Оптимальное рабочее место инженера-геодезиста в КРЕДО

Д.М. Шарипов, инженер-геодезист, ООО «КОМПАНИЯ «КРЕДО-ДИАЛОГ»

Создание топографического плана – один из наиболее востребованных видов геодезических работ, при этом решаемые задачи могут быть крайне разнообразны как по площади и специфике объекта, так и по масштабности организации, которая их выполняет. Но неизменным остается одно – высокое качество топографо-геодезических работ может быть достигнуто только за счет цифровых технологий, основанных на использовании современного геодезического оборудования и программных комплексов для камеральной обработки данных, соответствующих российским реалиям.

Компания «КРЕДО ДИАЛОГ» входит в число ведущих разработчиков инженерного программного обеспечения и создала системы, объединенные в программный комплекс (ПК) КРЕДО, которые внесены в Единый реестр российских программ для ЭВМ и баз данных Минкомсвязи РФ [1]. В данной статье будут рассмотрены готовые решения для оснащения оптимального рабочего места геодезиста или топографа на базе ПК КРЕДО.

Когда в процессе создания топографического плана необходимы программы камеральной обработки? Для ответа на этот вопрос разделим задачу на три условных этапа: подготовительный – составление проекта производства геодезических работ, сбор и анализ исходных данных; обработка полевых данных – «сырых» геодезических измерений; создание цифровой модели местности (ЦММ). Остановимся подробнее на каждом этапе.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП

В общем случае подготовка к полевым работам начинается со сбора исходной информации об объекте из доступных источников, при этом  в зависимости от его специфики может возникать потребность в использовании специализированного программного обеспечения.

Например, на этапе анализа исходных материалов, таких как исполнительные съемки прошлых лет, карты или планшеты, имеющиеся только в растровом виде, незаменимым инструментом будет программа КРЕДО ТРАНСФОРМ. Ее основное предназначение: трансформация – устранение линейных и нелинейных искажений растровых данных, обусловленных деформацией исходного материала; склейка растровых фрагментов с изменением масштаба и разворотом относительно исходного, выбранного фрагмента; геодезическая привязка растровых изображений к прямоугольной системе координат и многое другое.

Кроме того, существует удобный инструмент использования картографических веб-сервисов (Google, Bing, Яндекс, Росреестр и др.) внутри проекта как в КРЕДО ТРАНСФОРМ, так и в других программах ПК КРЕДО. Эта функция позволяет оценить актуальность исходных материалов и определить участки, требующие особого внимания при полевых работах.

Затронув тему работы с растровыми картографическими изображениями, стоит упомянуть ещё одно решение – КРЕДО ВЕКТОРИЗАТОР. Программа предназначена для векторизации растровых крупномасштабных топографических планов и создания цифровой модели местности на их основе. Оцифровка выполняется автоматически (распознавание отметок, распознавание точечных тематических объектов), полуавтоматически (распознавание горизонталей и линейных тематических объектов), а также вручную (создание и редактирование тематических объектов). КРЕДО ВЕКТОРИЗАТОР содержит в себе библиотеку условных знаков установленного образца, таким образом, часть работы по составлению топографического плана может быть выполнена до выезда на объект. Описанные функции программы позволяют исполнителю значительно сэкономить время, в 2-3 раза быстрее векторизовать растровые изображения и получить желаемый результат.

Стоит отметить, что вышеуказанные системы — отдельные программы, которые удобно использовать совместно, так как при наличии лицензий на каждую из них функциональные возможности КРЕДО ТРАНСФОРМ будут доступны непосредственно в КРЕДО ВЕКТОРИЗАТОР.

При предстоящих работах на удаленных и труднодоступных объектах не редко возникает задача расчета точности будущих полевых измерений. В программу КРЕДО ДАТ включен функционал для реализации технологии проектирования опорных сетей, которая позволяет подобрать оптимальную конфигурацию сети и методы измерений для обеспечения заданной точности определения координат пунктов обоснования [2]. Она основана на применении интерактивного ввода и редактирования данных с использованием картографических материалов в виде растровых подложек и встроенных картографических веб-сервисов (рис. 1).

