2 ИНЖЕНЕРНАЯ ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ МЕСТНОСТИ 1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Цель работы

1 2 ИНЖЕНЕРНАЯ ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ МЕСТНОСТИ 1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Цель работы Подробное описание возможностей программы IndorCAD дано в [2-4]. Представление топографической информации в цифровом виде называется инженерной цифровой моделью местности (ИЦММ) [5]. Цель лабораторной работы научиться строить ИЦММ и редактировать её элементы. В результате выполнения данной работы студент должен: - изучить основные элементы ИЦММ (точки, ребра, треугольные грани, линии и полигоны); - освоить приёмы их создания и редактирования; - построить на модели обрыв. В качестве исходных данных используется проект, созданный в ходе выполнения первой лабораторной работы. 2.2 Загрузка проекта Загрузить проект с построенной в предыдущей лабораторной работе цифровой моделью местности, можно двумя способами. 1-й способ. Вызывать программу по её ярлыку, находящемся на рабочем столе компьютера и в окне «Начало работы» выбрать файл с созданным проектом, например, « _Мой_проект.dms». Имя требуемого файла можно найти либо в списке «Последние файлы», либо с помощью окна «Открыть проект», появляющегося в результате активации команды «Открыть из файла». 2-й способ. Зайти в свою папку на диске и там вызвать искомый файл двойным щелчком мыши. 2.3 Работа с объектами ИЦММ Понятие триангуляции. В качестве цифровой модели рельефа в системе IndorCAD используется триангуляционная модель (триангуляция) поверхность, состоящая из треугольных граней, вершины которых опираются на точки геодезической съёмки и структурные линии [2]. Триангуляция строится по правилу Делоне, по которому строятся треугольники, наиболее приближенные к равностороннему, т.е. наиболее приближенные к равностороннему треугольнику [6]. Для того, чтобы триангуляция была 1 Текст излагается по учебно-методическому пособию [1]. 2 Инженерная цифровая модель местности Страница 1

2 выполнена по правилу Делоне необходимо и достаточно, чтобы внутри окружности, описанной вокруг любого из треугольников, не лежало ни одной другой вершины триангуляции (рис. 2.1). а б Рисунок 2.1 Круговое свойство триангуляции; а триангуляция по правилу Делоне; б триангуляция не по правилу Делоне ИЦММ состоит из нескольких объектов: триангуляции, изоконтуров (они показывают высотное положение местности цветом, как на географических картах), полигонов и линий, текстов, зон затопления, точек и изолиний (горизонталей). Установка флажков напротив них в дереве проектов делает указанные объекты видимыми. В качестве упражнения следует последовательно включить и выключить видимость вышеперечисленных объектов: - В дереве проектов убрать и снова установить галочку напротив объекта «Триангуляция». - В дереве проектов последовательно включить и отключить видимость поверхности, рёбер. Щелкнув ПКМ по любому выбранному объекту, можно вызвать окно со свойствами этого объекта (Инспектор объектов), если в появившемся контекстном меню выбрать пункт «Свойства» Отображение изолиний (горизонталей). На ИЦММ формы рельефа (так же, как и на топографических картах) характеризуются горизонталями (изолиниями) линиями равных высот местности. Для их отображения в дереве проектов следует поставить флажок напротив объекта «Изолинии» и вызвать для них инспектор объектов (выделить этот объект курсором мыши). Учитывая, что все введённые в проект точки местности имеют только положительные отметки, ветвь «Положительные» в инспекторе объектов следует развернуть, а ветвь «Отрицательные» свернуть. Далее задают шаг горизонталей по высоте. Учитывая, что масштаб проекта был принят 1:10000 (см. лабораторную работу 1), для которого на 2 Инженерная цифровая модель местности Страница 2

