Пространством единым

Сегодня словосочетанием «технологии информационного моделирования» уже мало кого удивишь. Появившаяся в 80-е годы прошлого века с взрывным развитием технологий концепция информационных моделей реальных объектов переживает второе рождение. Однако вместе с первыми успехами и очевидной пользой приходят и сложности, решение которых нельзя откладывать на потом.

Время стремительных перемен

Обсуждаем с исполнительным директором ООО «АЛАНС» Игорем Кошечкиным, почему современное цифровое строительство следует начинать с построения единого координатного пространства:

— Наш холдинг четверть века занимается комплексными инженерными изысканиями и картографией. Специалисты, составляющие сегодня костяк компании, включая меня, начинали работать еще в эпоху теодолитов и пленочных фотокамер. Первые трёхмерные цифровые модели (причем не отдельных зданий, а городов, протяженных линейных объектов и целых промышленных комплексов) на основе воздушного и наземного лазерного сканирования мы создавали, когда это, как говорится, «еще не было мейнстримом» — начиная с 2008 года.

В частности, в преддверии универсиады в Красноярске в 2014 году мы отсняли с самолета при помощи высокоточного лазерного сканера и аэрофотокамеры высокого разрешения центральную часть города, а затем обработали полученные данные и преобразовали их в векторные. При этом все объекты имели планово-высотную точность до 10 сантиметров. Объем данных был настолько огромен, что когда мы передавали материалы заказчику, у них не нашлось подходящего сервера для их хранения — пришлось в оперативном порядке изыскивать дополнительные мощности.

Сегодня, конечно, технологии значительно упростили нашу жизнь: на смену теодолитам пришли цифровые тахеометры, пленку тоже заменила «цифра». Современные инструменты позволяют за пару минут получать информацию, сбор которой раньше занял бы недели, а то и месяцы. Возрастают точности, скорость обработки, повышается эффективность анализа для больших территорий. За этими изменениями понемногу подтягивается и нормативная база. Многое в данном направлении делает Ассоциация НОТИМ, членом которой является и наша компания.

Однако в погоне за пикселями и терабайтами не следует пренебрегать фундаментальными знаниями, иначе впоследствии весь этот гигантский массив данных не даст необходимого эффекта.

Сложности цифрового перехода

Если описать в двух словах суть первой проблемы, то она будет звучать так: Земля круглая. Строго говоря, форма Земли представляет собой «геоид» — но для нашего объяснения это не принципиально. Этот факт, известный каждому школьнику, как раз и является первопричиной сложностей при геодезических и топографических работах. И если для небольших объектов кривизна нашей планеты не играет существенной роли, то для протяженных либо отдаленных друг от друга она влечет определенные сложности.

Другой проблемой является то, что на сегодняшний день в большинстве населенных пунктов России нет единой геодезической и картографической основы. Общее количество местных систем координат, используемых на территории нашей страны, измеряется десятками тысяч. Пространственное положение объектов в одной системе часто не сходится с положением аналогичных и других объектов, учитываемых в других системах координат, особенно на стыке этих систем.

К решению данных проблем можно подходить двумя способами: традиционным и комплексным.

В первом случае мы получим «лоскутное одеяло», в котором объекты не имеют жесткой координатной привязки и в виртуальном пространстве существуют как бы отдельно друг от друга, что чревато наложениями, несоответствиями, невозможностью корректно определить координаты. Да, такой подход возможен, но в перспективе это и потраченные средства — как минимум на дополнительные изыскания — и по факту несоответствие самой идеологии ТИМ.

Во втором случае, заложив фундамент в виде единого координатного пространства, мы получаем единую, однородную по точности основу, внедрить в которую трёхмерные объекты не составит труда. И любой изыскатель, проектировщик, собственник бизнеса, глава муниципалитета, региона и так далее будет обладать полной пространственной информацией о своих объектах. Подключаем к этой модели слои с семантикой, аналитикой, онлайн-сервисами и получаем не просто «красивую картинку», а полноценный «цифровой двойник» с реальными характеристиками.