Рис. 1. Проектирование в КРЕДО ДАТ линейно-угловой опорной сети на промышленной площадке

Отметим, что описанные выше функции демонстрируют возможности применения КРЕДО ДАТ в неочевидных ситуациях, а основные функции программы будут рассмотрены на следующем этапе.

Значительно ускорить и упорядочить процесс составления рабочей документации позволит применение программы КРЕДО СМЕТА, в частности, модуля «Топогеодезия СУР-2002». В программе выполняется автоматизированный расчет сметной стоимости топографо-геодезических работ и подготовка документации (смета, договор, акт и т.д.) по сборнику «Сметные укрупненные расценки на топографо-геодезические работы СУР-2002», а также реализована возможность редактирования поставочных шаблонов документов – например, добавление фирменной символики и т.д. В случае необходимости в систему могут быть добавлены и другие модули: «Геодезия для строительства», «Геодезия при строительстве и эксплуатации», «Геология и экология для строительства», «Гидрография и гидрометеорология на реках», «Межевой план».

Применение КРЕДО СМЕТА для автоматизированного определения стоимости позволяет снизить вероятность ошибки под влиянием человеческого фактора при расчетах, сэкономить время и аргументированно доказать заказчику затраты на выполнение работ. В целом можно заключить, что использование специализированных систем на предварительном этапе дает возможность максимально эффективно подготовиться к полевым работам, комплексно учесть всю исходную информацию и специфику объекта.

ОБРАБОТКА ПОЛЕВЫХ ДАННЫХ

Как правило, после выполнения полевых работ возникает необходимость обработки «сырых» геодезических данных и выбор конкретного программного обеспечения зависит от использовавшегося метода измерений.

Согласно п. 5.3.2.2 СП 317.1325800.2017, топографическая съемка может выполняться: тахеометрическим методом, спутниковыми геодезическими определениями, воздушным лазерным сканированием в сочетании с цифровой аэрофотосъемкой, наземным статическим или мобильным лазерным сканированием, цифровой аэрофотосъемкой, в том числе с применением беспилотных летательных аппаратов, стереотопографическим методом и др. [3].

С помощью программ ПК КРЕДО, в свою очередь, можно выполнить камеральную обработку результатов полевых измерений, полученных различными методами. Остановимся подробнее на каждой из них.

КРЕДО ДАТ – наиболее известная программа ПК КРЕДО, с которой так или иначе сталкивался практически каждый геодезист во время обучения в вузе или непосредственно в работе. Функциональные возможности программы частично были представлены на предыдущем этапе. Основное же ее назначение — обработка материалов тахеометрической съемки. В КРЕДО ДАТ импортируются данные в форматах всех известных моделей электронных тахеометров, которые представлены на рынке геодезического оборудования, без предварительной конвертации в сторонних утилитах. На определенном этапе работы в программе можно выполнить поиск грубых ошибок измерений, а также, если необходимо, решить ряд других инженерно-геодезических задач (расчеты для выноса проектов в натуру, преобразования координат и др.). Кроме того,  предусмотрена обработка данных тахеометрической съемки с формированием точечных, линейных и площадных топографических объектов и их атрибутов при использовании полевого кодирования. Доступно создание собственной (пользовательской) системы полевого кодирования, что позволяет исполнителю оптимизировать рабочий процесс. В программе есть инструменты для построения поверхности по результатам выполненной съемки и отображения её с помощью горизонталей и градиентной заливки.

Одной из новинок текущей версии является возможность работы с информацией, представленной в трехмерном виде. Кроме стандартных сценариев обработки данных, 3D-окно позволяет легко и эффективно визуализировать фотоизображения, полученные камерой электронного тахеометра, тем самым обеспечивая синхронизацию фото и данных проекта. Результатом работы являются отчетные ведомости, чертежи и файлы в распространенных форматах. Помимо этого, в программе реализовано формирование и уравнивание ходов, полученных методом технического нивелирования, а также совместное уравнивание наземных измерений и сетей ГНСС.