3 топографических картах горизонтали вычерчиваются через 2,5 м, в пункте «Положительные > Шаг, м» необходимо ввести значение 2,5. На картографических картах масштаба 1:10000 принято горизонтали, кратные 10, изображать утолщенными, следовательно, в пункте «Утолщать каждую» необходимо ввести число 4. В строящейся модели такими горизонталями являются 20 м и 30 м. На ветке дерева «Стили линий > Утолщённых > Толщина линии, мм» задаём значение 0,5. В группе «Параметры подписи» следует задать: - «Точность» 1; - «Подписывать автоматически» поставить флажок; - «Стиль текста» Индивидуальный; - «Размер символов, мм» 2,0. На ветке «Прочее > Способов построения > Обычный (по ребрам треугольников)» следует установить флажок. Тогда горизонтали будут отображаться плавными линиями, что соответствует естественным формам рельефа Изменение высотных отметок введённых точек. В ИЦММ можно поменять высотную отметку любой точки, задав новое её значение или изменив на некоторую величину dz. В качестве упражнения требуется изменить отметку точки 55. Сначала в окне «Инспектор объектов», вызванном для точек, в ветви «Параметры > Вид подписи» задают значение «Имя». Возле каждой точки отразится её порядковый номер. Далее, находят точку 55, расположенную в северо-западной части модели (в верхнем левом углу). Для поиска точки можно использовать процедуру «Главная > Найти > Точку по имени». Точку выделяют курсором мыши и в окне инспектора объектов для выделенной точки в ветви «Координаты > Z-отметка» напротив позиции «Абсолютная» вводят новое значение 28,0 м. В позиции «Комментарий» записывают пояснение: «Изменили отметку». Горизонталь рядом с точкой 55 станет более плавной, ближе к естественному рельефу Ввод новых точек. Анализ модели показал, что необходимо ввести дополнительную точку с координатами X = 821,0 м; Y = 519,0 м; Z = 30,5 м. Для этого активируют закладку «Главная > Точки > В произвольном месте». И устанавливают новую точку в произвольном месте. В инспекторе объектов на закладке «Выделенные объекты» в позиции «Координаты > Плановые» вводят значения абсолютных координат Х величину 821,0 м и Y величину 2 Инженерная цифровая модель местности Страница 3

4 519,0 м, а в позиции «Z-отметка» величину 30,5 м. Точке присваивают имя (номер) 134. Если выделить построенную точку и в окне «Инспектор объектов» сменить статус точки, сделав её ситуационной, то триангуляция на новой точке исчезнет. Возвращая точке статус рельефной, восстанавливают триангуляцию Уклоны. Уклоны. Объект ИЦММ «Триангуляция» включает в себя: «Поверхность», «Рёбра» и «Уклоны». Их параметры задают в инспекторе объектов, вызванном для триангуляции. Уклоны позволяют оценить направление стока воды. Величина уклонов показывается цветом, расшифровка которого приводится в окне «Инспектор объектов» для элемента «Обозначения уклонов». Настройку отображения уклонов в инспекторе объектов производят следующим образом: - Включают отображение уклонов триангуляции (флажок напротив элемента «Уклоны»); - Устанавливают флажок «Подписывать величину уклона» и задают размер подписей - 1,5 мм; - Убирают флажок в позиции «Зависит от уклона»; - Задают размер стрелок 1, Переброска ребер в смежных треугольниках. Данная процедура необходима, если при геодезической съёмке местности не была снята структурная линия рельефа (водораздел или тальвег). В качестве упражнения необходимо активировать закладку «Поверхность > Переброска ребер» и щёлкнуть ЛКМ по ребру, соединяющему точки 55 и Отсечение поверхности. Иногда необходимо убрать лишние треугольные грани, которые образовались автоматически, но они не описывают реального рельефа. В качестве упражнения следует сделать невидимым треугольник, построенный на точках 34, 126 и 129. Отсечение поверхности делают следующим образом: - Активируют закладку «Поверхность > Отсечение поверхности»; - Включают флажок напротив позиции «Временно отобразить линии отсечения поверхности»; - Нажимают на пиктограмму и чертят линию внутри отсекаемого треугольника; - В конце построения нажимают ЛКМ треугольники исчезнут, но останутся красные пунктирные линии отсечения поверхности. 2 Инженерная цифровая модель местности Страница 4

