Что такое цмм в геодезии

Что такое цифровая модель местности (ЦММ)

Цифровые модели местности используются для анализа трехмерной поверхности земли, проектирования и визуализации территорий, для вычисления объемов на месторождениях открытого типа.

Цифровая модель местности (ЦММ) — представление территории в 3D виде, информация о которой получена с помощью сканирования LIDAR-оборудованием или методом аэрофотосъемки. Модель местности в виде облака точек отображает рельеф, растительность, здания и другие объекты, находящиеся на участке в процессе съемки.

Где и для чего используется ЦММ

Цифровые модели служат дополнительным материалом для проектировщиков, дизайнеров, геодезистов. По ЦММ можно рассчитать оптимальные параметры при строительстве зданий и сооружений, разработать дизайн-проект городской застройки, визуализировать проектные решения.

Дистанционные способы получения информации о местности (сканирование и аэрофотосъемка) многократно упростили процедуру геодезической съемки участков земной поверхности. Сегодня производительность облета территории на беспилотном или пилотируемом самолете – несколько тысяч гектар в день. Моделирование в трехмерном виде сократило сроки и стоимость изыскательских работ.

**Сферы применения цифровых моделей местности:**

Построение рельефа для топографических планов;

Определение объемов открытых горных работ;

Исполнительные BIM-модели уровня LOD-2;

Визуализация проектных решений;

Выбор оптимального пути линейного объекта;

Мониторинг территории, путем сравнения двух ЦММ, выполненный в разное время;

Определение точек установки городских видеокамер с исключением «мертвых» зон.

На сегодняшний день основной способ проектирования, связанный с земной поверхностью, основывается на цифровых моделях местности, рельефа и триангуляции на их базе. С помощью ЦММ можно заранее оценить возможные факторы риска при строительстве и других работах, избегая негативных последствий от возможного воздействия природных факторов.

Как получают данные для построения ЦММ

Для создания цифровой модели полигона необходим большой объем информации о месторасположении характерных точек всех объектов, расположенных на территории. Это их координаты, высоты, цвет. В настоящее время сбор информации ведется с воздуха или с наземных сканеров – это практичная, быстрая и точная съемка местности с использованием летательных аппаратов. Собранный массив насчитает миллионы и миллиарды точек, собранные данные обрабатывается в специальном программном комплексе. В результате можно получить точную цифровую модель местности в течение нескольких часов.

Виды ЦММ

Информация о полигоне будущих работ в зависимости от поставленных задач может быть представлена в следующих видах.

Колоризованного плотного облака точек

Многоуровневые тайловые модели.

Полноценная деятельность современных инженеров, застройщиков, проектировщиков при разработке планов градостроительства и освоения территорий невозможна без ЦММ — исчерпывающей высокоточной базы данных о ландшафтных условиях интересующего полигона будущих работ.

Технология построения цифровых моделей

Методом аэросъемки

Исходными данными, полученными в процессе аэрофотосъемки с БПЛА, являются фотографии и данные об их местоположении в момент спуска затвора камеры. Изображения сохраняются в формат RAW-файлов. Затем производится их обработка с применением специального ПО в несколько этапов.

В результате фотограмметрической обработки данных получаются ЦММ с пространственным разрешением от 1 см на пиксель, в зависимости от необходимой точности.

Методом лазерного сканирования

Сканирующие системы имеют преимущество перед аэрофотосъемочной методикой в плотности облака точек. Их используют для создания трехмерных моделей застроенной, залесенной области изысканий. В отличие от воздушного лазерного сканирования (ВЛС), аэрофотосъемка не сможет собрать отметки рельефа в густом лесу. Точность отражения импульса позволяет укладываться в погрешность 2-3 мм по высоте, что значительно точнее АФС.

Источник

Понятие о цифровой модели местности

Цифровая модель местности (ЦММ) представляет собой совокупность данных (плановых координат и высот) о множестве её точек. Указанная совокупность может представлять собой отдельно цифровую модель рельефа (ЦМР) и цифровую модель контуров (ЦМК), т.е. ситуации местности. В последнем случае элементы ситуации могут быть заданы только плановыми координатами Х и Y. Цифровая модель рельефа обязательно задаётся одновременно плановыми координатами и высотами Н.

Цифровая информация о местности очень удобна для представления и хранения в электронном виде.

