2.1. Цифровая модель местности

При автоматизированном проектировании автомобильных дорог основным источником информации о местности служат цифровые модели местности (ЦММ). Составными частями цифровой модели местности являются: цифровые модели рельефа местности, цифровые модели ситуации, цифровые модели геологического и гидрогеологического строения местности, цифровые модели распределения экологических параметров на местности и др. Цифровые модели местности могут быть регулярными, нерегулярными, статистическими [14].

Основной объем данных для формирования цифровой модели местности (ЦММ) и проектирования на ней различного рода объектов приходит из CREDO DAT, CAD CREDO и других систем сбора и обработки топографической информации. Эти данные поступают через открытый обменный формат (ООФ) и могут содержать всю необходимую информацию для полного автоматизированногопостроения ЦММ.

Различают цифровые модели рельефа местности (ЦМР), ситуации (ЦМС) и объемные геологические модели местности (ОГМ). Цифровая модель рельефа – это множество треугольных граней, построенных на точках (вершинах граней) с координатами X,Y,Z. Построенное множество треугольных граней названо триангуляцией. Множество треугольников аппроксимирует участки различных поверхностей (естественные и спланированные поверхности земли, искусственные покрытия, поверхности отдельных геологических слоев и др.).

Алгоритм формирования ЦМР использует информацию о Точках, Структурных линиях и Контурах рельефа (рис. 2.1).

Точка ЦМР имеет три координаты: X,Y,Z. Точки могут быть рельефными или рельефно-ситуационными.

Структурная линия – линия, соединяющая существующие или вновь построенные точки ЦМР и однозначно определяющая триангулирование участка поверхности.

Система CREDO TER позволяет отображать рельеф в пределах соответствующего контура различными видами горизонталей:

• аппроксимационными и линейно-интерполяционными сплайнами: естественные поверхности,

• прямыми линейно-интерполированными: антропогенные формы рельефа.

В пределах контура можно проводить дополнительные горизонтали и менять шаг горизонталей.

В некоторых случаях рельеф можно не отображать горизонталями, например, искусственные покрытия, водоемы и т.п.

Обрывы и откосы отображаются в отдельном контуре соответствующим условным знаком.

Участок поверхности, аппроксимируемый множеством треугольных граней, ограничен контуром. Контур – это замкнутая не пересекающаяся ломаная линия. В ЦМР реальных объектов, как правило, может быть много контуров. Контур рельефа — участок поверхности, имеющий, однородный рельеф. Это позволяет выделять формы рельефа, на границах которых горизонтали ломаются, сдвигаются или обрываются:

• обрывы,

• ямы,

• откосы выемок и насыпей,

• водоемы,

• карьеры,

• поверхности с искусственным покрытием и т. д.

Рис 2.1. Элементы цифровой модели рельефа

Однозначность создания ЦМР при построении контуров обеспечивается их различным взаиморасположением:

• пересекающиеся контуры,

• смежные контуры,

• внутренние контуры, касающиеся или не касающиеся внешнего контура.

Цифровая модель ситуации представляет собой систему элементов ситуации как множество условных знаков на плане, которыми отображается разнообразная топографическая информация. Как правило, в системе CREDO TER ЦМС формируется на основе рельефных и ситуационных точек. Элементы ЦМС отображаются масштабными и внемасштабными условными знаками в соответствии с требованиями к топографическим планам [4, 13]. Система элементов ЦМС включает площадные, линейные и точечные объекты (рис. 2.2).

Рис 2.2 Элементы цифровой модели ситации

Площадной объект - участок поверхности, ограниченный ситуационным контуром и заполняемый масштабным условным знаком (лес, сельхозугодие, здание и т.п.). Линия контура отображается соответствующим условным знаком, а площадь контура выделяется цветом и условными знаками заполнения.

Линейный объект — прямая или ломаная линия с внемасштабно выражающейся шириной и отображаемая соответствующим условным знаком (ЛЭП, ограждения, границы и т.п.).

Точечный объект — точка с внемасштабным условным знаком (опора ЛЭП, репер, памятник т.п.).

Объемная геологическая модель местности – информационная система, описывающая геологическое строение площадки или полосы изысканий. Под геологическим строением площадки в системе CREDO_GEO понимается совокупность геологической информации по любой точке, находящейся внутри некоторой части пространства, называемой геологическим пространством площадки. Геологическое пространство распологается между поверхностью рельефа и и поверхностью изученности площадки по глубине и не ограничено размерами в плане.

Поверхность рельефа определяется данными по цифровой модели рельефа (ЦМР), создаваемыми в системах CREDO_TER и CREDO_MIX и используемыми в системе CREDO_GEO. При отсутствии данных по ЦМР поверхность рельефа принимается по поверхностям кровли верхних литологических слоев на площадке. Поверхность изученности площадки по глубине создается на основе данных по глубинам литологических колонок исходных выработок, состоит из поверхностей подошв нижних слоев и может корректироваться Пользователем.

При проектировании на основе ЦММ Пользователь создает модели различных объектов: площадных, линейных и точечных, а также трассы линейных сооружений.

Трасса линейного сооружения строится в виде ломаной линии опорного хода, которую в дальнейшем можно перестраивать различными методами с добавлением и удалением вершин углов, а в углы поворота вписывать простые и составные кривые (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Трасса линейного сооружения на основе ЦММ

Объект проектирования может состоять из одной трассы или компоноваться из нескольких трасс разной конфигурации. В одном каталоге на одной и той же ЦММ можно проектировать несколько объектов. По трассам можно выполнять продольные и поперечные разрезы. Продольный разрез проводится по трассе, а поперечный - по нормали к ней. Продольный и поперечный разрез можно просматривать для анализа размещения объекта проектирования на земной поверхности и относительно других объектов на местности.