Сложная, но выполнимая задача

Мы неоднократно на различных площадках озвучиваем точку зрения: цифровизацию строительства необходимо начинать с создания единой, однородной по точности геодезической и картографической основы. У объектов должна быть жесткая координатная привязка и картографическое положение.

Пример из нашего опыта: при проведении инженерных изысканий для газопровода протяженностью 850 километров по Красноярскому краю и Иркутской области и 300 километров по Республике Бурятия мы столкнулись с нестыковками в координатах до полуметра.

Для устранения этих несоответствий мы по согласованию с заказчиком приняли решение по созданию опорной геодезической сети на всём протяжении газопровода. В качестве основы сети использовали шесть пунктов федеральной астрономо-геодезической сети. Для повышения жесткости и точности включили пункты постоянно действующих базовых станций коммерческих фирм, 2 пункта IGS и 1 пункт CORS, расположенный на территории Республики Монголия. Благодаря этому создали сеть с точностью планово-высотного положения пунктов до 5 миллиметров в плане и до 20 миллиметров по высоте. И теперь для инженерных изысканий, проектирования, строительства в любой точке внутри опорной сети заказчику не требуется вновь проводить полевые геодезические работы — достаточно отметить границы интересующего участка и вы получите его координаты. И наш партнер этим активно пользуется, экономя существенные средства.

Почему приведение к единой основе, на наш взгляд, является первоочередной задачей государственного масштаба? Дело в том, что сегодня все больше приложений используют геопространственные данные. И если для бытовых нужд точное геопозиционирование зачастую не требуется и достаточно получаемых спутниковых данных, то для кадастровых инженеров, изыскателей, проектировщиков, строителей значение имеют точности вплоть до субсантиметровых.

Показателен опыт наших белорусских коллег, который мы смогли оценить в рамках научно-практической конференции «Цифровая реальность» в Минске. На сегодня в Белоруссии созданы единые, однородные для всей территории страны геодезическая, нивелирная и гравиметрическая сети. Конечно, сравнивать Белоруссию и Россию немного некорректно: в одну только Иркутскую область по площади «вместится» почти четыре Белоруссии, однако сам подход наших соседей заслуживает уважения.

Да, учитывая размеры нашей страны, задача сложная. Но выполнимая. Есть отработанные технологии, есть опыт — единственное, чего не хватает, это активное вовлечение в вопрос представителей государственной власти. К сожалению, сегодня в Сибири и на Дальнем Востоке, где сосредоточены наши основные производственные мощности, до создания единого координатного пространства еще весьма далеко. И, что самое печальное, главы регионов пока не готовы вкладывать значительные бюджетные средства, так как не всегда мыслят на перспективу в этом вопросе, о том, что это вложение в будущее. В то время как в европейской части России сегодня активно развиваются сети базовых станций, в Сибири и на Дальнем Востоке, за редкими исключениями, можно сказать, «непаханое поле».

В нашей стране сильная геодезическая школа, есть опытные специалисты, знающие, как привести координаты к единому и однородно-точному пространству. Однако сегодня отрасль страдает от недофинансирования, нехватки квалифицированных работников, несовершенства методологии и нормативной базы, неупорядоченности в области программного обеспечения и отсутствия современного отечественного оборудования. Для качественного поступательного развития остро необходимы ресурсы, консолидация всего профессионального сообщества и совершенствование законодательства.

Под текст:

Единое координатное и картографическое пространство позволяет:

— оперативно перемещать 3d-модели объектов с корректной автоматической привязкой всех координат;

— управлять городской застройкой как единым комплексом;

— оперативно и без потерь обмениваться данными между различными информационными системами;

— унифицировать общегосударственные ресурсы;

— минимизировать риски на этапе проектирования и строительства;

— проводить расчеты с учетом текущего состояния рельефа местности.

Валерий Панов

Этот материал опубликован в октябрьском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать по ссылке https://www.ancb.ru/files/pdf/pc/Otraslevoy_zhurnal_Stroitelstvo_-_2024_god_11_2024_pc.pdf