Область применения КРЕДО ДАТ не ограничивается топографией, программа будет незаменимым помощником для обработки материалов, полученных в период ведения строительства, выполнения кадастровых работ и решении многих других задач.

КРЕДО ГНСС предоставляет пользователю функциональную возможность обработки базовых линий (в режиме «статика»), сеансов «Stop&Go» и траекторий беспилотных летательных аппаратов. Импорт реализован в форматах популярных спутниковых геодезических приемников, а также в формате RINEX. Программа осуществляет автоматический выбор оптимальной стратегии расчета, обеспечивающей более высокую точность и достоверность результатов, а также позволяет вручную максимально гибко управлять параметрами расчета. КРЕДО ГНСС поддерживает работу со всеми существующими глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС): GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou. Обработка может проводиться как совместно, так и по выбранной системе позиционирования, например, только по ГЛОНАСС. При наличии измерений ГНСС на точках с известными координатами можно для неизвестной системы координат рассчитать исходные геодезические даты, выполнить уравнивание спутниковой геодезической сети, а также решить множество других задач. Данные в программе представлены графически, что, несомненно, удобно и наглядно при работе с ними, присутствуют инструменты создания поверхности, которую используют для оценки качества выполненных работ. Результатом могут быть ведомости и каталоги соответствующего вида, а также электронные файлы в наиболее востребованных форматах.

Добавим к вышесказанному, что внедрение КРЕДО ГНСС в технологическую цепочку организации позволяет ГНСС-приёмники различных брендов и не зависеть от программного обеспечения производителей спутникового оборудования на этапе обработки данных.

Программа КРЕДО 3D СКАН предназначена для обработки облаков точек, полученных с помощью  лазерного сканирования или фотограмметрическим методом (рис. 2). Облако может быть импортировано в популярных форматах: LAS, LAZ, E57 или в любом текстовом файле. Сценарий импорта позволяет получить наглядную информацию об облаке точек, настроить его габариты, правильно интерпретировать координаты. Программа включает широкий набор инструментов с учетом особенностей работы с подобными данными: удаление «шумов», прореживание, применение различных фильтров по назначению, трансформация, декомпозиция плотного облака по слоям классификатора и др. [4].

Кроме того, в системе реализованы инструменты, которые позволяют в автоматическом режиме создавать цифровую модель местности, готовить данные по фактическому размещению средств организации дорожного движения, проводить оценку автомобильной дороги, получать модели открытых горных выработок и отвалов породы (материалов) в виде структурообразующих линий и прореженных точек, обрабатывать облака точек подземных горных выработок и замкнутых пространств.

Рис. 2. Результат классификации плотного облака точек по слоям в КРЕДО 3D СКАН

Программа КРЕДО ФОТОГРАММЕТРИЯ – новинка 2022 г., которая предназначена для обработки фотоизображений, полученных по результатам как аэрофотосъемки, так и наземной съемки, создания и обработки фотограмметрических облаков точек и ортофотопланов (рис. 3). Ее ключевой особенностью является возможность выполнения всего комплекса работ – от фотограмметрической обработки фотоснимков до получения цифровой модели местности и экспорта в распространенные форматы обмена данными: DXF/DWG, LandXML/TopoXML. В систему добавлены все необходимые инструменты автоматизированной обработки облаков точек: фильтрация, классификация, выделение рельефа, создание топографических объектов, подсчеты объёмов. При необходимости, программа позволяет импортировать облака точек из сторонних приложений, а также результаты топографической съемки, в этом качестве функционал тесно пересекается с КРЕДО 3D СКАН [5].

Подробная информация о программах  КРЕДО 3D СКАН и КРЕДО ФОТОГРАММЕТРИЯ приведена в статье, размещенной по ссылке и в журнале «Геопрофи» (6).

