Автоматизированные технологии в инженерных изысканиях

Автоматизированные технологии в инженерных изысканиях . Капстроительтво 2002 №5 C. 50-52


Современные требования к качеству проектирования и оперативности принятия проектных решений требуют применения высокоэффективных технологий на всех стадиях создания проекта, включая все этапы инженерных изысканий. Два ключевых момента определяют эти требования - необходимость вариантного проектирования с быстрой детальной проработкой, экономической и экологической оценкой вариантов проектных решений и организация сквозной технологии проектирования на основе единого набора данных для всех элементов технологической цепочки и разделов проекта от изысканий до проекта.

Оба этих момента реализуются на основе цифрового моделирования как в системах обработки изысканий, так и в системах автоматизированного проектирования.

Причем максимальная эффективность достигается при полноценном внедрении автоматизированных технологий, начиная от применения современных технических средств сбора и обработки топографической информации. Сегодня на рынке Украины уже имеется достаточно большой выбор таких технических средств, с которыми мы планируем более подробно ознакомить наших читателей в дальнейших выпусках журнала в рамках данной темы.

С развитием геодезии, программного обеспечения, новой геодезической техники, автоматизируется процесс камеральных работ, инженерно-геодезических работ при инженерных изысканиях объектов промышленного и гражданского строительства, геодезического обеспечения строительства, кадастра.

В 1989 году на рынке появились программные продукты CREDO. Сегодня в 25 странах мира более 1200 организаций используют около 7000 лицензий этого комплекса.

Программный комплекс CREDO представляет собой технологическую линию автоматизированной обработки информации, возникающей в процессе инженерного преобразования среды обитания человека.

Обработка материалов инженерных изысканий, проектирование объектов промышленного и гражданского строительства, проектирование автомобильных и железных дорог, маркшейдерское обеспечение разведки и добычи полезных ископаемых, ведение крупномасштабных цифровых планов городов и промышленных предприятий, подготовка данных для землеустройства и геоинформационных систем, геодезическое обеспечение строительства и эксплуатации объектов - основные направления применения комплекса CREDO.

Комплекс состоит из систем различного назначения, что дает возможность организации оптимально сформировать автоматизированные рабочие места для своих специалистов. Каждая из систем комплекса позволяет не только решать большинство инженерных задач, стоящих перед конкретным специалистом, но и дополняет единое информационное пространство, описывающее исходное состояние территории и проектные решения.



Одним из основных направлений применения комплекса CREDO является обработка материалов инженерно-геодезических изысканий. Работа в комплексе CREDO позволяет геодезисту в значительной мере автоматизировать процесс обработки полевых материалов, не нарушая привычную технологию работы, передать компьютеру выполнение сложных и рутинных расчетов и оформление выходных материалов.



Технологическая линия обработки инженерно-геодезических изысканий органично взаимодействует с другими направлениями применения комплекса CREDO. Результатом обработки инженерно-геодезических изысканий является цифровая модель рельефа и ситуации по площадке или полосе изысканий. Такая цифровая модель местности (ЦММ), дополненная моделью геологического строения площадки, является основой для проектирования автомобильных и железных дорог, генеральных планов различных объектов промышленного и гражданского строительства, которое выполняется с применением других систем комплекса CREDO.

В состав технологической линии обработки инженерно-геодезических изысканий входят следующие системы комплекса CREDO: CREDO_DAT, CRE-DO_LIN, CREDOJTER (CREDO_MIX), TRANSFORM и дополнительные задачи ТРАНСКОР, ЗЕМПЛАН. В технологической линии CREDO выполняются следующие основные этапы инженерно-геодезических изысканий:

• сбор и обработка данных при наземных съемках;

• обработка линейных изысканий и трассирование;

• создание цифровой модели местности, выпуск топографических планов и планшетов;

• использование существующих картматериалов.

Кроме того, в технологической линий предусмотрено решение следующих инженерно-геодезических задач:

• трассирование;

• расчеты объемов земляных работ;

• подготовка данных для выноса в натуру;

• оформление землеустроительных документов.

ЦММ формируется на основе данных: наземной топографической (площадной или полосной) съемки; линейных изысканий; данных, импортируемых из систем стереофотограмметрической обработки результатов аэросъемки; цифровых картографических материалов общего пользования; существующих картографических материалов (бумажных, пластиковых и др.).

Не менее важно результаты изысканий представлять в виде, требуемом заказчиком. В CREDO это могут быть планшеты, листы чертежей, профили, поперечники, а также электронное представление ЦММ и данных по трассам в различных форматах.

ОБРАБОТКА ДАННЫХ ПРИ НАЗЕМНЫХ СЪЕМКАХ

Основной системой обработки данных наземных площадных и полосных съемок в CREDO является система CREDO_DAT.

Проектирование

Качественное производство изысканий закладывается на стадии проектирования топографо-геодезических работ. Для развития планово-высотного обоснования специалист в системе CREDO_DAT проектирует положение будущих пунктов, оценивает их точность, оптимизирует схему и методику измерения в проектируемой сети. Существующие картографические материалы или аэрофотоснимки могут использоваться при проектировании сетей в качестве подложки.



