По материалам Esri
Visualization of Subsurface Utilities in 3D
С помощью ГИС и 3D-моделирования создано реалистичное визуальное представление нового комплекса зданий Грин Сквер в центральной части столицы Северной Каролины. На основе данных о расположении горизонтальных и вертикальных участков сети подземных инженерных коммуникаций комплекса в ArcGIS построено ее 3D изображение и разработан их атлас.
Проект Грин Сквер в центре города Роли, столицы штата Северная Каролина, – это занимающий два квартала многоцелевой комплекс зданий, в котором ныне, после завершения его строительства, расположились экологические службы штата и новый Центр исследований природы. Комплекс включает два прекрасных «зеленых» здания, воплотивших в себе золотой стандарт экологически дружественного строительного дизайна, позволяющего сократить расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание зданий за счет использования энерго- и водосберегающих технологий. В создании проекта этого комплекса приняли участие Департамент окружающей среды и природных ресурсов (ДОСПР, англ. DENR – Department of the Environment and Natural Resources) и Музей естествознания Северной Каролины (North Carolina Museum of Natural Sciences), показав на деле свое лидерство в продвижении золотого стандарта энергоэффективного и экологического проектирования LEED (Leadership in Energy and Environmental Design; Gold Standard).
Новый офис ДОСПР представляет собой пятиэтажное здание, соединенное одноуровневым надземным переходом через улицу Макдауэлл с остальными службами департамента в соседнем квартале. Второе здание в комплексе Грин Сквер – это Центр исследований природы (Nature Research Center). Он будет соединен двухэтажным надземным переходом через улицу Солсбери с расположенным напротив Музеем естествознания Северной Каролины. Идея состоит в том, чтобы посетители музея могли понаблюдать за работой ученых в Центре исследований. Наиболее примечательным элементом дизайна этого здания является 50-футовый земной глобус, получивший название «Дейли Планет» (The Daily Planet).
Центральный деловой район г. Роли, столицы и второго по населению (423 тыс.) города штата Северная Каролина. Этот один из самых быстрорастущих городов страны, славящийся своими дубравами.
История проекта
Планирование строительства новых зданий и гаража-парковки комплекса Грин Сквер было начато весной 2008 года. Перед началом работ инженерам-строителям требовалась информация о критических точках существующей надземной и подземной коммунальной инфраструктуры квартала. Для подробного картирования подземных коммуникаций был привлечен местный партнер Esri, компания McKim & Creed’s Subsurface Utility Engineering (SUE). Используя собственные сервисы локации уровня A (наивысшая точность), в которых для определения местоположения подземных коммуникаций используется неразрушающая пневматическая вакуумная экскавация, SUE собрала точные данные о диаметре вертикальных и горизонтальных труб и типе инженерных коммуникаций, необходимые для планирования строительных работ. Обычно такая информация поставляется в файлах чертежей САПР или MicroStation. Но в данном случае, учитывая очень большой объем необходимой подробной информации, для ее хранения и полноценной работы с ней была создана база геоданных ГИС.
Комплекс Грин Сквер в г. Роли, строительство которого было завершено в конце 2012 года.
Применение новейших технологий для создания карты инженерных коммуникаций
Чтобы защитить фундамент здания Old Education Building (1938 года постройки), расположенного в том же квартале, что и комплекс Грин Сквер, потребовалось стабилизировать грунт в котловане, отрытом по периметру двух новых зданий. Для укрепления земляного откоса и предотвращения оползней использовался метод так называемых грунтовых гвоздей или штырьевания. Его суть заключается во внедрении стальных арматурных стержней в грунт и анкеровки их в скважине глубиной примерно 40–50 футов. Процесс строительства начинается с бурения скважин под стальные стержни и бетонирования грунтовых гвоздей для создания композитной массы. Чтобы не повредить при бурении скважин инженерные коммуникации, использовались точные данные об их местоположении, собранные SUE по 139 разведочным скважинам. На основе этих данных специалисты SUE создали реалистичную трехмерную модель подземных и надземных объектов в районе комплекса Грин Сквер, позволившую правильно расположить гвозди для укрепления грунта.
Затем команда проекта использовала возможности ArcGIS с дополнительным модулем 3D Analyst (и приложением ArcScene) для построения 3D среды зоны строительства. По данным тахеометрической съемки была создана нерегулярную триангуляционную сеть (TIN), моделирующая рельеф земной поверхности. Далее была проведена геодезическая съемка углов зданий, после чего их контуры были вытянуты по вертикали и сохранены в базе геоданных в виде класса объектов-мультипатчей. Для замены одного из зданий в квартале комплекса Грин Сквер его 3D модель была импортирована из Trimble 3D Warehouse. На основе данных разведочных скважин объектам сети инженерных коммуникаций были присвоены правильные значения абсолютных высот. Горизонтальное и вертикальное позиционирование данных позволило осуществить инвентаризацию инженерных коммуникаций комплекса Грин Сквер и визуализацию соответствующей 3D модели. Многие точечные объекты, такие как крышки канализационных люков, бетонные подземные желоба для стока ливневых вод, колодцы и опоры электрических и телефонных линий, импортированы из файловых описаний компонентов модели. Коммуникации отображались простыми линейными 3D символами труб разного цвета в соответствии с их назначением: синий – водоснабжение, красный – электрическая сеть, зеленый – канализация, оранжевый – телефонные/оптоволоконные кабели и фиолетовый – стоки для ливневых вод.
Подземные коммуникации под улицей Макдауэлл в центре г. Роли.
В процессе строительства комплекса Грин Сквер вся информация об удалении существующих или добавлении новых труб сохранялась в материалах инвентаризации для облегчения последующей корректировки и актуализации атласа сети инженерных коммуникаций, ведущегося городскими службами. Таким образом, данные картирования подземных коммуникаций, полученные специалистами компании SUE, оказались востребованными не только в локальном строительном проекте, но нашли применение и на более высоком общегородском уровне.