Следует отметить, что функциональных возможностей КРЕДО 3D СКАН и КРЕДО ФОТОГРАММЕТРИЯ достаточно для создания ЦММ. Однако при необходимости подготовки классических чертежей, ведомостей, линейных и поперечных профилей стоит обратить внимание на программы, которые будут рассмотрены далее.

Рис. 3. Плотное облако точек, сформированное в КРЕДО ФОТОГРАММЕТРИЯ

СОЗДАНИЕ ЦММ

Выделим программы из ПК КРЕДО, одной из основных задач которых является создание ЦММ. Это КРЕДО ТОПОПЛАН, КРЕДО ТОПОГРАФ и КРЕДО ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ (далее – топографическая тройка), созданные на платформе КРЕДО III. Они довольно схожи как визуально (по интерфейсу), так и по функциональным возможностям. Особенности вышеперечисленных программ на разных этапах создания топографического плана были подробно рассмотрены в статье «Выбираем: КРЕДО ТОПОГРАФ, КРЕДО ТОПОПЛАН или КРЕДО ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ» [7].

Базовой программой для создания цифровой модели местности инженерного назначения является КРЕДО ТОПОПЛАН. Ее функциональные возможности позволяют быстро создать качественную цифровую модель ситуации, цифровую модель рельефа, используя готовую библиотеку данных линий и штриховок, стилей отображения поверхностей, размеров, объектов тематического классификатора, шаблонов чертежей, ведомостей и т.д. Все условные знаки соответствуют правилам «Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500». В качестве исходных данных могут использоваться любые текстовые файлы, проекты в формате ПК КРЕДО и других программ (AutoCAD, MapInfo, Панорама), растровые изображения, форматы IFC, XML и др. На этапе работы над цифровой моделью ситуации доступен широкий набор инструментов по созданию точечных, линейных и площадных топографических объектов, при этом предусмотрена возможность автоматического размещения условных знаков по слоям согласно базе классификатора. В системе доступно выделение характерных участков рельефа структурными линиями (хребты, обрывы, границы болот и т.д.), а также моделирование вертикальных поверхностей (бордюров, набережных, подпорных стенок и т.п.) с помощью структурных линий с двойным профилем, построение разрезов произвольного сечения для анализа созданной модели рельефа.

Программа позволяет подготовить все необходимые выходные документы – чертежи, планшеты, ведомости в соответствии с нормативными требованиями; сформировать цифровую модель рельефа, согласно условным знакам установленного образца; воссоздать цифровую модель местности как в окне плана, так и в трехмерном виде. А, благодаря внутреннему обменному формату КРЕДО, импорт из других систем (КРЕДО ДАТ, КРЕДО 3D СКАН и др.) исключает потерю ранее полученных данных.

Для КРЕДО ТОПОГРАФ справедливы все функции КРЕДО ТОПОПЛАН, описанные выше, но есть и одно уникальное преимущество – это обработка данных геодезических измерений. Аналогично КРЕДО ДАТ в программе реализован импорт данных из электронных тахеометров, без дополнительных манипуляций со сторонними утилитами. На этапе уравнивания линейно-угловых измерений и ходов тригонометрического нивелирования учитываются необходимые поправки и локализуются грубые ошибки при их наличии. Использование настраиваемых систем полевого кодирования позволяет упростить создание элементов ситуации – в результате обработки информации, закодированной в процессе полевых работ, точечные, линейные и площадные топографические объекты создаются автоматически.

Программа КРЕДО ТОПОГРАФ обладает всеми функциональными возможностями для формирования ЦММ на основе традиционных средств измерений и будет незаменима как для организаций, так и индивидуальных предпринимателей, выполняющих только топографические съёмки.

