E-mail: igservis@ova.comp.cz

Zpracování výsledků geodetických měření do podoby účelových map velkých měřítek je dnes bez využití výpočetní techniky nemyslitelné. V současné době však jdou požadavky odběratelů mnohem dále a splnění některých z nich je jen obtížně řešitelné pomocí běžných programů pro kreslení map. Příkladem mohou být například požadavky podnikové normy P 004/98 Severomoravské plynárenské a.s. pro vedení dokumentace provozovaných rozvodných zařízení a další specifické požadavky finálních dodavatelů těchto staveb.

Jedná se především o požadavek na využití digitálních účelových map pro evidenci místních sítí, evidenci technických zařízení a parametrů potrubí. S tím souvisí požadavky na sledování průběhu sítí, členění sítí do úseků a větví podle technických parametrů potrubí, sortování seznamů souřadnic zaměřených bodů podle těchto úseků a řada dalších specifických požadavků. Vzhledem k tomu, že geodetická měření skutečného provedení staveb rozvodných zařízení je nutno zpracovat podle těchto požadavků ve velice krátkých termínech pro účely kolaudace, přičemž jejich nedodání je považováno za hrubou závadu, bránící převzetí sítě provozovatelem, bylo nutno hledat softwarový systém pro velice efektivní zpracování těchto podkladů. Pracovníci firmy IG SERVIS s.r.o., kteří se zabývají zpracováním dat získaných geodetickým měřením již řadu let, vyřešili tyto problémy vývojem vlastní aplikace pod pracovním názvem GEOD.

Vývoj aplikace byl zahájen vzhledem k nutnosti řešit obdobné požadavky vlastně již v roce 1994 v prostředí systému AutoCAD R12 s modulem ADE R1(Autodesk Data Extension). Zde bylo využito právě možnosti pracovat s negrafickými daty. Aplikace byla později převedena do prostředí systému AutoCAD Map R1 a byla dopracována do plně profesionální podoby pro verzi AutoCAD Map R2. V praxi byla aplikace využívána pro zpracování celé řady měření pro účelové mapování, pro pasportizaci inženýrských sítí a přípravu dat pro informační systémy. Příkladem může být například využití aplikace GEOD pro zpracování a přípravu dat pro GIS stavebního úřadu v obci Pustá Polom (okres Opava). Tato data byla později úspěšně převáděna i do informačního systému SPT Telecom.

Jedním ze základních požadavků bylo právě vyřešení rychlé a efektivní tvorby dokumentace podle technických podmínek správců sítí. Dalším požadavkem byla možnost využití pracoviště jako informačního centra pro potřeby ostatních techniků firmy, kterým by údaje poskytované geodetickou skupinou umožnily prakticky v reálném čase sledovat postup prací na jednotlivých stavbách. Na základě těchto požadavků byl pro aplikaci GEOD vyvinut specializovaný modul PlynPas pro pasportizaci plynofikačních sítí. Výsledkem spolupráce obou firem je pracoviště fungující za využití moderní informační technologie efektivně a operativně ke spokojenosti všech jeho uživatelů. Aplikace GEOD s modulem PlynPas využívá jak funkce pro práci s objektovými daty, tak topologické funkce AutoCAD Mapu. Celý systém umožňuje průběžně provádět analýzy budovaných sítí, získávat z digitálních map potřebné technické údaje a poskytovat tyto informace jednotlivým technickým pracovníků. Po dokončení příslušné stavby je možno velice pohodlně a v maximální míře automatizovaně vypracovat výslednou závěrečnou dokumentaci podle požadavků správce sítě.

Aplikace GEOD je určena pro tvorbu map velkých měřítek v prostředí systému AutoCAD Map R2, případně R3. Návrh aplikace vychází z normy ČSN 01 3411 - Mapy velkých měřítek - kreslení a značky tak, aby výsledné mapy v maximální míře respektovaly požadavky této normy. Hlavní důraz při vývoji aplikace byl však kladen především na zvýšení efektivity a zrychlení práce při tvorbě mapy a možnost řešení specifických požadavků na zpracování dat včetně možnosti využití aplikace k přípravě dat pro geografické informační systémy. Ke splnění těchto požadavků bylo důsledně využíváno možností nabízených systémem AutoCAD Map. GEOD využívá možnosti práce s negrafickými objektovými daty, je plně uživatelsky konfigurovatelný, umožňuje automatickou přípravu mapy pro usnadnění konstrukce liniové kresby, automatické vynesení mapových značek s inteligentní kontrolou chyb a automatickou tvorbu textových popisů. Přestože aplikace nedisponuje funkcemi pro tvorbu modelu terénu, je umožněna je i konstrukce prvků výškopisu mapy. Velký význam mají vyspělé funkce pro přípravu map k tisku za důsledného využití výkresového prostoru AutoCADu s jeho tzv. volnými výřezy.

