Технологии информационного моделирования для создания цифровых двойников застроенных территорий по топографическим данным разных лет и форматов
16.07.2024Уже сегодня многие отечественные специалисты используют технологии информационного моделирования для работы с отдельными объектами капитального строительства (BIM). Однако современный подход к ведению цифровых моделей урбанизированных территорий либо больших промышленных площадок, предполагает моделирование и градостроительное планирование на уровне генеральных планов, а не отдельных объектов.
Цифровая модель города, актуальная на этапах разработки генплана, мониторинга, управления градостроительной ситуацией, пока ещё не является обычным явлением. Использование именно таких информационных моделей должно помочь управляющим органам, застройщикам, исполнителям — всем участникам бизнес-процесса градостроительной деятельности — получать наиболее актуальную информацию, быстро и точно обмениваться данными и использовать их в принятии экономически оправданных решений.
Наличие инструмента, который позволит любую информацию, полученную «от земли», преобразовать в удобный и понятный трёхмерный объект, а затем собрать множество таких объектов в единую информационную модель городской или промышленной территории, позволяет не только получить красивую трехмерную картинку, но и использовать сформированный цифровой двойник для различных целей.
Компания «КРЕДО ДИАЛОГ» давно известна на рынке как поставщик технологий для решения различных инженерных задач, связанных с обработкой инженерных изысканий и формированием цифровых моделей местности и ОКС на различных стадиях жизненного цикла. Наши программные продукты используются в тысячах организаций и успешно зарекомендовали себя на рынке. В конце прошлого года было выпущено четвертое поколение продуктов — программная система ТИМ КРЕДО.
ТИМ КРЕДО позволяет организовать сквозную многоотраслевую технологию информационного моделирования и управления жизненным циклом объектов капитального строительства и прилегающих территорий.
Особенности ТИМ КРЕДО:
- Универсальный стандарт хранения информационных моделей;
- Аппарат сбора исходных данных из различных источников;
- Инструменты контроля данных в модели;
- Механизм использования информационных моделей объектов на этапе эксплуатации.
Программная система является универсальным инструментом для работы с информационными моделями не только отдельных объектов капитального строительства на различных стадиях жизненного цикла, но и позволяет переходить к формированию комплексных цифровых моделей территорий. Говоря о моделировании территорий, мы подразумеваем создание цифровых двойников местности, застройки и инфраструктуры.
Одним из наиболее полных источников информации о городской инфраструктуре являются инженерные изыскания – обязательный этап любого строительства. Без использования этих данных, а также их последующего сравнения и актуализации формирование адекватной модели города невозможно.
Однако сегодня мы часто видим примеры, когда данные инженерных изысканий вообще не собираются в единую информационную среду, ведутся в различных форматах, не актуализируются и не собираются в виде комплексной модели, дающей представление о всей совокупности информации о застроенной территории.
Формирование такой модели (CIM) по данным инженерных изысканий подразумевает не только сочетание зданий и сооружений — это ещё и дороги, проезды, коммуникации и прочие объекты инфраструктуры.
Цифровой двойник города — это комплекс технологий и разнообразных данных, который сочетает в трехмерном пространстве детализацию информационных моделей отдельных объектов и возможность собирать информацию по природному ландшафту, зданиям и инфраструктуре.
В качестве инструмента, который может позволить быстро превратить результаты инженерных изысканий в цифровой двойник ТИМ КРЕДО представляет пользователю ряд ключевых преимуществ.
В первую очередь это многообразие видов исходных данных. На сегодняшний день система ТИМ КРЕДО является одной из самых «всеядных» на рынке, и поддерживает все популярные форматы, которые используются в отрасли. Это и различные растровые изображения, и векторные данные подготовленные в сторонних САПР и ГИС системах, это и большое многообразие XML-подобных форматов (например, выписки Росреестра или данные в LandXml), и уже готовых трёхмерных моделей через формат IFC и многое другое.
Далее программные системы ТИМ КРЕДО позволяют обрабатывать все виды инженерных изысканий. В том числе и данные, полученные наиболее современными способами дистанционного зондирования местности: лазерное сканирование, фотограмметрия, спутниковые и наземные измерения. Всю эту информацию ТИМ КРЕДО позволяет свести в единый комплекс и сформировать необходимые составные части информационной модели: рельеф, искусственные и природные объекты, данные по геологическому строению местности, данные кадастрового учета, информацию по экологической ситуации и так далее.