Цифровая модель местности: а) представление ситуации; б) представление рельефа.

Аналитическая форма представления ситуации (рис. 8.1 а) имеет вид таблицы с номерами точек (1 – 26), их координатами Х, У и указанием взаимосвязи точек контура, например, 1-2-3-4 – сплошной контур дома, 25- 24-26 – контур леса. Такая информация записывается в кодированном виде в таблице.

При задании рельефа в аналитической форме используют два метода. В первом, в зависимости от сложности рельефа, координаты и высоты точек определяют в узловых точках сплошной равномерной сети равносторонних треугольников и квадратов. В каких-то местах эта сеть может быть гуще, в других – реже. Такой метод имеет недостаток, определяемый рассогласованностью выбора координируемой точки с характером рельефа местности. Во втором методе (рис. 7.1 б) выбор координируемых точек определяется особенностями рельефа в тех или других частях местности. Точки выбирают на характерных линиях (линиях водослива и водораздела), на вершинах возвышенностей и по дну котловин (ям), в седловинах, в местах перегибов рельефа с выделением фрагментов с однородным склоном и т.п. Таким образом, во втором методе используется подход, соответствующий методике топографической съёмки рельефа, например, при тахеометрической съёмке.

Оставьте свой отзыв, комментарий или задайте вопрос

Источник

Цифровая модель местности — определение, виды, порядок построения

Время прочтения: 4 минуты

Начать проектировочные работы невозможно без точных сведений о территории будущей застройки. Для детального анализа поверхности рельефа и объектов при разработке масштабных проектов применяется цифровая модель местности (ЦММ). Ее построение осуществляется с помощью топографических карт.

Фактически, ЦММ — изображение плановых координат и высот конкретного участка местности, имеющее математическое представление. С ее помощью проектные организации анализируют поверхность рельефа. Проводят мониторинг состояния территории и расположенных на ней объектов. Контролируют объем проводимых работ, решают прочие задачи в рамках аналитических проектных задач. Также 3D-модель местности часто используется для BIM-проектирования.

Для чего нужна ЦММ?

Невозможно исследовать каждый сантиметр территории при больших масштабах. Поэтому приходится определять значения неизведанного пространства по соседствующим дискретным данным с помощью применения математических методов. ЦММ отражает гипотетические сведения о том или ином участке поверхности. Также учитываются его геопространственные координаты, характеристики и возможные реакции на то или иное воздействие. Кроме анализа поверхности рельефа, цифровое представление может использоваться для:

Быстрого построения карт (крутизны, экспозиции склонов, др.);

Вертикальной планировки участка по заданным параметрам;

Разработки рациональных вариантов строительства здания, сооружения;

Осуществления расчета площадей и объемов земляных работ;

Детального анализа экспозиции и уклонов склонов;

Представления, анализа полученных данных в 3-х измерениях;

Анализа зон видимости и т.д.

Инженерная цифровая модель местности может понадобится для картографирования и обустройства площадки при проектировании ландшафтного дизайна. Также применяться при проектировании зданий, автомобильных дорог, магистралей, развязок. Для решения задач по охране территории, проведения научных исследований.

Виды цифровых моделей местности

Информация об участке, представленная в цифровом виде, удобна для представления, хранения, обработки. В зависимости от целей, совокупность данных может быть представлена в формате:

Модели рельефа цифровой (ЦМР). Содержит информацию о рельефе территории. Она представлена набором точек с известными координатами, высотами. Также отображаются связи между ними, способы определения высот новых точек по заданным плановым отметкам.

Цифровой модели контуров (ЦМК). Содержит данные о характеристиках и плановом положении объектов, связях между ними.

Цифровая модель рельефа местности одновременно содержит плановые координаты и высоты Н, а во втором случае задействованы только плановые высотные координаты Х, Y.

Построение цифровой модели местности

При проектных аналитических работах эффективно использовать ЦММ. В этом случае моделирование осуществляется на базе топографических карт.

С целью прогнозирования информации о рельефе на исследуемом участке и построения модели используют математические методы:

Принципы триангуляции Делоне;

Метод обратных взвешенных расстояний;

Тренд-интерполяция, а также различные формулы, закономерности.

Для быстрого получения цифровой модели местности, а также её обработки применяют специальное программное обеспечение.

Преимущества «Гектар Групп»

Формирование ЦММ для задач проектирования производят на базе топографических карт. Здесь важна точность первичных данных.

