CC BY
110
СОВРЕМЕННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ, ТЕХНОЛОГИИ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ Пухаев Л.А.1, Кочиев Г.К.2
1Пухаев Лев Аронович - старший преподаватель;
2Кочиев Геннадий Константинович - старший преподаватель, кафедра инженерно -технических дисциплин, Юго-Осетинский государственный университет им. А.А. Тибилова, г. Цхинвал, Республика Южная Осетия
Аннотация: цель статьи - исследовать современные средства программного обеспечения геодезических расчетов в инженерной геодезии. Показано, что к основным возможностям программного обеспечения геодезических расчетов в инженерной геодезии относятся процессы создания цифровых векторных планов и карт, расчет основных видов ходов теодолитов, трансформация координат пунктов и объектов, интерполирование горизонталей, импорт данных из широкого спектра форматов внешних данных, а также электронных тахеометров, мощный генератор отчетов со встроенным языком программирования, набор гибко настраиваемых шаблонов. В выводах исследования отмечено, что сегодня геодезические программы - это группа программ, с помощью которых решаются различные задачи отрасли инженерной геодезии и землеустройства. Существуют геодезические программы, объединяющие в себе несколько функций, нужных для реализации той либо другой задачи, а есть и узко-ориентированные. Новизна исследования состоит в том, что компьютерные программы и комплексы оцениваются с точки зрения возможности их практической реализации расчетов в инженерной геодезии, а также с учетом доступности, понятности и дополнительных функций.
Ключевые слова: геодезические работы, инженерная геодезия, ГИС-технологии, автоматизированное проектирование, программный комплекс.
MODERN TOOLS, TECHNOLOGIES AND SOFTWARE IN ENGINEERING
GEODESY Pukhaev L.A.1, Kochiev G.K.2
1Pukhaev Lev Aronovich - Senior Lecturer;
2Kochiev Gennady Konstantinovich - Senior Lecturer, DEPARTMENT OF ENGINEERING AND TECHNICAL DISCIPLINES, SOUTH OSSETION STATE UNIVERSITY NAMED AFTER A.A. TIBILOV, TSKHINVAL, REPUBLIC OF SOUTH OSSETIA
Abstract: the purpose of the article is to explore modern software tools for geodetic calculations in engineering geodesy. It is shown that the main features of the software for geodetic calculations in engineering geodesy include the creation of digital vector plans and maps, the calculation of the main types of theodolite moves, the transformation of the coordinates ofpoints and objects, the interpolation of contour lines, the import of data from a wide range of external data formats, as well as electronic total stations, a powerful report generator with a built-in programming language, a set of highly customizable templates. The conclusions of the study noted that today geodetic programs are a group of programs that solve various problems in the field of engineering geodesy and land management. There are geodetic programs that combine several functions necessary for the implementation of a particular task, but there are also narrowly focused ones. The novelty of the study lies in the fact that computer programs and complexes are evaluated in terms of the possibility of their practical implementation of calculations in engineering geodesy, as well as taking into account accessibility, understandability and additional functions. Keywords: geodetic works, engineering geodesy, GIS-technologies, computer-aided design, software package.
УДК 528.482
Важной составляющей частью землеустройства являются топографо-геодезические работы, основной задачей которых появляется обеспечение топографической основы в виде карт и планов землеустроительных действий [1-5]: создание новых, а также упорядочение существующих проектов землеустройства с устранением неудобств в расположении земель; уточнение и изменение пределов с использованием на основе схем районной планировки; внутрихозяйственной организации территории агроформирований с введением экономически обоснованных севооборотов и устройства всех других сельскохозяйственных угодий. Каждое из указанных действий требует автоматизированной системы обработки информации, включающей наличие программного комплекса по обработке материалов полевых измерений, средств автоматизированного ввода данных и графической информации, прорывами для обработки графики и автоматизированного чертежа, устройств вывода графической и текстовой информации [1].
Вопросами информационного обеспечения и применения ГИС расчетов в инженерной геодезии занимались как зарубежные, так и отечественные ученые, а именно: Курбанова Л.К. [1], Подболотова Л.П.
[2], ЗименковаК.А. [2], Шадманов М.Р. [2], Кудрин В.С. [4], Бадмаева С.Э. [4], Кудрина К.Ю. [4] и др. Однако вопрос анализа геодезических программ в землеустройстве еще не стал предметом широкого обсуждения в научной и методической литературе.
Цель статьи - исследовать современные средства программного обеспечения геодезических расчетов в инженерной геодезии.
Современное специализированное программное обеспечение позволяет выполнять импорт/экспорт, редактирование и проработка измерений электронных тахеометров, но одновременно не обеспечивает визуализацию полученных данных. Так называемое коммуникационное программное обеспечение, установленное в персональном компьютере, предназначено для обмена данными между внутренней памятью электронных устройств и компьютером, а также редактирования полученных данных. Сегодня существует большое количество программного обеспечения, применяемого для предварительной проработки геодезических измерений. Обычно такие приложения могут работать только с определенными типами файлов в зависимости от электронного тахеометра
Геодезические работы в инженерной геодезии включают широкий комплекс различных направлений [4] - рис. 1:
1. Построение геодезического съемочного обоснования - в виде ходов триангуляции, трилатерации и полигонометрии; нивелирных съемок-зарубок.