GEOD disponuje celou škálou funkcí pro práci s bodovým polem. Díky využití objektových dat lze i v rozsáhlých bodových polích čítajících tisíce bodů velice pohodlně provádět vyhledávání a výběry bodů podle různých kritérií, editovat data bodů, vkládat body s automatickým přečíslováním, provádět filtrované výpisy souřadnic atd. Pomocí uživatelsky definované barevné škály lze vyjádřit charakter jednotlivých zaměřených bodů. V bodovém poli jsou pak zřetelně rozlišeny například okraje komunikací, rohy budov atd.

Knihovna mapových značek je strukturována v souladu s ČSN 01 3411. Z tohoto členění vychází i návrh uživatelského rozhraní. Uživatelské rozhraní je navíc doplněno bublinovou nápovědou s názvem značky a nápovědou ve stavovém řádku AutoCADu s citací normy. GEOD umožňuje uživatelsky definovat veškeré vlastnosti mapových objektů, včetně přiřazení příslušných tabulek objektových dat. V průběhu tvorby mapy se pak uživatel o vlastnosti objektů a strukturu grafických i negrafických dat nemusí vůbec starat. GEOD respektuje veškerá nastavení, automaticky kreslí všechny značky ve správném měřítku a v případě potřeby automaticky nabízí vstupní formulář pro zadání negrafických údajů.

GEOD je vybaven funkcemi pro maximální zrychlení konstrukce liniové kresby. Jde o funkce pro obarvení bodového pole a automatické vynesení mapových značek. Funkce pro vynášení značek kontroluje případy chybějících značek z důvodu chyb geodeta nebo neúplnosti seznamů kódů. Aplikace GEOD využívá pro kreslení liniových značek výhradně lehké křivky AutoCADu R14 se značkou vloženou přímo do definice čáry. To má, s ohledem topologickou čistotu kresby, zásadní význam při pořizování dat pro aplikace GIS.

Aplikace GEOD umožňuje tisknout mapy v uživatelsky definovaných formátech nebo v normálním kladu mapových listů v S-JTSK. Důsledně je využíván výkresový prostor AutoCADu, takže zůstává zachována kontinuita mapy v modelovém prostoru. GEOD pracuje s mapovými rámy jako s pojmenovanými objekty, které je možno v průběhu práce libovolně vkládat do mapy a kdykoli je automaticky připravit k tisku jednotlivě nebo v celých tiskových sestavách. Klad mapových listů S-JTSK se automaticky řídí nastaveným měřítkem mapy.

• Formáty vstupních a výstupních datových souborů
• Veškeré vlastnosti mapových objektů, včetně přiřazení tabulek objektových dat pro zadání negrafických údajů k objektům
• Seznamy kódů pro automatické vynesení mapových značek
• Seznamy kódů pro barevné vyjádření charakteru zaměřeného bodu
• Styly písma a vlastnosti textových objektů pro tvorbu textových popisů
• Tabulky objektových dat s uložením do knihovny nadefinovaných tabulek

K aplikaci GEOD byly vyvinuty specializované moduly pro zpracování účelových map zaměření skutečného stavu provedení staveb plynovodů a kanalizací vytvořené dle požadavků správců těchto inženýrských sítí. Moduly řeší otázky vyhodnocování zaměřených sítí z hlediska spojitosti, délek a použitých materiálů. Veškeré textové popisy a kóty na úsecích vedení jsou generovány automaticky dle požadavků na technickou dokumentaci. Zaměřené body jsou vybírány a jejich číslování je automaticky sortováno podle průběhu vedení nezávisle na postupu měřičských prací v terénu. U pasportu kanalizací jsou automaticky vypočítávány délky a sklony jednotlivých úseků kanalizační stoky. Tyto údaje jsou spolu s dalšími údaji ukládány do objektových dat, takže mohou sloužit například pro automatické vygenerování podélných řezů.

