Автоматизированные технологии инженерных изысканий

РАЗДЕЛ 1. ТЕМА 1.

Автоматизированные технологии инженерных изысканий

Автомобильных дорог. Особенности технологии изысканий автодорог

При проектировании на уровне САПР-АД.

   Системное автоматизированное проектирование предопределяет обязательную многовариантность проработки принципиальных инженерных решений (при автоматизированном проектировании рассматриваемое число вариантов существенно больше по сравнению с традиционной технологией). Это, прежде всего, касается плана трассы, положения проектной линии продольного профиля, конструктивных элементов автодорог и т.д.
  При многовариантной проработке на уровне САПР-АД большого числа возможных направлений трассы автодороги уже недостаточно информации, собираемой на узкой полосе вдоль априорно принятого варианта автомобильной дороги, а необходима информация в весьма широкой полосе варьирования, где могут разместиться конкурирующие варианты автомобильной дороги. Эта информация (топографическая, геологическая, гидрометеорологическая) не может быть получена в сжатые сроки при использовании традиционных методов и технологий наземных изысканий.

Отличительными особенностями производства изыскательских работ при проектировании автодорог на уровне САПР-АД являются:

1.получение топографо-геодезической, инженерно-геологической, гидрометеорологической и других видов изыскательской информации в пределах широкой полосы варьирования трассы, без выноса в натуру конкретного варианта трассы. Ширина полосы варьирования может быть особенно значительной (до 1/3 длины трассы) на ранних стадиях проектирования (ОИ), когда рассматриваются принципиальные, конкурирующие направления автодороги.

2. широкое использование методов аэрокосмических изысканий: аэросъемочных, аэрогеодезических, аэрогеологических, аэрогидрометрических и т.д.;

3.широкое применение методов наземной стереофотограмметрии (фототеодолитных съемок);

4.широкое применение методов электронной стереофотограмметрии с обработкой материалов аэрокосмических и наземных съемок;

5.повсеместное применение методов электронной тахеометрии (т.е. использование электронных тахеометров, светодальномеров, регистрирующих нивелиров, автоматически регистрирующих результаты полевых измерений);

 
6.широкое применение геофизических методов при геологических изысканиях с рациональным использованием всего арсенала методов и средств геофизики (электро-, сейсморазведки и т.д.);

7.широкое применение методов лазерного сканирования (особенно при изысканиях для разработки проектов реконструкции и капитального ремонта автодорог);
8.повсеместное использование в изысканиях автодорог (топогеодезических, геологических, геологоразведочных, гидрометеорологических и т.д.) технологий и методов, основанных на применении систем спутниковой навигации «GPS».

 

  Перечисленные выше особенности изысканий позволяют получать значительную по объему информацию для автоматизированного проектирования автодорог с необходимой точностью и в сжатые (фиксированные) сроки.

Основными задачами дальнейших исследований является разработка новых технологий и методов производства изыскательских работ на базе использования новейшей высокоточной и высокопроизводительной аппаратуры, являющейся продуктом развития научно-технического прогресса: цифровых и электронных карт, ГИС-технологий, GPS-технологий, лазерного сканирования местности, электронной геофизики, электронной гидрометрии и т.д.

ГИС технологии в автоматизированном проектировании.  

Организация данных в ГИС.

 

В основе геоинформационных систем лежит концепция послойной организации пространственных данных, когда однотипные данные на земной поверхности группируются в слои (иногда называемые темами). Совокупность всех слоёв в ГИС образует карту.

Деление объектов на слои производится так, чтобы в одном слое:

а) объекты были одной природы происхождения (дороги, реки, здания),

 б) объекты желательно имели одинаковую топологическую структуру и размерность (т. е. когда их можно описать точками, линиями или полигонами).

В тоже время, чрезмерно большое количество слоёв создавать нежелательно.

Ниже приведен пример городской застройки, на которой изображены жилые дома, фабрики, заправка, склады, различные автомобили, лесопарковая зона, река, улицы, мост, тоннель. Для геоинформационной системы можно было создать 5 основных слоев.

Деление данных на слои позволяет работать в ГИС только с теми данными, которые необходимы для решения поставленных задач. В самом простом случае можно «выключить» те слои, которые нам не нужны, и увидеть на карте оставшиеся.

 

ГИС позволяют решать широкий спектр задач — будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.

Рис. Виды цифровых моделей местности:

а - в узлах правильных прямоугольных сеток;

б - в узлах треугольных сеток;

в - в узлах шестиугольных сеток (регулярные);

г - нерегулярные-на поперечниках к магистральному ходу;

д - на горизонталях;

е – нерегулярные на структурных линиях;

ж - статистическая;

з - на линиях, параллельных оси фотограмметрических координат.

АППРОКСИМАЦИЯ (от лат. approximo - приближаюсь), замена одних математических объектов (напр., чисел или функций) другими, более простыми и в том или ином смысле близкими к исходным (напр., кривых линий близкими к ним ломаными).

    Цифровые модели рельефа и инженерно-геологического строения местности формируют на основе использования материалов наземных и аэрокосмических изысканий.

Целесообразно использовать те методы топографических съемок, которые обеспечивают получение информации о местности в электронном виде, что позволяет максимально автоматизировать процесс подготовки топографических планов и ЦММ.

Тахеометрические съемки
Фототеодолитные съемки.
Наземное лазерное сканирование.
Аэрофотосъемки.
Наземно-космические съемки.

Необходимая точность модели обязательно должна быть увязана с требуемой точностью решаемых по ней инженерных задач.

 

РАЗДЕЛ 1. ТЕМА 2.

РАЗДЕЛ 1. ТЕМА 1.

Автоматизированные технологии инженерных изысканий