Замыкает топографическую тройку система КРЕДО ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ, которая также включает в себя все функции КРЕДО ТОПОПЛАН, но имеет и ряд ключевых особенностей: трассирование линейных сооружений, создание и работа с «поперечниками», автоматизированное создание однотипных профилей, широкие возможности экспорта. В системе доступно моделирование и просмотр профилей линейных тематических объектов, в том числе подземных и наземных коммуникаций. При необходимости можно импортировать геологические данные и просматривать геологический разрез по продольному и поперечному профилю линейного объекта. По итогам работы выпускаются все необходимые отчетные документы: ведомости углов поворота, прямых и кривых элементов плана трассы, разбивки закруглений, отметок профиля, ведомости семантических свойств и тематических объектов классификатора по площадке, вдоль линии трассы и пересекающихся с линией.

В системе КРЕДО ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ можно создать цифровую модель местности по материалам линейных изысканий, выполнить интерактивное трассирование, а также построить продольные и поперечные профили линейных объектов можно.

Цифровая модель местности, сформированная в любом продукте из топографической тройки, может быть экспортирована в различных форматах, в том числе и в IFC (Industry Foundation Classes) с сохранением семантической информации тематических объектов (рис. 4). Кроме того, доступность импорта геологических изысканий, новых 3D объектов, текстур и материалов позволяют использовать систему в качестве платформы для создания полноценной инженерной цифровой модели местности, что особенно актуально в настоящее время [8].

Рис. 4. Фрагмент инженерной цифровой модели местности, сформированной на основе данных лазерного сканирования с помощью КРЕДО 3D СКАН и КРЕДО ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

Так как же выглядит оптимальное рабочее место геодезиста или топографа в ПК КРЕДО? Однозначно ответить на этот вопрос затруднительно. Это может быть одна система КРЕДО ТОПОГРАФ или технологическая цепочка из программ КРЕДО ДАТ, ТРАНСФОРМ, КРЕДО ТОПОПЛАН. Обусловлено это и широким набором методов, используемых при топографической съёмке, и требованиями к конечным результатам выполненных работ.

В данной статье были описаны функциональные возможности программ ПК КРЕДО и задачи, которые они позволяют решить. В каждой организации собственная уникальная специфика работы и оснащение конкретного рабочего места требует индивидуального подхода, поэтому специалисты КОМПАНИИ «КРЕДО-ДИАЛОГ» всегда готовы помочь с выбором, внедрением и технической поддержкой. Полнофункциональные версии программ для ознакомления также можно заказать на сайте КОМПАНИИ «КРЕДО-ДИАЛОГ».

Список литературы

1. Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных. –https://reestr.digital.gov.ru/.
2. Шарипов Д.М. Анализ особенностей геодезического обеспечения реконструкции действующих промышленных объектов // Магистерская диссертация, МИИГАиК, 2020.
3. СП 317.1325800.2017 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Общие правила производства работ» / Утв. и введен в действие приказом Минстроя России от 23 июня 2018 г. № 1702 /пр. – М. : Минстрой России, 2018.
4. Грохольский Д.В. Классификация облаков точек и создание ЦММ в новой версии программы КРЕДО 3D СКАН // Геопрофи. — 2019. — № 4. — С. 12–15.
5. Грохольский Д.В. КРЕДО ФОТОГРАММЕТРИЯ — Новая программа комплекса КРЕДО // Геопрофи. — 2021. — № 5. — С. 13–15.
6. Грохольский Д.В., Кукареко И.С., Серафимович Г.В. Сравнение функциональных возможностей программ КРЕДО 3D СКАН и КРЕДО ФОТОГРАММЕТРИЯ// Геопрофи. – 2022. — № 2. С. 15–18.
7. Серафимович Г.В, Кукареко И.С. Выбираем: КРЕДО ТОПОГРАФ, КРЕДО ТОПОПЛАН ИЛИ КРЕДО ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ // Геопрофи. — 2021. — № 1. — С. 22–25.
8. СП 333.1325800.2020 «Информационное моделирование в строительстве» / Утв. приказом Минстроя России от 31 декабря 2020 г. N 928/пр и введен в действие с 1 июля 2021 г. /пр. – М. : Минстрой России, 2021.