Все исходные данные для создаваемого трехмерного генплана города Костромы взяты мной из открытых источников. 

Еще одна благодатная тема для разговора на будущее - тенденции к формированию все более точных и динамически обновляемых данных о местности, как существующей естественной природной среды, так и искусственной инфраструктуры среды человеческой жизнедеятельности - открытых для общего использования и единых для всех. Такие данные, связанные друг с другом в сетевых онтологических структурах, будут в скором времени являться основанием для любых планируемых и проектируемых изменений сложного ландшафта современной городской среды.

А сейчас мне хотелось бы разместить для вашего внимания свой второй видеоролик о проекте создания трехмерного генплана города Костромы - в котором происходит сбор в сети Интернет различных открытых данных: спутниковых изображений и картографических материалов, файлов городской администрации со схемами генерального плана, высотные данные рельефа радарной интерферометрической съемки поверхности Земли, готовых 3d-моделей объектов и сооружений, создаваемой сообществами пользователей векторной геопространственной информации.

В процессе сбора открытых данных, я с удовольствием использовал замечательные открытые программные разработки - бесплатные, добротные и эффективные. Это, в первую очередь - SAS.Planet

SAS.Планета / SAS.Planet / SASPlanet – свободная программа, предназначенная для просмотра и загрузки спутниковых снимков высокого разрешения и обычных карт, представляемых такими сервисами, как Google Earth, Google Maps, Bing Maps, DigitalGlobe, “Космоснимки“, Яндекс.карты, Yahoo! Maps, VirtualEarth, Gurtam, OpenStreetMap, eAtlas, iPhone maps, карты Генштаба и др., но, в отличие от этих сервисов, все скачанные вами карты останутся у вас на компьютере, и вы сможете их просматривать даже без подключения к интернету. Помимо спутниковых карт возможна работа с политической, ландшафтной, совмещенной картами, а также картой Луны и Марса.

Загрузка карт осуществляется как выделением некоторой области (возможно непрямоугольной), так и в процессе перемещения по карте. Карты часто обновляются – программа позволит вам загрузить только самые новые.

Помимо просмотра и загрузки в программе реализованы следующие полезные функции:

Работа с GPS-приемником; Прокладка маршрутов; Измерение расстояний; Отображение файлов KML; Поддержка сервиса Panoramio; Формирование карты заполнения слоя – эта функция позволит посмотреть области на карте, которые вы уже загрузили в кэш или, наоборот, которые у вас отсутствуют; Сохранение части карты в одно изображение, которое вы можете просмотреть и обработать в любом графическом редакторе, а также использовать в других ГИС-приложениях, например, OziExplorer (для которого программа создаст файл привязки); Вы можете сохранять интересные вам места и впоследствии без проблем их отыскивать, а также сделать так, чтобы они всегда отображались на карте; Карта обзора – поможет вам легко узнать о местоположении того места, которое вы сейчас просматриваете, а также быстро перейти к любому другому месту на карте; Просмотр карты в полноэкранном режиме – что особенно удобно при невысоком разрешении экрана; Конвертация из одного слоя всех предыдущих – позволит существенно сократить ваш интернет-трафик, например, вы можете скачать ваш город только на 18 масштабе, а все предыдущие сформировать на его основе;Возможность экспорта карт в формат, поддерживаемый iPhone maps; Возможность экспорта карт в формат, поддерживаемый мобильными Яндекс.Картами 3-й версии; Загрузка и отображение объектов Wikimapia; Поиск мест средствами Google и Яндекс; Добавление пользовательских карт.

С помощью этой великолепной свободной программной разработки мне удалось подготовить необходимые для проекта растровые файлы спутниковых изображений и картографических материалов, а также скачать KML с описаниями и координатной привязкой объектов сервиса Wikimapia. 

Викимапия (Wikimapia) — международный бесплатный веб-сайт, географическая онлайновая энциклопедия, цель которой заключается в том, чтобы отметить и описать все географические объекты на Земле. Викимапия совмещает в себе интерактивную карту с принципом свободного редактирования вики. Проект основан Александром Корякиным и Евгением Савельевым 24 мая 2006 года. Сейчас в Викимапии зарегистрировано 2,0 млн пользователей и добавлено на карту (без учёта впоследствии удалённых) более 24 млн объектов (январь 2015 года). Все данные Викимапии доступны для общего пользования под лицензией Сreative Сommons Attribution-ShareAlike 3.0. Лозунг проекта: «Опишем весь мир!» (Let’s describe the whole world!), указан в заголовке сайта.

