Автоматизированные системы проектирования и кадастра

Система - это целостное образование, которое состоит из взаимосвязанных или взаимодействующих компонент, и обладающее свойствами, не приходящими к функциям этих компонент и не выводимыми из них.

Основными свойствами системы являются ее целостность, единство, достигаемое через посредство определенных взаимосвязей элементов системы и выявляющиеся в возникновении других новых свойств, которыми элементы данной системы не обладают. Это определение несет наиболее характерные особенности концепции системы.

- система, в которой выражаются по определенным законам те или иные стороны исходной системы.

Среди множества способов моделирования важнейшее место занимает математическое моделирование.

Формальное определение системы по существу сводится к определению соответствующей математической модели.

В основу построения математических моделей систем может быть положено следующее определение системы:

Система - определяется заданием некоторой совокупности базисных множеств (элементов, компонент системы), связанных рядом отношений, удовлетворяющих аксиомам как элементов множеств, так и самих отношений.

В простейших случаях это определение описывает систему как одно или несколько взаимосвязанных отношений, заданных на одном или нескольких множествах. В то же время данное правило допускает возможность нескольких вариантов таких представлений для одной и той же системы, а также использование их композиции. Последнее имеет место в случае необходимости многоаспектного моделирования системы.

Проектирование - объединение работ по исследованию, расчетам и конструированию нового объекта (изделия) или процесса.

Проектирование называют автоматизированным в том случае, когда осуществляется изменение первичного описания при взаимодействии человека с ЭВМ, и автоматическим, если все преобразования выполняются без вмешательства человека только с использованием ЭВМ.

Система автоматизированного проектирования - организационнотехническая система, представляющая собой подразделения проектной организации и комплекс средств автоматизированного проектирования.

Автоматизация приводит к существенному изменению методов проектирования.

Вместе с тем, сохраняются многие положения и принципы традиционного проектирования, такие как:

• •    необходимость блочно-иерархического подхода,

• •    деление процесса проектирования на этапы,

• •    деление на уровни представления об объектах.

До последнего времени управление проектами как самостоятельная область знаний было в нашей стране невостребованной, так как:

• •    методы управления носили, как правило, внеэкономический характер (все наиболее известные проекты и программы осуществлялись, как правило, по принципу: "любой ценой"),

• •    большинство традиционных управленческих структур не были проектноориентированными. Как правило, о качестве работы любой организации судили, в первую очередь, по тому, насколько своевременно "осваивались капиталовложения", а не завершались проекты,

• •    инвестиционный процесс был традиционно раздроблен, что заведомо снижало эффективность проектов,

• •    традиционно недооценивалась начальная (прединвестиционная) фаза проектов. Руководители различного уровня лично определяли, где и какому предприятию быть и когда оно должно быть введено в эксплуатацию[25] Такой подход к управлению проектами является заведомо непродуктивным в новых условиях хозяйствования. Вот почему осуществляемые сегодня в России реформы потребовали перехода к современной метод.

По мере развертывания информационной инфраструктуры и накопления данных на основе внедрения новейших геоинформационных технологий, компьютерных систем сбора, обработки и передачи данных будет осуществляться переход к формированию комплексной земельноинформационной системы, ориентированной на информационное обеспечение управления земельными ресурсами на всех административнотерриториальных уровнях.

Основными задачами программы являются:

• •    создание на основе новейших компьютерных систем и информационных технологий действенного механизма, обеспечивающего ведение

ГЗК;

• •    совершенствование межведомственного взаимодействия в управлении земельными ресурсами;

• •    обеспечение земельно-кадастровой информацией Федеральной комиссии по недвижимому имуществу и оценке недвижимости для ведения Единого государственного реестра прав на недвижимое имущество и сделок с ним, а также других потребителей информации;

• •    содействие созданию механизма государственной защиты прав собственников, владельцев, пользователей и арендаторов земли, стимулирующей более эффективное производство и инвестиции;