Ошибки, допущенные при построении топографического плана и ЦММ приводят к принятию нерациональных проектных решений. В свою очередь, это может стать причиной переделок, аварий, дополнительных расходов средств (до 35%) во время строительства. Чтобы исключить эти проблемы, доверьте проведение исследований экспертам «Гектар Групп».

С нами ЦММ местности (по фотоснимкам, цены на нее начинаются от 17 000 руб. за 1 га), будет построена в соответствии с нормативными документами.

5 причин сотрудничать с нами:

Команда инженеров-геодезистов с опытом работы от 5 лет;

Высокоточные тахеометры с 3-х, 1-но секундной точностью, нивелиры, GPS-оборудование, квадрокоптеры;

Наличие ПО для обработки данных: Топоматик Robur, AutoCAD Civil 3D, ПО CREDO ТОПОПЛАН, CREDO_DOS;

Ускоренное согласование топоплана с эксплуатирующими организациями. За счет понимания их требований, нюансов;

Материальная и юридическая ответственность за результаты испытаний.

Свяжитесь с нами и получите бесплатную консультацию эксперта прямо сейчас!

Источник

Создание цифровой модели местности с помощью приложения МенюГЕО на платформе Autodesk AutoCAD

Введение

Цифровая модель местности (ЦММ) – совокупность данных (пространственных координат) о каком-либо множестве точек, которая представляет собой многослойную модель, состоящую из частных моделей (слоев), например, из ситуации (здания, сооружения, дорожная сеть и т.д.), рельефа (отметки и глубины точек), а также технико-экономических, геологических и других характеристик. Указанная совокупность может представлять собой отдельно цифровую модель рельефа (ЦМР) и цифровую модель ситуации (ЦМС) (ситуации местности). [1]

Цифровые модели местности в некоторой степени составляют определенный пласт в информационном обеспечении ГИС (географических информационных системах), АИС для ведения кадастров (автоматизированных информационных системах), системах позиционирования и навигации. Модели местности выступают в данном случае в качестве картографической основы для привязки полученных в результате инженерных изысканий, земельно-кадастровых работ, обследований данных в пространстве.

МенюГЕО представляет собой программный комплекс, который работает на базе AutoCAD. МенюГЕО позволяет решать ряд прикладных задач, упрощает и автоматизирует проектно-изыскательские работы, предназначен для использования специалистами по изысканиям, а также проектировщиками инженерных сооружений. МенюГЕО разрабатывается разными авторами, например, программа выравнивания строк «ATextDen» принадлежит Флюстикову Д., ее прототипом послужила программа Алексея Бабуйчика «aMoveTxt» (Copyright (C) 2001 by AlexSoft, Babishuk A.V.).

Начало проектирования этого программного комплекса было положено в 2006 году, а совершенствование и дополнение происходит и по сей день. К сожалению, данное приложение еще не имеет лицензии, но активно используется многими специалистами.

Актуальность создания цифровой модели местности с помощью приложения МенюГЕО на платформе Autodesk AutoCAD заключается в удобстве хранения и обработки пространственных данных, а также конечного представления картографического материала. Кроме того, в программном обеспечении AutoCAD есть возможность экспорта ЦММ в ряд других программ в форматах dwf, fbx, wmf (метафайл), sat (ACIS), stl (литография), eps, dxk, bmp, dwg, dgn, iges.

Целью данной работы является создание цифровой модели местности с помощью цифровой обработки материалов наземной автоматизированной топографической съемки. В качестве объекта был выбран храм Приход Святой равноапостольной княгини Ольги, расположенный по адресу: г. Нижний Новгород, ул. Верхнепечерская, д. 8А.

Для появления в программе AutoCAD ряда дополнительных команд, в том числе импорта точек из текстового файла, был загружен файл адаптации (cuix) menuGEO 0_15. Это производилось с помощью диалогового окна «Загрузка/выгрузка адаптаций», которое было вызвано командой МЕНЮЗАГР (рис.1.1).

Рисунок 1.1 – Окно «Загрузка/выгрузка адаптаций»

При этом для корректной работы в параметрах во вкладке «Файлы» были указаны пути доступа к вспомогательным файлам (сопутствующие файлы адаптации). После загрузки адаптации в строке меню появилась вкладка МенюГЕО (рис.1.2).