Начинаю второй свой цикл учебно-информационных материалов, публикуемых на страничке блога "CIVILизация проектирования". 

На этот раз нить рассказа будет виться не по мотивам реально-практической работы над коммерчески-выгодным проектом инфраструктурного объекта, а иметь основой добровольное мое начинание. 

Волею судеб в последние несколько месяцев я проживаю в основном на окраине губернского города Костромы, своей исторической родины. За окном расстилается до горизонта лесной массив, перемежающийся узкими полями. Экологично и пасторально, но, как водится у нас в России - несколько некомфортно и необустроено.

Современное  социально-экономическое развитие страны неразрывно связано с общей эволюцией человечества, несмотря на все внешние санкции и внутренние обособленческие  движения. И к "прекрасному завтра" мы стремимся с таким же энтузиазмом и силой воли, что и весь мир. Только со своим колоритом и особенностями видения картинки мироздания. Что совершенно обосновано и правильно.

В будущем я обязательно распишу свое общее философское понимание информационного развития общества поподробнее и поконкретнее, но сегодня начнем разговор о градостроительных тенденциях с малого да частного - с обзора возможностей некоторых интересных программных инструментов и практик современной работы с геопространственными данными.

Объединяя все вышесказанное, представляю вашему вниманию новую группу моих видеоматериалов, посвященных созданию трехмерного генплана города Костромы на основе открытых данных. 

В дальнейшем, этот учебно-информационный курс будет дополнен продолжением - об использовании возможностей трехмерного генплана для решения различных аналитических и планировочных комплексов задач по развитию городской среды обитания.

В начальном видеоролике - организационная часть проекта. 

Она формируется в виде майнд-схемы в веб-приложении mindmup (mindmup.com). Я уже использовал его для "проекта "СЕВЕР". 

Для желающих - организационная схема проекта в оригинальном исполнении доступна через файловое облако GoogleDrive: https://drive.google.com/open?id=0B-AHgIwOGORYYjJsSXdZVy1UVDQ&authuser=0.

В завершении рассказа о ПРОЕКТЕ "СЕВЕР" - создание простой наглядной визуализации изготовленного проекта реконструкции шестнадцати-километровой загородной автомобильной дороги.

Простая эта визуализация из-за своего необязательного, бонусно-призового характера. Принципиальной необходимости в ней нет никакой. Но, как мне, так и Заказчикам бывает просто интересно и приятно поглядеть в трехмерной динамике на объект своей рабочей деятельности. 

Ведь усилий на подготовку такой вот визуализации на основе уже имеющихся материалов практически и прилагать-то не требуется. Не более пары часов ненапряжного творчества.

В новый файл переносятся по ссылкам поверхности рельефа и модели коридора. Ранее определенные контуры различных покрытий и элементов дороги служат границами триангуляционных сеток с назначенными им текстурами. 

В моем примере треугольники остаются в составе объектов Civil 3D - поверхностей. Но их практичней перевести в 3D тела AutoCAD. Трубопроводные сети, оставшиеся за кадров сделанных видеороликов - тоже. Об этой технической процедуре есть  две публикации в блоге моей коллеги, Аллы Землянской: 

Как сделать твердое тело (solid) из поверхности Civil 3D
Civil 3D 2015 Productivity Pack. Часть 1 - создание 3D-тел из поверхностей и сетей

Сформированная из поверхностей 3D модель оживляется многовидовыми блоками, библиотека которых входит в состав поставки программного продукта, и доступна на соответствующей Палитре инструментов. 

Результат визуализации получается путем записи скринкаста при запуске проезда по проектируемой автодороге. 

Заключительный блок обязательной программы работы над ПРОЕКТОМ "СЕВЕР" - создание графической части комплекта рабочей документации.

Оформительские работы начинаем с подготовки плана автомобильной дороги. 