Praktické využití aplikace GEOD 98 lze demonstrovat na řešení některých konkrétních požadavků podnikové normy P 004/98 Severomoravské plynárenské a.s. Tato norma je metodickým pokynem pro vedení dokumentace provozovaných rozvodných zařízení a stanovuje technické podmínky pro zaměření skutečného stavu místních plynovodních sítí. Některé z těchto požadavků výrazně zvyšují pracnost zpracování účelových map a další související dokumentace. Mezi takové požadavky patří například nutnost členit plynovodní sítě do úseků a větví podle technických parametru potrubí, z kompletních bodových polí zaměřených uličních front separovat do seznamů souřadnic pouze lomové body plynovodního potrubí a zaměřená plynovodní zařízení, seznamy souřadnic členit a sortovat podle technických parametrů potrubí, do účelových map uvádět kompletní popisy a délkové kóty jednotlivých úseků plynovodního řadu a řada dalších požadavků. Splnění obdobných požadavků bez využití nástrojů běžných pro aplikace GIS by s ohledem na požadované termíny plnění bylo možné jen s velkými obtížemi. Konkrétní řešení za využití aplikace GEOD bude nastíněno na schématickém příkladu tvorby účelové mapy.

Prvním krokem při zpracování měření v aplikaci GEOD je vynesení bodového pole. Bodové pole je vyneseno do aktuálního výkresu mapy pomocí značek s popisnými atributy a připojenou tabulkou objektových dat, která obsahuje veškeré údaje převzaté ze vstupního datového souboru. Díky tomu lze okamžitě po vynesení bodového pole provést modifikaci jeho zobrazení pro následné urychlení konstrukce mapy. Touto modifikací je změna zobrazení bodového pole podle předem definované palety barev. Aplikace GEOD tak podle uživatelem nadefinovaných kódů barevně vyjádří druh zaměřeného prvku v bodovém poli. I v rozsáhlém a nepřehledném bodovém poli jsou tak zřetelně patrné význačné prvky zaměřené situace, jako jsou například okraje komunikací, rohy budov a lomové body zaměřeného potrubí.

Dalším krokem před zahájením konstrukce liniové kresby mapy je automatické vynesení mapových značek. Aplikace GEOD poskytuje možnost automatického vynesení mapových značek na základě nadefinovaných seznamů kódů, které jsou při vynášení porovnávány s textovými popisy bodů bodového pole. Inteligentní kontrola zajišťuje úplnost a bezchybnost vynesení značek. Na zjištěné chyby v textových popisech nebo neúplnost seznamu kódů pro vynesení značek, což by vedlo k chybějícím značkám v mapě, je uživatel upozorněn a je mu umožněna náprava těchto chyb.

V této fázi zpracování digitální účelové mapy má před sebou uživatel grafický datový základ připravený pro rychlou a pohodlnou konstrukci veškerých liniových objektů v mapě. V bodovém poli jsou zřetelně vyjádřeny všechny charakteristické zaměřené prvky, zvýrazněn je průběh vlastního plynovodního řadu s rozlišením uzlových bodů a koncových bodů přípojek. Jsou vyneseny všechny mapové značky a značky potrubních zařízení na plynovodu. Veškeré body bodového pole s sebou nesou potřebné údaje ve svých objektových datech, do kterých stačí v případě jakékoli nejasnosti v průběhu konstrukce mapy nahlédnout. Kreslení liniových prvků pak probíhá s využitím strukturované knihovny značek doplněné příslušnou interaktivní nápovědou, která i méně zkušeného uživatele navede k použití správné značky pro daný objekt v mapě.

Aplikace GEOD se automaticky stará o správné členění sítě do jednotlivých úseků. Po nakreslení příslušného segmentu potrubí je uživateli automaticky umožněno pohodlné zadání veškerých parametrů potrubí pomocí inteligentních dialogových oken. Tato dialogová okna automaticky hlídají dodržení základních vztahů mezi jednotlivými parametry. Není například možné zadat nepřípustnou pevnostní řadu potrubí LPe pro daný tlakový typ plynovodního řadu nebo zadat u LPe potrubí hodnotu průměru používanou pouze u ocelových potrubí. Po zadání hodnot technických parametrů a údajů potřebných pro další členění sítě, jako je název větve a ulice, je příslušný segment potrubí vložen do mapy.