• • содействие обеспечению своевременных и в полном объеме поступлений платежей за землю; • поддержка функционирования рынка земли и другой недвижимости; совершенствование механизма расчета величины земельного налога и других платежей за землю;

• •    создание и управление банками данных о наличии и состоянии земельных ресурсов; • информационное обеспечение и поддержка землеустройства, мониторинга земель, государственного контроля за использованием земель,

разработки программ по рациональному использованию земельных ресурсов, оптимального регулирования развития территорий, а также установления границ территорий с особым правовым режимом (природоохранный, заповедный рекреационный). Настоящая Программа не предусматривает автоматизацию регистрации прав на землю и недвижимое имущество. Реализация указанной процедуры в соответствии с положениями действующего Гражданского кодекса РФ и формируемыми в настоящее время законодательными и нормативно-правовыми актами должна быть выполнена на основе межведомственного информационного взаимодействия между организациями соответствующих ведомств, участвующих в процессах формирования объектов недвижимости и регистрации прав на них.

Средства автоматизации делятся на два различных класса - первые (специализированные ГИС) позволяют решать широкий круг часто встречающихся практических задач, и представляют собой программноаппаратные комплексы, позволяющие реализовать технологию, например, производства карт, от начала и до конца.

Вторые же являют собой средства разработки программных продуктов, какими в сущности, являются электронные таблицы, и позволяют создавать средства автоматизации для решения практически любых задач, не имея для этого особых программистских навыков.

На    сегодняшний    день    актуальность    построения    системы автоматизированного проектирования стоит перед многими организациями, работающими в области строительства, проектирования и построения ГИС проектов. В настоящее время нет единой, строго регламентированной методики создания цифровых геодезических карт для дальнейшего проектирования и учета земель. Следовательно, имеет право на существование множество различных решений, удовлетворяющих требованиям нормативных документов в области геодезии. Естественно, проектные организации выбирают эффективные технические решения, которые наилучшим образом подходят для решения всей цепочки задач.

Основная цель создания САПР - повышение эффективности труда инженеров, включая: 1) сокращения трудоёмкости проектирования и планирования; 2) сокращения сроков проектирования; 3) сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию; 4) повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования; 5) сокращения затрат на натурное моделирование и испытания. Достижение целей создания САПР обеспечивается путем: 1) автоматизации оформления документации; 2) информационной поддержки и автоматизации принятия решений; 3) использования технологий параллельного проектирования; 4) унификации проектных решений и процессов проектирования; 5) повторного использования проектных решений, данных и наработок; 6) стратегического проектирования; 7) замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием; 8) повышения качества управления проектированием; 9) применения методов вариантного проектирования и оптимизации.

Создание 3D модели САПР в CAD трехмерного геометрического проектирования.

В области классификации САПР используется ряд устоявшихся англоязычных терминов, применяемых для классификации программных приложений и средств автоматизации САПР по отраслевому и целевому назначению. В зависимости от отраслевого назначения выделяют:

• 1)    MCAD (англ. mechanical computer-aided design) - автоматизированное проектирование механических устройств, машиностроительные САПР, применяются в автомобилестроение, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку дета- лей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks, Autodesk Inventor, CATIA);

• 2)    EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided design) - САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, ИС, печатных плат и т. п., (Altium Designer, OrCAD); 3) AEC CAD (англ. architecture, engineering and construction computeraided design) или CAAD (англ. computer-aided architectural design) - САПР в облас- ти архитектуры и строительства, используются для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop, Piranesi, ArchiCAD). По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, которые обеспечивают различные аспекты проектирования. 1) CAD (англ. computer-aided design/drafting) - средства автоматизированного проектирования, в контексте указанной классификации термин обознача- ет средства САПР предназначенные для автоматизации двумерного и/или трех- мерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или тех- нологической документации, САПР общего назначения. Для обозначения данного класса средств САПР используется также термин CADD (англ. computer-aided design and drafting) -автоматизированное проектирование и создание чертежей. Системы геометрического моделирования обозначают как CAGD (англ. computeraided

