Добриян Бенов, Бенови Инженеринг ЕООД, www.benov.org
Един от основните проблеми при акустичното проектиране на транспортни шумозащитни екрани е създаването на числен модел на урбанизираната територия, най-вече поради отсъствието на информация за надморската височина. Геодезическото заснемане, респективно проектът на транспортната артерия, обикновено обхващат само траекторията и сервитута на съоръжението, но не предоставят достатъчно данни за разположението на сградите (защитаваните обекти) в пространството.
Тази информация би била достатъчна при приблизително равнинен терен и значително голямо разстояние между източника на шум и защитаваните обекти, което зависи от вида на източника. Когато обаче теренът е пресечен, или транспортната артерия минава по-ниско или съответно по-високо (напр. естакада) спрямо защитаваните обекти е необходимо по-детайлно моделиране и на терена около тях.
Тогава, за интерпретиране на надморската височина, е възможно да се използват уебуслуги, които предоставят тази информация на базата на сателитни изображения [7]. Такива услуги са Google Maps Elevations API, Bing Maps Elevations API, MapQuest APIи др.[3].
Тези услуги работят по HTTP протокол [4], като заявката трябва да включва географски дължина и ширина. Отговорът се връща в JSON формат [2]. Пример за заявка за надморска височина в района на град Денвър, Колорадо –
https://maps.googleapis.com/maps/api/elevation/json?locations=39.7391536,-104.9847034
и отговор в JSON формат –
{ „results“:[ { „elevation“:1608.637939453125, „location“:{ „lat“:39.73915360, „lng“:-104.98470340 }, „resolution“: } ], „status“:„OK“ } |
Предлагаме едно решение, което е реализирано на базата на AutoCAD Civil 3D, и е включено в пакета за акустични изчисления Urban Acoustics [9 , 10].
За решаване на задачата е необходимо да бъдат преодолени два проблема.
1. Георефериране на модела в Civil 3D [1], като трябва да бъде използвана координатна система с SRID 3857 [5].
2. Избор на гъстота на мрежата от точки, за които ще бъде направена заявка за надморската височина. Конкретното решение е задача на специалиста –колкото по-гъста е мрежата, толкова по-детайлен е моделът на терена.
За определяне на положението на точките и гъстотата на мрежата е подходящо да използва сателитно изображение като подложка в Civil 3D (Bing Maps) (фиг. 1) [1].
Фиг. 1. Сателитно изображение от Bing Maps като подложка в среда на Civil 3D.
Моделът на терена в среда на AutoCAD Civil 3D се създава като TIN повърхнина (TIN surface).
TIN е подредено множество от данни, което се използва в CAD и GIS системите. Представлява векторно изобразяване на някаква съществуваща или мислена повърхност чрез координатите на неравномерно разположени в пространството точки [6]. Тези точки са свързани помежду си за получаване на мрежа от различни по размери и вид триъгълници чрез т.нар. TIN линии. По такъв начин моделираната повърхнина се представя като многостен. Точността на модела се определя, освен от грешката, с която са определени точките, и от някои допускания:
— в границите на триъгълника моделираната повърхнина се представя като равнина, което е най-важното условие;
— страните на триъгълниците съвпадат със структурните линии;
— триъгълниците не се покриват помежду си.
Изобразяването на повърхнината се управлява, като могат да бъдат задавани граници – вътрешни и външни, хоризонтали – главни, основни и потребителски, мрежа, точки и др. п. Така се управлява също показването на хоризонталите, мрежата от триъгълници, дебелините на линиите, оцветяването, надписването и т.н.
Повърхнината позволява създаването на профили на терена, отчитане на коти, изчисляване на обеми и решаване на други подобни задачи.
Създадената TIN повърхнина може да бъде ползвана като геодезическа основа за проектиране на различни обекти и/или съоръжения – напр. инженерна инфраструктура, шумозащитни екрани, проучване на находища за подземни богатства и др.
На фиг. 2 е даден пример за модел на терена създаден по описания метод.
Предимства при използването на описания метод са използването на актуална информация, бързината за създаване на модела и пригодността на създадения модел за автоматизирано проектиране.
Фиг. 2. Числов модел на терена с използване на надморски височини от уебуслуги (ЛОТ 3.3 на автомагистрала Струма)
Недостатък е, че точките, които определят повърхнината, не са позиционирани спрямо обекта, а се получават от мрежа през определено разстояние, което зависи и от мащаба. Освен това уебуслугите, които предоставят информация за надморската височина, се заплащат при прехвърляне на определен брой заявки или точки за даден период от време. Например, при Google Maps, ограниченията при стандартната версия са:
— 10 заявки в секунда;
— 2,500 заявки на ден;
— 512 точки в заявка.
Разработеният софтуерен модул се съобразява с тези ограничения при оформянето на заявките към сървъра с цел максимално избягване на ограниченията.
Разбира се, точността на надморските височини е в порядъка на няколко метра, но методът е много подходящ при изготвяне на шумови картина голяма територия около транспортни артерии [10], както и може да бъде използван от специалисти от всякакви инженерни области, включително геодезисти.
Описаният метод и реализираното софтуерно приложение са използвани при оценката на очакваните нива на шума, който ще се генерира от ЛОТ 3.3 на автомагистрала Струма [8].
Литература
1. Mastering AutoCAD Civil 3D 2016: Autodesk Official Press. / Davenport C., Voiculescu I.: Wiley, 2015.
2. JSON Quick Syntax Reference. / Jackson W.: Apress, 2016.
3. Online Maps with APIs and WebServices. / Peterson M. P.: Springer Berlin Heidelberg, 2012.
4. HTTP Developer’s Handbook. / Shiflett C.: Sams, 2003.
5. Cloud Computing with e-Science Applications. / Terzo O., Mossucca L.: CRC Press, 2015.
6. Advances in Digital Terrain Analysis. / Zhou Q., Lees B., Tang G.: Springer Berlin Heidelberg, 2008.
7. Бенов Д. Интернет и геодезия. Някои практически аспекти // Геомедия. – София, 2014. – C. 43-44.
8. Бенов Д., Караколев М. Проектиране и строителство на Автомагистрала „Струма“ Лот 3.3 от км 397+000 до км 420+624, част: Проекти на шумозащитни екрани, подчаст: Акустична / Национална компания „Стратегически инфраструктурни проекти“. – София, 2016.
9. Бенов Д., Маждраков М., Тошков Й. Система за автоматизирано проектиране на транспортни шумозащитни екрани „Noise Protection” // Екологично инженерство и опазване на околната среда. – 2013. № 3-4. – C. 15-19.
10. Бенов Д., Николов Н., Шубин И. Л., Маждраков М. Автоматизация вычислений в акустике городской среды // Жилищное строительство. – 2015. – T. 6. – C. 23-26.