Po vložení nového segmentu provede aplikace GEOD automaticky topologické začištění sítě. To znamená, že například po dokreslení odbočující větve či domovní přípojky vytvoří na stávající větvi nové úseky. Takto lze velice pohodlně zkonstruovat i rozsáhlé plynovodní sítě, jako jsou například několikakilometrové místní rozvody budované v rámci celých obcí. Tyto funkce mají pro zpracovatele neocenitelný význam zvláště při doplňování mapy o nové úseky sítě či nové domovní přípojky doplňované většinou těsně před termínem odevzdání dokumentace.

Prvním krokem v této fázi zpracování mapy je automatické očíslování jednotlivých úseků potrubí podle průběhu sítě. Tuto operaci provádí aplikace GEOD pomocí programově vytvářené pracovní síťové topologie zcela automaticky. U jednoduchých spojitých sítí stačí zadat pouze počáteční bod sítě, kterým je většinou bod napojení na stávající plynovodní řad, a celá operace proběhne zcela automaticky. Číslování úseků přitom respektuje pořadí a směry jednotlivých větví plynovodu podle abecedního třídění názvů větví. U nespojitých sítí, například jsou-li zaměřeny pouze nově rekonstruované části rozvodů a stávající části zaměřeny nejsou, je pouze nutno interaktivně zadat počátky jednotlivých částí sítě. Po očíslování úseků obsahuje mapa již všechny údaje potřebné pro vypracování závěrečné dokumentace.

Požadavkem odběratelů je kótování úseků sítě dílčími kótami mezi jednotlivými lomovými body a dále celkovými délkami jednotlivých úseků s popisem technických parametrů potrubí. Aplikace GEOD provádí toto kótování sítě zcela automaticky. Popisy jsou generovány z údajů v objektových datech podle uživatelem definované šablony. Program prochází jednotlivé úseky sítě a vyhledává optimální umístění popisů. Popisy pak respektují průběh a orientaci sítě a nastavené odsazení od osy potrubí. Obsah popisů i jejich textový styl je, s ohledem na dílčí odlišnosti v požadavcích jednotlivých služeben odběratele dokumentace, plně uživatelsky definovatelný.

Aplikace GEOD umožňuje provedení analýzy sítě a výpis veškerých technických parametrů do textové zprávy nebo do textového okna AutoCADu. Textová zpráva je textovým datovým souborem s oddělovači položek, takže jej lze pohodlně importovat například do formulářových tabulek připravených v tabulkovém kalkulátoru nebo do relační databáze.

Před předáním grafické části dokumentace je nutno provést některé úpravy vyplývající z požadavků metodického pokynu. K těmto operacím patří především vyčlenění bodů zaměřených na vlastním plynovodním potrubí z bodového pole celkového zaměření uliční fronty, přečíslování těchto bodů podle průběhu plynovodní sítě a vytvoření seznamů souřadnic zaměřených bodů s kompletním výpisem technických parametrů zaměřených prvků. Dále je nutno upravit strukturu grafických dat v digitální mapě tak, aby odpovídala struktuře požadované odběratelem a umožnila pohodlný převod dat do informačního systému správce plynofikačních sítí. Tyto operace umožňuje aplikace GEOD provádět zcela automaticky. Výběry a přečíslování bodů jsou prováděny programově pomocí pracovní síťové topologie a pro vytvoření seznamů souřadnic je využito údajů obsažených v objektových datech bodů bodového pole.

Po provedených úpravách vznikají odvozené tématické mapy, takže formát původní digitální mapy včetně veškerých dat zůstává zachován. Originální data tak zůstávají zpracovateli pro další využití v jeho informačním systému, například pro případy dalších etap výstavby nebo následné rekonstrukce a opravy potrubí.