Рисунок 1.2 – Вкладка меню «МенюГЕО»

Затем с помощью последовательности команд: «Импорт/экспорт точек – Импорт точек» было открыто окно импорта, в котором был выбран необходимый текстовый файл (он является результатом тахеометрической съемки), а также были установлены параметры, указанные на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Окно «Импорт»

Таким образом, после выполненных действий в пространстве модели появились пикеты с номерами точек и отметками (рис.1.4).

Рисунок 1.4 – Импортированные съемные точки в пространстве модели

На следующем этапе выполнялась отрисовка ситуационных объектов по импортированным точкам.

Ситуация – совокупность объектов местности изображённой на планах и картах [2]; это все объекты местности, которые изображаются на планах и картах с помощью условных знаков (масштабных, внемасштабных, пояснительных) в соответствии с требуемым масштабом картографической продукции. На плане отображаются следующие ситуационные объекты: существующая застройка, благоустройство, коммуникации, растительность, гидрография, сооружения и др.

При работе все объекты классифицируются по слоям («Здания_строения», «Сооружения», «Кабель ВН», «Рельеф» и т.д.) (рис.2.1). Для группы объектов, находящихся в одном слое таким образом можно выбрать цвет, тип и вес линии.

Рисунок 2.1 – Диспетчер слоев

Для единства изображения всех объектов был использован классификатор условных знаков для масштаба 1:500, разработанный Институтом развития агломераций Нижегородской области. Данный классификатор содержит перечень условных обозначений: для каждого линейного знака определены какие-либо тип линии и вес, для каждого точечного – определен блок, а для площадных – свойства штриховки. Кроме того, условные знаки сгруппированы послойно, пример обозначений, относящихся к слою «41_Дорожная сеть» представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Раздел классификатора условных знаков масштаба 1:500 «41_Дорожная сеть»

При отрисовке объектов местности выбирались инструменты рисования в зависимости от вида условных знаков (табл.1).

Таблица 1 – Соответствие инструмента для рисования определенному виду условного знака

Используя абрисы, производилась отрисовка объектов местности путем соединения соответствующих точек. После этого были нанесены все пояснительные надписи (характеристики коммуникаций, зданий, дорожного покрытия и т.д.), а также аккуратно сориентированы отметки точек (во избежание их наложения друг на друга, а также неравномерной концентрации по чертежу).

Отображение условного знака какого-либо линейного объекта можно было привести к надлежащему виду 2 способами. Первый способ заключается в ручном изменении характеристик, которое производилось посредством следующей последовательности действий: Выбор объекта – Вкладка «Слои» — «Свойства слоя». В открывшемся окне изменялись цвет, тип линий, масштаб типа линий, вес линий, генерация типа линий, а также другие характеристики на усмотрение. Второй способ более автоматизированный и заключается в использовании вышеупомянутого классификатора условных знаков и команды «Копирование свойств». Для этого на вкладке «Свойства» нажималась кнопка «Копирование свойств», далее выбирался исходный объект, а затем целевой.

Отображение площадного условного знака редактировалось аналогичными образами.

Стоит отметить, что в соответствии с требованиями, предъявляемыми к картографической продукции, пояснительные надписи должны быть оформлены в строго установленном стиле (рис.2.3). Таким образом, в зависимости от назначения надписи для нее выбирался шрифт и размер.

Рисунок 2.3 – Шрифты, используемые при создании ЦММ

Результат данного этапа работы представлен на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 –Цифровая модель ситуации

Цифровая модель рельефа — это цифровое представление земной поверхности как непрерывного явления, описывающее ее с определенной точностью, в виде растра или регулярной сети ячеек заданного размера. Под ЦМР понимают множество точек с известными геодезическими координатами и правило определения высоты любой другой точки, не входящей в это множество.[3]

Для создания цифровой модели рельефа была выполнена следующая последовательность действий: Вкладка в строке меню «МенюГЕО» — Цифровая модель местности – Создать ЦММ. После этого появилось окно, в котором были установлены следующие параметры (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – Окно «Создание ЦММ»

Далее программа запросила выбрать объекты. В качестве опорных объектов для построения ЦМР были выбраны пикеты (точки), относящиеся к рельефу. Таким образом, точки, которые снимались «без отметок», у которых положение Z в пространстве не соответствует действительному, переносились заранее в другой отключенный слой, во избежание создания ошибок при построении ЦМР.