5 Чтобы восстановить треугольники, необходимо выделить ЛКМ пунктирные линии отсечения и удалить с помощью соответствующей операции из контекстного меню, вызываемого нажатием правой кнопки мыши. Инженерная цифровая модель показана на рис Построение обрыва Обрыв это форма рельефа, образованная в результате боковой водной эрозии. Для его отображения строят полигон замкнутую линию, включающую в себя верх и низ обрыва. Точки 11, 16, 87 и 21 будут образовывать верх обрыва. Для удобства их можно переименовать в 11в, 16в, 87в и 21в. Рисунок 2.2 Инженерная цифровая модель местности Подошву обрыва будут образовывать новые точки с плановыми координатами: - точка 11н X = -643,0 и Y = 196,0; - точка 16н X = -605,0 и Y = 258,0; - точка 87н X = -575,0 и Y = 328,0; - точка 21н X = -543,0 и Y = 409,0. 2 Инженерная цифровая модель местности Страница 5

6 Сначала с помощью команды «Главная > Точки > В произвольном месте» создают точки 11н, 16н, 87н и 21н. Далее, с помощью команды «Главная > Линии > Только по существующим точкам» создают полигон, последовательно захватывая курсором мыши точки 11в, 16в, 87в, 21в, 21н, 87н, 16н, 11н, 11в. При замыкании контура появится окно, в котором следует поставить флажки напротив позиций «Установить точкам равную отметку» и «Сделать полигон структурным». Необходимо задать отметку для точек 15,0 и нажать графическую кнопку <ОК>. Далее полигон выделяют и вызывают команду «Поверхность > Создание откоса». В инспекторе объектов задают тип штриховки «Обрыв», выбирают операцию «Задать верх откоса» и нажимают графическую кнопку <Выполнить>. На курсоре мыши будет указана цифра 1, т.е. курсором необходимо указать первую точку верха обрыва точку 11в. После этого на курсоре появится цифра 2 и курсор необходимо подвести к точке 21в конечной точке верха обрыва. Далее в процедуре «Поверхность > Параметры отображения» указывают параметры штриховки: «Шаг» 2 мм, «Длина длинных» (штрихов) 50%. Обрыв будет иметь глубину 2,5 м. Для этого ПКМ вызывают окно «Правка объектов» и курсором мыши по способу «Внутри многоугольника» выделяют точки подошвы 11н, 16н, 87н, 21н (см. рис. 2.3). В окне инспектора объектов в позиции «Операции> Смещение» задают для «dz, м» значение -2,5 м. и нажимают графическую кнопку <Выполнить>. Цифровая модель показана на рис Рисунок 2.3 Способ выделения точек Источники информации 1. Современные технологии в проектировании автомобильных дорог: учебно-методическое пособие / Т.В. Гавриленко, Т.А. Фёдорова Изд-во СФУ, 2016 (в печати). 2. Система проектирования IndorCAD. Построение, обработка и анализ цифровой модели местности: Руководство пользователя / И.В. Кривых, В.Н. 2 Инженерная цифровая модель местности Страница 6

7 Бойков, Д.А. Петренко, А.В. Скворцов, Н.С. Мирза. Томск: Изд-во Том. ун-та, с. 3. Система проектирования IndorCAD. Проектирование автомобильных дорог: Руководство пользователя / И.В. Кривых, В.Н. Бойков, Д.А. Петренко, А.В. Скворцов, Н.С. Мирза, А.В. Перфильев Томск: Изд-во Том. ун-та, с. 4. Официальный сайт компании IndorSoft [электронный ресурс]. 5. СП Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП М., с. 6. Скворцов А.В. Триангуляция Делоне и её применение / А.В. Скворцов. Томск: Изд-во Томского ун-та с. 2 Инженерная цифровая модель местности Страница 7