Ввод и предварительная обработка полевых измерений І

Технологическая линия CREDO позволяет специалисту ввести и обработать любые виды полевых измерений - как рукописные полевые журналы, так и материалы регистраторов электронных приборов. В полевых журналах фиксируются измерения, полученные с применением традиционных инструментов: теодолитов, нивелиров, светодальномеров, рулеток. Эти материалы в простой и удобной табличной форме вводятся в системе CREDO_DAT. Одновременно с этим система импортирует результаты полевых измерений, выполненных при помощи современных электронных тахеометров любых фирм-производителей, таких как: Sokkia, Nikon, Geodimeter, Leica, Topcon, Zeiss, УОМЗ и других.

Наличие электронных регистраторов в тахеометрах позволяет автоматизировать процесс съемки. В регистраторе фиксируются не только данные измерений -расстояния и углы, но и характеристики точек (коды и условия связей - соединений линий). Таким образом, используя систему полевого кодирования, ведется "электронный абрис" съемки, фиксируются снимаемые топографические объекты.После ввода "сырых" измерений в системе CREDO_DAT выполняется их предварительная обработка - вводятся необходимые поправки, рассчитываются предварительные координаты пунктов, оцениваются и выводятся в протокол нарушения нормативных допусков.

Для поиска и выделения грубых ошибок геодезист в системе CREDO_DAT использует анализ по LP-метрике, графический интерактивный анализ ходов и полигонов, функции заморозки/разморозки групп и отдельных станций, групп и отдельных измерений.

Уравнивание

Избавившись от грубых ошибок, геодезист выполняет уравнивание теодолитных и нивелирных ходов, сетей планово-высотного обоснования. Система CREDO_DAT автоматически распознает и разделяет данные по типам измерений, формирует связи сети. Формирование данных для уравнивания проводится для всех типов и методик создания плановых геодезических сетей, сетей геометрического нивелирования II-IV классов, а также технического и тригонометрического нивелирования.

В системе CREDO_DAT реализовано совместное уравнивание линейных и угловых измерений, отличающихся по классам точности, топологии и технологии построения. Уравнивание производится параметрическим способом по способу наименьших квадратов с развернутой оценкой точности.

По окончании уравнивания геодезист получает все необходимые материалы: ведомости оценки точности измерений и технические характеристики сети. По уравненным координатам пунктов планово-высотного обоснования система CREDO_DAT автоматически пересчитывает данные тахеометрической съемки.Формирование данных для уравнивания проводится для всех типов и методик создания плановых геодезических сетей. Кроме того, программа обрабатывает сети геометрического нивелирования II - IV классов, а также сети технического и тригонометрического нивелирования.

Обработка данных съемки

При обработке съемки как традиционной тахеометрической, так и выполненной электронными тахеометрами одновременно формируется семантика топографических объектов. Топографические объекты создаются по данным полевого кодирования с использованием классификатора, который легко настраивается пользователем. При этом топогеодезическая информация распределяется по слоям классификатора. Поддерживается иерархия слоев практически любой, необходимой пользователю, вложенности. При производстве работ можно использовать несколько одинаковых по структуре данных, но разных по содержанию классификаторов в зависимости от назначения топографо-геодезических работ, вида инженерных изысканий. Такая возможность позволяет создавать компактные, удобные для полевых работ классификаторы и наборы кодов.

Трансформации координат

Использование исходных данных, представленных в различных системах координат, корректное использование результатов GPS -определений (получаемых, как правило, в WGS-84) обеспечивается программой ТРАНСКОР, в которой выполняется трансформация геоцентрических, геодезических и прямоугольных координат, определяются параметры трансформации в WGS-84, ПЗ-90, СК-95, СК-42, СК-63, UTM-84, местных.

На всех этапах обработки наземной съемки обеспечивается одновременная графическая иллюстрация действий, что позволяет визуально контролировать операции. Обработка наземной съемки завершается выпуском ведомостей, схем и передачей данных для формирования ЦММ в CREDO_TER. Кроме того, данные экспортируются в форматах MIF/MID, SHAPE, DXF и текстовых файлах, формат которых настраивается пользователем.

Обработка линейных изысканий

Обработка традиционных линейных изысканий выполняется в системе CREDO_LIN. В этой системе рассчитываются журналы продольного и поперечного нивелирования, увязываются данные трассирования и создаются необходимые ведомости, чертежи продольных и поперечных профилей. Однако не только эти документы являются результатом работы системы CREDO_LIN. Она неразрывно входит в технологическую линию CREDO и данные, полученные в CREDO_LIN, образуют структурированную (ось -профиль - поперечник) цифровую модель трассы, которая в дальнейшем используется для двух целей - автоматизированного проектирования изыскиваемого линейного сооружения (в САПР автодорог CAD_CREDO, коммуникаций СЕТИ) и формирования полноценной ЦММ в полосе линейных изысканий (в системах CREDO_TER, CREDO_MIX). Этому способствует возможность кодирования объектов в процессе полевых работ, функции ввода геологической информации по оси трассы, ввода информации об искусственных сооружениях (трубы, мосты, коммуникации и т.д.).