geometric design). 2) CAE (англ. computer-aided engineering) - средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий. Подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа, обозначается термином CAA (англ. computer-aided analysis). 3) CAM (англ. computer-aided manufacturing) - средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем). Русским аналогом термина является АСТПП - автоматизированная система технологической подготовки производства. 4) CAPP (англ. computer-aided process planning) - средства автоматизации планирования технологических процессов применяемые на стыке систем CAD и CAM

Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными или интегрированными. С помощью CAD-средств создаётся геометрическая модель изделия, которая используется в качестве входных данных в системах CAM, и на основе которой, в системах CAE формируется требуемая для инженерного анализа модель исследуемого процесса.

3D моделирование играет огромную роль в архитектуре и строительстве. 3D модели имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными 2D чертежами. Преимущества 3D моделирования: 1) возможность оценить все конкурентные преимущества; 2) возможность выявить недостатки за минимальное время; 3) проще исправлять ошибки и недочеты на стадии проектирования; 4) ускоряются процессы сдачи объекта заказчику; 5) при помощи 3D модели гораздо проще объяснить заказчику ту или иную идею. 3D модели отличаются фотографической точностью и позволяют лучше представить себе, как будет выглядеть проект, воплощенный в жизни, внести оп- 48 ределенные коррективы. 3D модель обычно производит гораздо большее впечат- ление, чем все остальные способы презентации будущего проекта. Передовые технологии позволяют добиваться потрясающих результатов. 3D графика – это создание объемной модели при помощи специальных компьютерных программ. На основе чертежей, рисунков, подробных описаний или любой другой графический или текстовой информации, 3D дизайнер создает объемное изображение. В специальной программе модель можно посмотреть со всех сторон (сверху, снизу, сбоку), встроить на любую плоскость и в любое окружение в основном трехмерные модели используются в демонстрационных целях. 3D модели незаменимы для презентаций, выставок, а также используются в работе с клиентами, когда необходимо наглядно показать, каким будет итоговый результат. Кроме того, методы трехмерного моделирования нужны там, где нужно показать в объеме уже готовые объекты или те объекты, которые существовали когда-то давно. Трехмерное моделирование это не только будущее, но и прошлое и настоящее. Преимуществ у трехмерного моделирования перед другими способами визуализации довольно много. Трехмерное моделирование дает очень точную модель, максимально приближенную к реальности. Современные программы помогают достичь высокой детализации. При этом значительно увеличивается наглядность проекта. Выразить трехмерный объект в двухмерной плоскости не просто, тогда как 3D визуализации дает возможность тщательно проработать и что самое главное, просмотреть все детали. Это более естественный способ визуализации. 49 В трехмерную модель очень легко вносить практически любые изменения. Вы можете изменять проект, убирать одни детали и добавлять новые. Ваша фантазия практически ни чем не ограничена, и вы сможете быстро выбрать именно тот вариант, который подойдет вам наилучшим образом. Однако трехмерное моделирование удобно не только для клиента. Профессиональные программы дают множество преимуществ и изготовителю. Из трехмерной модели легко можно выделить чертеж каких-либо компонентов или конструкции целиком. Несмотря на то, что создание трехмерной модели довольно трудозатратный процесс, работать с ним в дальнейшем гораздо проще и удобнее чем с традиционными чертежами. В результате значительно сокращаются временные затраты на проектирование, снижаются издержки. Специальные программы дают возможность интеграции с любым другим профессиональным программным обеспечением, например, с приложениями для инженерных расчетов, программами для станков или бухгалтерскими программами. Внедрение подобных решений на производстве дает существенную экономию ресурсов, значительно расширяет возможности предприятия, упрощает работу и повышает ее качество.