Применение цифровых моделей местности в автоматизированных системах различного назначения

Переход на автоматизированные технологии крупномасштабного кар­тографирования был связан не только с необходимостью повышения про­изводительности труда на топографо-геодезических работах. Пожалуй, более мощным стимулом такого перехода была потребность в цифровом представлении топографических планов и карт при последующем проек­тировании, в связи с заменой графоаналитической технологии аналити­ческой или аналогово-аналитической в рамках САПР соответствующего назначения. Потому что резко увеличить объем проектно-изыскательских работ, полноту и объективность нескольких вариантов проектных реше­ний, а тем самым - и качество проектов способен только переход к машин­ному проектированию.

Изложенное означает, что цифровая топографическая информация яв­ляется не только результатом автоматизации того или иного производствен­ного процесса, но - и это основное - важнейшим исходным элементом информационной технологии, начинающейся с создания топографической основы и заканчивающейся готовым проектом и данными для выноса его в натуру

Естественно, что цифровая топографическая информация, как часть об­щей информационной технологии, должна быть представлена в таком виде, чтобы ее содержание воспринималось всеми пользователями вполне одно­значно. Это достигается четкой регламентацией правил цифрового представ­ления информации (геометрического положения объектов и их свойств) и обеспечивается детальным описанием методических и технологических принципов построения цифровой топографической информации: ее базо­вых и структурных элементов, правил их объединения в контур, топологи­ческих отношений между объектами, их связи с соответствующей атрибу­тивной информацией и пр. Совокупность таких правил и определяет циф­ровую модель данных, от шторой прямо или косвенно зависит технология сбора исходной информации, программная среда с заложенными в нее эле­ментами описания объектов, методы моделирования рельефа и др., а в связи с этим - и область использования.

В общем случае область последующего использования цифровой топог­рафической информации в значительной степени определяет как модель данных, так и требования к различным аспектам их представления и про­граммному обеспечению. Так, например, системы построения цифровых моделей местности инженерного назначения, ориентированные преимуще­ственно на задачи автоматизированного проектирования, предполагают на­личие возможности:

построения ЦММ на основе разнообразной информации, полученной с использованием всего спектра измерительных приборов и измерений: данных наземной топографической съемки, линейных изысканий, ис­полнительных съемок, картографических материалов в аналоговой фор­ме, результатов фотограмметрических измерений и пр.;

обеспечения точности цифрового представления элементов ситуации и рельефа, адекватной поставленным задачам и требованиям действую­щих нормативных документов;

распределения объектов ЦММ по иерархическим слоям;

пространственного представления подземных и надземных инженер­ных коммуникаций;

создания цифровой модели проекта с послойным распределением ин­формации на основе построенной по результатам съемки топографи­ческой ЦММ и классификатора соответствующих объектов;

концентрации семантического описания объектов в объеме, достаточ­ном для решения различных задач проектирования;

реализации простейших элементов генерализации информации при пе­реходе от одного масштаба ее отображения к другому;

управления большими объемами данных;

обеспечения непрерывности процесса сбора данных, их обработки и многоцелевого использования;

создания топографического плана и проекта, в том числе элементов си­туации и рельефа, в виде, соответствующем требованиям действующих нормативных документов.

Система, отвечающая этим требованиям, может с успехом использовать­ся для решения целого ряда задач, включая крупномасштабное картографи­рование, подготовку топографической основы ГИС, межевание земельных участков, инженерно-геодезические изыскания различного назначения и пр.

Системы крупномасштабного картографирования ориентированы на создание топографо-геодезической основы крупного масштаба (как прави­ло, в диапазоне 1:500-1:5000) и используются преимущественно проектно- изыскательскими предприятиями и организациями. Обрабатываемые тер­ритории редко превышают несколько десятков квадратных километров, что допускает определение положения точек ЦММ как в государственной сис­теме координат, так и в местной, что по режимным соображениям предпоч­тительнее. Крупномасштабные топографические съемки на более значитель­ных территориях (например, в границах крупных городов) выполняются преимущественно специализированными топографо-геодезическими пред­приятиями.

Создание цифровых моделей местности и подготовка на этой основе со­ответствующих проектов выполняется в едином технологическом цикле. Это обстоятельство допускает некоторые отступления от теоретически строгих схем представления геометрической и семантической информации, особен­но в конкретной предметной сфере. В частности, возможно расширение пе­речня базовых геометрических элементов, уменьшение числа объектов топографического классификатора и насыщение его элементами инженерных сооружений различного назначения, использование принципов фасетной и иерархической классификации, а также некоторых иных. Однако эти отступ­ления не являются значительными и всегда отражаются в эксплуатацион­ной документации системы.

Чаще всего в системах автоматизированного крупномасштабного карто­графирования используются топологические объектно-ориентированные структуры векторной модели данных и собственный классификатор топо­графических объектов, созданный на базе обязательных к применению ус­ловных знаков топографических планов. Состав данных такого классифи­катора скорректирован применительно к предметной сфере проектирования. В качестве примеров средств автоматизированного проектирования можно указать системы программного комплекса CREDO, продукты компании Autodesk и др.