Модель позиционируется в различных системах координат с возможностью трансформации по заданным параметрам. В качестве дополнительного источника данных могут быть использованы различные web-карты. Их можно просто отображать в плане или «натягивать» на трехмерную поверхность рельефа, как и любые растровые подложки (например, ортофотопланы).
Инструменты ТИМ КРЕДО позволяют не только собирать модель в единое целое, но и осуществлять определённый контроль корректности данных с указанием заданных правил, таких как поиск дубликатов, контроль замкнутости регионов и пр.
При необходимости любой участок модели можно вырезать в отдельную сущность или наоборот, после проверки корректности врезать обновленный участок в общую модель.
Ну и самое важное — автоматически настроенный классификатор позволяет любую загруженную информацию без дополнительного участия человека преобразовывать в полноценную пространственную информационную модель, которую удобно просматривать, с которой удобно работать.
Состав таких классификаторов является достаточно полным по умолчанию, но при этом пользователь может самостоятельно их настраивать, добавляя свои объекты, наполнять их атрибутивной информацией, устанавливать связь между атрибутивной информацией и геометрическим отображением объектов в модели.
Кроме атрибутивной информации можно привязывать к любым объектам модели различные внешние данные, будь то различные документы, фото, видео и так далее.
Любая информация, которая необходима для хранения за объектом модели, привязывается к нему либо как внешний файл, либо как внутренний и всегда остается доступной для просмотра или редактирования.
В результате получается сводная информационная модель территории, которая находится на своих координатах и содержит в себе большое количество информации, которую можно использовать для принятия различных управленческих решений.
Такая модель может включать в себя и данные по поверхности рельефа, зданиям и сооружениям, дорогам и внутридворовым проездам, подземным и наземным коммуникациям и прочим компонентам инфраструктуры. Вся эта информация доступна как для визуализации, так и для анализа и мониторинга существующей ситуации на застроенной территории.
При этом модель является масштабируемой, все объекты в ней отображают данные с любой степенью проработки — от общих контуров до детализированных конструкций.
Программная система ТИМ КРЕДО предоставляет различные инструменты для каждого участника бизнес-процесса формирования цифровой модели города. В первую очередь, конечно, исполнителям — изыскательским организациям города. Они могут использовать любой привычный для себя софт, в том числе и из богатого набора модулей ТИМ КРЕДО для обработки инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканий.
Следующий участник данного процесса – оператор. Это некая структура, которая, собственно, и занимается ведением цифровой модели. В ее зоне ответственности лежит приемка материалов по установленным правилам, контроль корректности модели и, при необходимости, выдача данных. Для этой структуры предназначен модуль ТИМ КРЕДО ИЗЫСКАНИЯ, который позволяет в полной мере использовать все преимущества формирования цифровых моделей на основе различных исходных данных.
А для заказчика, который должен принимать управленческие решения, оценивать данные, проводить анализ, представлены такие инструменты как десктопный или Web вьювер. Оба этих инструмента позволяют просматривать модель, оставлять комментарии и замечания, проводить анализ модели, осуществлять поиск данных, выгрузку различной информации. Кроме того, предполагается использование мобильных приложений для различных обслуживающих служб и держателей сети города. Эти мобильные приложения имеют обратную связь с общей структурой хранения данных и предполагают возможности просмотра моделей, либо отдельных их элементов, получения информации об объектах — геометрических, семантических параметрах, позиционирование модели по текущим координатам устройства, а также передачу в модель необходимой информации. Например, привязку к объекту фото при наличии каких-то дефектов, которые были зафиксированы.
Результатом такой технологии должна стать актуальная информационная модель урбанизированной территории. Безусловно, формирование такой модели потребует ряда дополнительных затрат для каждого из участников бизнес-процесса, однако и преимущества неоспоримы.
В первую очередь заказчик получает полную и достоверную информацию, как основу для принятия градостроительных решений.
И для исполнителя наличие такой модели несет ряд плюсов. Она позволяет установить единые правила работы при подготовке и сдаче информации, получать в любой момент актуальную информацию в удобном трёхмерном виде, и использовать ее на различных стадиях жизненного цикла ОКС.
Кроме того, наличие модели позволяет осуществлять передачу данных для ГИСОГД в установленном виде, формировать различные запросы той или иной информации, вести свои настраиваемые классификаторы, организовывать распределенный доступ к данным.