2. Различные виды съемок: аэрофототопографические (разделяющиеся на контурные, стереотопографические и комбинированные), фототеодолит, мензул ьные, теодол итные, ни вел ирные, тахеометрические и кадастровые съемки.
3. Картографическое обновление -проводят по результатам аэрофотосъемок с привязкой их к геодезическому обоснованию.
4. Внесение поправок в планы и карты -нанесение новых объектов и контуров или удаление пропавших объектов и контуров из имеющихся карт и планов, выполняемых с помощью топографических съемок местности.
5. Создание и оформление карт и планов по результатам исполнительных съемок.
6. Определение площадей земельных угодий с составлением экспликации (выполняется по результатам измеренных линий и углов в натуре с применением специальных формул).
7. Предварительное и техническое проектирование объектов.
8. Подготовка к переносу проекта в натуру (включает подготовку данных).
9. Вынос проекта на местность
10. Проведение исполнительных съемок (для построенных объектов или объектов в стадии строительства с целью контроля).
Рис. 1. Комплекс направлений геодезических работ в инженерной геодезии
В рамках эмпирической систематизации, обобщения и анализа современного программного обеспечения геодезических расчетов в инженерной геодезии в России, было установлено, что самыми популярными программами для автоматизированного проектирования являются CAD программы (табл. 1), предназначенные для автоматизации обработки данных инструментальной геодезической съемки местности и инженерного проектирования в жилищном, промышленном и транспортном строительстве [6-9].
Таблица 1. Программы для автоматизации обработки данных инструментальной геодезической съемки местности и инженерного проектирования жилищном, промышленном и транспортном строительстве
Название программы Элементы характеристики
AutoCAD Самая популярная программа для автоматизированного проектирования. Предлагает возможность работы в режимах 2D и 3D. Есть несколько версий программы, направленных на развитие конкретных отраслей. Предоставляет полную совместимость с форматом. dwg, который является основным форматом CAD-файлов.
Civil3D Расширение автокад (надстройка) с улучшенными возможностями проектирования автодорог, сетей канализации, водопровода.
MicroSurveyC AD Полнофункциональная САПР для обработки данных инженерно -геодезических изысканий и проектирования плоскостных и линейно-протяженных объектов.
ProgeCAD Доступна по возможностям и мощное CAD ПО, поддерживающее формат DWG, совместимое с Windows 7, встроенной системой трехмерного моделирования, возможностью обработки растровых изображений, импортированием растровых изображений в векторное.
ArchiCAD Программа для архитектурного проектирования.
BricsCAD Программа проектирования CAD обеспечивает высокую совместимость с форматом dwg. Работает в операционных системах Windows и Linux, доступна русскоязычная версия.
GstarCAD Программа позволяет работать в режимах 2D и 3D; доступны отраслевые накладки, единственная программа, кроме AutoCAD и Дизайн+, которая предлагает меню в виде ленты, работает в операционной системе Windows, доступна в русской языковой версии.
NanoCAD Работает в 2D и 3D режимах, имеет все необходимые инструменты и функции для быстрой и эффективной работы с файлами dwg, с которыми программа не имеет проблем и характеризуется высокой совместимостью. В последней русскоязычной версии приложения можно работать в операционных системах Windows.
ДИЗАИН+ Это программное обеспечение оборудовано всеми необходимыми функциями проектирования. В ней можно работать в режимах 2D и 3D, имеет меню в виде ленты. Обеспечивает высокую совместимость с базовым форматом CAD, то есть dwg. Доступна русскоязычная версия, предназначенная для работы в операционной системе Windows.
Источник: [10].
Таким образом, землеустроительные работы в рамках использования современного программного обеспечения геодезических расчетов в землеустройстве можно отнести к задачам геоинформационного (пространственного) анализа, поскольку их выполнение требует учета влияния факторов, имеющих количественные характеристики, пространственную привязку и пространственные отношения.
Далее проведен обзор функционалов и возможностей выделенного программного обеспечения геодезических расчетов в инженерной геодезии - рис. 2.
Анализ функционалов и возможностей программного обеспечения геодезических расчетов в инженерной геодезии показывает, что выделенное на рис. 2 многообразие изученных программ геодезических расчетов в инженерной геодезии обеспечивает комплексность решения многих задач в данной сфере.