После выбора объектов, программа строила треугольники ЦМР (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Треугольники ЦМР

После этого с помощью некоторых команд были построены горизонтали: Вкладка в строке меню «МенюГЕО» — Цифровая модель местности – Создать горизонтали. Далее открылось диалоговое окно, в котором была выбрана исходная для построения ЦММ, а также интервал горизонталей (рис.3.3 и рис.3.4).

Рисунок 3.3 – Окно «Выбор рабочей ЦММ»

Рисунок 3.4 – Окно «Создать горизонтали»

Завершающим этапом являлось оформление горизонталей, которое также выполнялось с помощью команд МенюГЕО: Вкладка в строке меню «МенюГЕО» — Цифровая модель местности – Оформить горизонтали. Далее появилось диалоговое окно, в котором были установлены следующие параметры (рис. 3.5).

Рисунок 3.5 – Окно «Оформить горизонтали»

Так как треугольники ЦМР были построены на всей поверхности, то и горизонтали были начерчены вне зависимости от ситуационных объектов, поэтому далее была выполнена корректировка с помощью следующих инструментов: Вкладка «Редактирование» — «Разорвать в точке»/ «Разорвать»/ «Обрезать». Таким образом, были убраны горизонтали, которые проходили под зданиями, строениями, по дорожному покрытию (асфальту, брусчатке, цементу). Результат данного этапа представлен на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 – Цифровая модель местности

Выводы

Результатом данной работы является цифровая модель местности храма Приход Святой равноапостольной княгини Ольги, расположенного по адресу: г. Нижний Новгород, ул. Верхнепечерская, д. 8А.

Источник

Цифровая модель местности (ЦММ). Описание и технология создания

1. Понятие цифровой модели местности (ЦММ).

В общем случае местность, как объект топографической съемки, можно рассматривать как совокупность двух компонентов:

— поверхности Земли, представленной в трехмерном пространстве и обладающей только геометрическими свойствами;

— множеством природных и антропогенных объектов, представленных их
семантическими свойствами и сочетаниями линий и точек на топографической поверхности, являющимися следами ее сечения объектами.

Таким образом, при цифровом моделировании земная поверхность должна быть представлена моделями ситуации и моделями рельефа, на основе растровой и векторной моделей данных, каждая из которых имеет преимущества, недостатки и область целесообразного использования.

Цифровая модель местности (ЦММ) – цифровая картографическая модель, содержащая данные об объектах местности и ее характеристиках.

При решении тех или иных задач достаточно часто используют либо плановую часть соответствующей карты, либо высотную. Аналогично в составе цифровой модели местности можно выделить цифровую модель объектов (ситуации, контуров) и цифровую модель рельефа.

Цифровая модель объектов (ЦМО) — совокупность информации о плановом положении, характеристиках объектов и связях между ними.

Иногда в технической литературе ее называют также цифровой моделью ситуации (ЦМС) или контуров (ЦМК).

Таким образом, цифровая модель местности:

— представляет собой упорядоченную по определенным правилам информацию об объектах местности;

— обладает рядом свойств (точность, адекватность, однозначность и др.);

— характеризуется набором параметров;

— создается путем сбора и преобразования топографической информации по определенным математическим правилам.

На основе ЦММ Вы сможете:

— вести дежурные планы застраиваемой территории;

— формировать данные для кадастровых (землеустроительных, градостроительных и других) систем;

— проводить работ по проектированию и мониторингу состояния объектов и местности

— использовать в качестве основы для построения карт и планов.

Цифровые модели местности могут быть: растровые, векторные, гибридные.

Построение автоматизированных систем крупномасштабного картографирования или проектирования на основе растровой модели данных затруднено, так гак не допускает выделения конкретных объектов (дорог, зданий, иных элементов или объектов). Поэтому такая модель используется для представления аналоговых карт и планов с целью последующего преобразования и создания на их основе цифровой модели местности или рельефа, либо в качестве обзорного материала.

— Векторная модель данных ориентирована на описание пространственного положения объектов с помощью примитивов первых четырех типов: точек, линий, контуров и поверхностей и содержит как координаты соответствующих элементов, так и некоторые другие параметры.

— Регулярная модель данных также основана на использовании регулярной решетки, но ее элементы представляют собой формализованные описания свойств соответствующих им фрагментов территории или содержат ссылки на эти описания.

Источник