В свойствах коридора отключается отображение ненужных на выходных материалах элементов - поперечных сечений и характерных линий. Те линии, что показывают полосы движения, края проезжих частей и обочин, бровки и подошвы откосов, линии по дну кюветов, настраиваются через свойства слоев. Удобство этого процесса обеспечено ранее настроенными стилями объектов Civil 3d. 

В окне свойств коридора определяются характерные линии, между которыми отстраиваются штриховки откосов. Стили штриховок приводятся в более симпатичное состояние относительно стандартных по умолчанию. 

Красоту на план дороги наводят заливки по контурам покрытий. Они все были созданы еще на этапе подсчета объемов работ и материалов.

Динамическими блоками оформляются водопропускные трубы. Подписи отметок входа/выхода выносятся специально настроенными метками трубопроводной сети.

Из коридора извлекаются характерные линии водоотвода. Им назначается стили со специальным типом линии.

Рабочая документация должна быть снабжена координатными выносками на проектных элементах. Часть информации о координатах указана в метках трассы. Остальные же объекты снабжаются метками поверхности.

Листы плана рабочего проекта реконструкции автомобильной дороги "нарезаются" и формируются с подшивкой через специализированный функционал программного комплекса. Заранее определяется в шаблоне выходных листов нестандартный формат - счетверенный А3 (А3х4).

Для оформления продольного профиля берется за основу файл с исходным размещением трассы. 

Быстрыми ссылками туда переносятся трассы/профили водоотводных канав. Функцией наложения профиля они переносятся на вид по основной трассе. По изображениям линий высотного положения водотвода компонуются единые профили левого и правого кюветов. После их отрисовки информация по длинам/уклонам и отметкам заполняется в соответствующих графах подпрофильной таблицы.

Мастер "нарезки" листов в настоящем примере не очень-то эффективен. Вместо него продольный профиль разбивается на листы операциями из арсенала Map 3d, входящего в состав программного комплекса.

В последнем блоке подготовки графических выходных материалов проекта - создании листов с поперечными профилями автомобильной дороги, большая часть настроек оформления импортирована из файла другого моего проекта. Для поперечников использовалась новая группа осей сечений с шагом 100 метров.

Вся сформированная в учебно-информационном процессе реализации ПРОЕКТА "СЕВЕР" рабочая документация доступна для вашего изучения в моем файловом облаке Google Drive: ВЫХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Оптимизация затрат ресурсов при строительстве сооружений - важнейшая задача современного проектирования. 

Информационное моделирование позволяет добиться на выходе проектных разработок результатов, несравненно более точных по отношению к традиционным подходам и методам.

Для проведения расчетов объемов работ и материалов в модели коридора автодороги формируется набор поверхностей - земляного полотна, откосов и кюветов, а также покрытий (асфальтобетона, мощеной щебнем обочины, грунтовой обочины с посевом трав).

Обеспечивая требования к составу рабочей документации, кроме рассчитанных между поверхностями методом призм  объемами, необходимо произвести попикетный расчет земляных работ. 

По трассе устанавливается частокол осей сечений, для точности результатов намного более плотный, чем нужно для вывода оформляемых поперечных профилей. Оси сечений расставляются не только на равных пикетных диапазонах, но и в начале/конце областей, точках геометрии трассы и продольного профиля, переломах виража.

По осям сечений производится расчет объемов земляных работ в целом. 

Отдельные цифры объемов земли по кюветам, откосам, обратной засыпке и вывозу излишков получаются в результате арифметических вычислений с полученными из разницы поверхностей значениями.

С помощью извлечения линейных элементов из модели коридора и инструментов AutoCAD создаются площадные контуры для заполнения показателей в Ведомости общих объемов рабочего проекта автомобильной дороги.

Интересная задача - дополнительное укрепление откосов высотой более 2 м георешеткой с заполнением ячеек щебнем М300 фракции 20-40 мм (поверх посева трав с поливом водой). 

Решить ее можно было бы на уровне модели коридора и конструкций. 

Но в подобных ситуациях я далеко не всегда уверен в том, что это получится сделать так же быстро и надежно, как с помощью более простых методов. Один из которых и реализован на практике и запечатлен в видеоролике с номером 5-3-3. 