Программа «Digitals» (производитель: Научно-производственное предприятие «Геосис-тема») предназначена для создания/обновления топографических и специальных карт, издания карт городского кадастра и землеустройства, решения инженерных и прикладных задач. Имеет возможность взаимодействия с другими программными продуктами: Microsoft Word/Excel. Объединяет возможности создания цифровых карт для ГИС и подготовку топографических карт к изданию; содержит настраиваемые слои, атрибуты объектов, условные знаки и шаблоны системы. Дополнена модулями стерео обработки. В новой версии пакета есть возможность записи файлов в новом формате кадастрового файла IP-5. Для составления этого файла введен шаблон XMLNormal.dmf
Комплекс Groma - предназначена для геодезических вычислений. С ее помощью можно решить все геодезические задачи. Более того, она дает
возможность создавать простую графику, дигитализовать растровые данные и обрабатывать данные в форматах всех журналов отдельно и группами. Программа содержит расчетные задачи: полярный метод, ортогональный метод, групповой полярный метод, обратную засечку, обратную угловую засечку, многократную обратную угловую засечку, линейную засечку, сечение прямых, все типы полигонометрических ходов, высотные ходы, , трансформацию координат углов и длин, расчет высот станций, расчет кубатуры и т.д.
инженерной геодезии: прямую угловую засечку (однократную, многократную); обратную угловую засечку (однократную, многократную); линейную засечку; созданную засечку; задачу Ганзена;
полярную засечку (расстояния измеряются по рулетке); полярную засечку (расстояния измеряются по рельсу); обратную геодезическую
задачу; прямую геодезическую задачу; определение параметров пересчета координат в другую систему; пересчет координат в другую систему; координаты пересечения двух прямых; расстояние от точек до прямой по линии перпендикуляра; определение координат точек перпендикулярами от созданной линии; вычет параметров цепочки точек по их координатам; центральную систему; расчет треугольника по трем известным элементам; геодезический четырехугольник; вычисление площади замкнутой фигуры по координатам углов; вычет замкнутого и разомкнутого теодолитных ходов; вычет висящего теодолитного хода; проработка журнала круговых
Рис. 2. Обзор функционалов и возможностей выделенного программного обеспечения геодезических расчетов в
инженерной геодезии [10, 11]
В статье исследуется современное программное обеспечение геодезических расчетов в землеустройстве. Компьютерные программы и комплексы оцениваются с точки зрения возможности их практической реализации расчетов в инженерной геодезии, а также с учетом доступности, понятности и дополнительных функций.
Именно применение и широкое внедрение новейших геодезических программ и ГИС-технологий обеспечивает большую точность и качество землеустроительных работ, а также повышает качество землеустроительной документации и планово-картографического материала, что позволяет более эффективно управлять земельными ресурсами. Учитывая особенности землеустроительного производства на территории России, были разработаны современные отечественные комплексы «Digitals», «Геопроект», «Инвент-Град», ГИС «Карта» и другие.
Сегодня геодезические программы - это группа программ, с помощью которых решаются различные задачи отрасли инженерной геодезии и землеустройства. Есть геодезические программы, объединяющие в себе несколько функций, нужных для реализации той либо другой задачи, а есть и узко ориентированные.
Практическая значимость исследования состоит в формировании комплекса критериев оценивания компьютерных геодезических программ с точки зрения возможности их практической реализации расчетов в инженерной геодезии, а также с учетом доступности, понятности и дополнительных функций. Перспективы дальнейших исследований связаны с рассмотрением современного программного обеспечения геодезических расчетов в инженерной геодезии в рамках реализации технологий «Больших данных» в них.
Список литературы /References
1. Курбанова Л.К. (2021). Внедрение современного геодезического оборудования в образовательный процесс по направлению подготовки «Землеустройство и кадастры». Вестник науки и образования. 10-1(113): 81-85.
2. Подболотова Л.П., Зименкова К.А., ШадмановМ.Р. (2021). Современные технологии землеустройства на службе управления земельными ресурсами и объектами недвижимости. Образование. Наука. Научные кадры. 1:114-117.
3. Волков С.Н. (2013). Землеустройство. Колос. Москва.
4. Кудрин В.С., Бадмаева С.Э., Кудрина К.Ю. (2018). Применение современных технологий при межевании земельных участков. Материалы Национальной научной конференции Современные проблемы землеустройства, кадастров, природообустройства и повышения безопасности труда в АПК, Красноярск, 20 мая 2021 года.
5. Манухов В.Ф., Шпак Д.Д., Эрфурт В.С. (2021). Использование глобальных систем позиционирования при проведении инженерно-геодезических изысканий. Огарёв-Online. 5(158): 2.
6. Варфоломеев А.Ф., Манухов В.Ф. (2017). Обработка геодезических данных с использованием современных программных продуктов. Издательство Мордовского университета, Саранск.
7. Варфоломеев А.Ф., Чудайкина О.Ю. (2015) Использование RTK-режима систем глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС при проведении топографических работ Огарёв-Online. 4 (45): 8.
8. Манухов В.Ф., Тюряхин А.С. (2005) Глоссарий геодезических терминов. Издательство Мордовского университета, Саранск
9. Манухов В.Ф. (2008) Совершенствование методов топографических съёмок и инженерно-геодезических работ с использованием современных технологий. Вестник Мордовского университета. 1: 105.
10. Геодезические программы: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://geostart.ru/geopo.htm/ (дата обращения: 04.11.2021).
11. Groma - геодезическая программа для среды MSWindows: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.groma.cz/ru/showpage.php?id=groma.htm/ (дата обращения: 04.11.2021).
