталей. После выбора вида горизонталей, установки курсора внутри контура и нажатия левой клавиши мыши в рабочем окне возникает изображение поверхности с помощью горизонталей.
Для отображения откоса необходимо выделить линию верха откоса. Для этого курсором в режиме “захват” показываются начальная и конечная точки верха откоса. В связи с тем, что две точки многоугольного контура можно соединить двумя путями, линию верха откоса определяют движением курсора поперек воображаемой линии, соединяющей начальную и конечную точки. После нажатия левой клавиши мыши происходит построение штрихов откоса. Если они выглядят неудачно, можно внести исправления, используя операцию “Штрихи откоса”.
Построение обрывов аналогично построению откосов. Для замены линии контура по низу обрыва на точки следует использовать операцию “Изменить” функции “Контур рельефа”.
Для анализа рельефа предусмотрены два способа построения разреза: по любой ломаной линии, проведенной на сформированной поверхности, и просмотр рельефа в трехмерной перспективе.
При построении разреза используется операция “Разрез“ функции “Поверхность”. Курсором и левой клавишей мыши фиксируются точки линии разреза. Для завершения ее построения следует дважды нажать клавишу мыши. После этого на экране появляется изображение разреза поверхности земли по заданной линии.
2.2.4. Создание цифровой модели ситуации
Создание цифровой модели ситуации производится с использованием процедуры “Ситуация”. Площадные объекты ограничивают ломаным контуром, который может отображаться условным знаком линии контура и условными знаками заполнения. В одном контуре возможно применение до 3 видов условных знаков. Построение линии контура осуществляется с помощью операции “Создать” функции “Площадные объекты”. Создать контур можно одним из 3 способов: 1) на существующих точках (курсор в режиме “Захват”); 2) при одновременном создании точек (курсор в режиме “Указание”); 3) с использованием ранее построенных линий (контуров рельефа, структурных линий, линейных объектов сит