В поверхности для расчета объемов проведен анализ разницы высот и визуализирован стилем отображения двух диапазонов отметок - выше двух метров и ниже. Затем средствами рисования AutoCAD были просто обведены области размещения дополнительного укрепления откосов георешеткой.

Для создания рабочей проектной модели автомобильной дороги лучше всего воспользоваться новым чертежом, куда с помощью быстрых ссылок помещаются исходные данные - поверхности рельефа и существующего покрытия, а также геометрия осевой трассы. 

Конструкция типового поперечника, скомпонованная из базовых элементов Civil 3D, легко переносится через Палитру инструментов.

Таким образом можно легко вставить в активный чертеж несколько одинаковых конструкций для их трансформации в вариации для отдельных областей свежесозданного коридора.

Контроль корректности формирования трехмерной модели можно отследить с помощью Редактора сечений коридора, а также инструментом анализа - Быстрым профилем. Перед этим не забудьте в свойствах коридора определить проектные поверхности по земляному полотну и верху дорожной одежды.

Отображение елочки красных горизонталей по проектному покрытию дороги напоминает нам о необходимости провести расчет виража - сделать это можно в исходном чертеже размещения трассы осевой. Удобный Мастер работы с виражами позволяет рассчитать отгон быстро и в полном соответствии с требованиями нормативов. 

После сохранения файла с трассой и обновления быстрой ссылки, коридор перестраивается на элементах конструкций с заданной адаптивностью к виражу.

Наряду с отгоном виража безопасность будущего движения автотранспорта по проектируемой дороге обеспечим  уширениями проезжей части на кривых  - с определенными нормативными требованиями параметрами.

Далее следует подготовка к дальнейшему усложнению трехмерной модели на съездах, установленных уже на более ранней стадии проектирования. Для этого создаются трассы и профили сопряжения и характерные линии по осям съездов. Позже они станут базовыми линиями и целевыми элементами в коридоре.

Следующий этап - моделирование водоотвода. Выявление ошибок стадии "П" и их устранение - задача, особо акцентированная Заказчиком работ. 

Конструкции дополняются элементами кювета и назначаются определенным по схеме водоотвода областям коридора.

  

Водоотводные канавы отстроились в модели с положением плана и профиля, синхронным осевой дороги. Для приведения их в надлежащий порядок из коридора извлекаются трассы и продольные профили по линиям кювета. 

Воспользовавшись инструментами редактирования профилей (как в видеоролике) или скомпоновав новые объекты вертикального размещения точек кюветов, вы можете придать линейным водоотводам дороги вид, обеспечивающий их нормальную работоспособность.

Новые профили возвращаются в модель коридора уже как целевые объекты, определяющие высотное положение дна кювета.

Работа по определению работоспособного каркаса водоотводных элементов охватывает еще и корректировку планового положения и отметок входа-выхода водопропускных труб. Удобнее всего в этом проекте будет определить трубы заново, так как изменения относительно стадии "П" существенны - сначала построить характерные линии, потом преобразовать их в трубопроводные безнапорные сети Civil 3D.

В финальной модели коридора отстраиваются области по базовым линиям из сделанных ранее трасс краевых линий съездов.

 

Несущим элементом скелета информационной модели проекта автодороги, ее хребтом, является осевая трасса - определенная в плане и профиле.

В соответствии с техзаданием на рабочее проектирование "положение проектной оси трассы реконструируемой автодороги определено с максимально возможным соответствием оси существующей дороги". 
То есть мне получается нужно просто воссоздать в качестве объекта Civil 3D геометрию трассы, сгенерированную уже коллегами на стадии "П".  Для этого используются материалы проекта, полученные от Заказчика. 

Проектное положение трассы из предыдущей стадии проектирования в абсолютном соответствии (по требованию Заказчика) переносится и в высотном воплощении. 

Для создания черного профиля разумнее, быстрее и точнее использовать функционал программного продукта по созданию продольника по поверхности. Заодно определяем сразу и профиль с выемкой разобранного  покрытия существующей автодороги.

Из чертежа плана реконструкции дороги стадии "П" переносится информация о водопропускных трубах. 

Так как у Заказчика есть большие сомнения в корректности их высотных отметок входа/выхода, будет правильней создать эти трубы в модели проекта как объекты Civil 3D элементами безнапорной трубопроводной сети.