Závěrečným krokem při zpracování je tisk mapové dokumentace. Zde je často nutno respektovat požadavek na členění kladu map po jednotlivých ulicích nebo větvích plynovodu. I když systém AutoCAD disponuje vyspělými nástroji pro přípravu tiskové podoby výkresů v tzv. výkresovém prostoru, může být tato činnost pro běžného uživatele příliš náročná a pracná. Vytvoření tiskového formátu představuje řadu kroků, které jsou náročné na přesné provedení. Chyba uživatele zde může vést i k závažným nedostatkům výsledné mapy například k nedodržení přesného měřítka.

Jedná se o následující operace:

• Vytvoření nové uživatelské souřadné soustavy s jednou osou rovnoběžnou s osou potrubí
• Nadefinování obrysu mapového rámu a jeho umístění do modelového prostoru AutoCADu
• Nadefinování odpovídajícího volného výřezu ve výkresovém prostoru
• Nastavení půdorysného pohledu v příslušné uživatelské souřadné soustavě
• Přesné nastavení středu a výšky pohledu v daném volném výřezu s ohledem na požadované měřítko mapy
• Doplnění mimorámových údajů mapy ve výkresovém prostoru

Aplikace GEOD však umožňuje tuto činnost zcela zautomatizovat. Funkce pro přípravu mapy k tisku umožní do mapy vložit zcela pohodlným způsobem libovolný počet uživatelsky definovaných mapových rámů. Tyto rámy je možno pojmenovat například podle jednotlivých ulic a dále s nimi pracovat jako s inteligentními objekty. Díky využití objektových dat pro uložení veškerých popisných údajů a parametrů mapových rámů mohou být rámy vloženy pouze jednou v základním výkresu zaměření. Do ostatních odvozených výkresů a tématických map je lze kdykoli podle potřeby vykreslit pomocí dotazů AutoCAD Mapu. Po provedení přípravy k tisku je výsledkem kompletní výkres účelové mapy odpovídající požadavkům odběratele, případně celá tisková sada výkresů, kterou lze přímo tisknout na příslušném výstupním zařízení.

Obr. č. 1: Příklad využití uživatelsky definovaných tiskových formátů – modelový prostor AutoCADu

Obr. č. 2: Uživatelské tiskové formáty připravené k tisku ve výkresovém prostoru AutoCADu

 

Závěr

Využití prostředků, které nabízí moderní technologie GIS v běžné praxi při zpracování dat získaných geodetickým měřením, přináší mnohdy netušené možnosti zvýšení produktivity práce při tvorbě účelových map a další související dokumentace. Přestože pořízení vlastního systému, a příslušných aplikací využívajících těchto možností, znamená vyšší počáteční náklady, je ekonomická návratnost těchto nákladů velice rychlá. Dalším ekonomickým aspektem využití současných moderních systémů pro zpracování účelové mapové dokumentace jsou možnosti vyřešení vzájemného převodu dat mezi systémy zpracovatelů a konečných uživatelů těchto dat. Z dosavadní praxe jsou známé případy, kdy byl zpracovatel dat z různých důvodů nucen pracovat v systému, který používá jeho odběratel. Nutnost zpracovávat data pro několik odběratelů vedla pak k paradoxní situaci, kdy na jedno pracoviště byly zaváděny dva i více různých grafických systémů, přičemž pořízení každého z nich představuje i stovky tisíc korun v investičních nákladech. Další značné náklady jsou vynaloženy na zaškolení uživatelů těchto systémů, přičemž pak enormní nároky na znalosti každého z nich vedou často k situaci, že nakonec žádný z používaných systémů není zvládnut dokonale a není využíván na příslušné profesionální úrovni. V současné době by měl vývoj aplikací jednoznačně směřovat k tomu, aby bylo uživatelům umožněno pracovat v libovolném systému, který byl pro dané pracoviště navržen s ohledem na profesionální požadavky. Volba tohoto systému by měla vycházet výhradně z objektivních hledisek jeho funkčnosti a využitelnosti k danému účelu. Uživatelům by mělo být umožněno dokonalé zvládnutí a pochopení možností celého systému. Veškerá komunikace mezi dodavateli a odběrateli a jednotlivými systémy by měla probíhat za předem dohodnutých podmínek pomocí konverzí a převodů dat. Praxe ukazuje, že takové řešení je zvládnutelné a v konečných důsledcích je ekonomicky výhodné pro obě strany.