Съёмка фасадов геодезическими методами

Назначение фасадной геодезической съемки определяется в основном конструкцией фасадов возводимого или реконструируемого здания. Если речь идет о монтаже так называемых вентилируемых фасадов строящегося здания, то целью геодезической съемки является контроль планово-высотного положения элементов фасада (оконных и дверных проемов, балконов, карнизов, навесов, выступающих цоколей, различных декоративных элементов и пр.), выявление возможных отклонений от проекта и, в случае необходимости, внесение изменений в проект монтажа фасадов.
В случае если речь идет о реконструкции существующих зданий посредством установки навесных фасадов, то необходимость съемки фасадов обусловлена разработкой проектно-сметной документации.
Важным назначением фасадных съемок является и определение отклонений от проектных плоскостей возводимых стен и реконструируемых зданий. Особенно эта задача актуальна для объектов высотного строительства.

Для решения подобных задач современные технологии прикладной геодезии предполагают широкое применение наземных лазерных сканеров. Однако следует отметить, что подавляющее большинство возводимых и реконструируемых зданий не требует столь тщательного производства исполнительных съемок фасадов. В связи с этим, руководствуясь экономическими соображениями, в ряде случаев проще и выгоднее съёмку производить методами классической геодезии при помощи электронных тахеометров.

Наиболее подходящим для этих целей прибором является электронный тахеометр с хорошими показателями работы в безотражательном режиме, например тахеометр Nikon серии NPL, оптика дальномера которого совмещёна с системой фокусировки зрительной трубы. Важным требованием, предъявляемым к используемому оборудованию, является также наличие двухосевого компенсатора наклона оси вращения прибора.

Особенностью отмеченного прибора является производство измерения расстояний именно на тот объект, на который сфокусирована зрительная труба, без опасений получить ошибочный результат из-за измерения на объекты, попадающие в поле зрения (листва, ветви деревьев, строительные леса и пр.). Недостатком такого прибора является необходимость фокусировки зрительной трубы перед каждым измерением, что несколько затруднит работу при больших углах наклона трубы или измерениях вблизи здания.
Существует несколько устоявшихся способов производства фасадных съемок, различающиеся между собой форматом окончательного представления полученных данных. Наиболее простым является способ независимой съемки отдельных фасадов здания. Данный метод не требует создания единого планового обоснования вокруг объекта изысканий.

Способ независимой съёмки фасадов целесообразно применять при съемке небольших зданий и сооружений, достаточно простых по конфигурации и лишенных каких-либо архитектурных излишеств.
Суть данного метода сводится к следующему: съемка характерных элементов каждой отдельно взятой фасадной части выполняется в свободной системе координат с обязательной привязкой к установленной строительной системе высот.

Прибор рекомендуется устанавливать примерно посередине фасада и избегать измерений под острым углом к плоскости фасада: это может существенно снизить точность вследствие некорректной работы дальномера в безотражательном режиме. Расстояние до снимаемого объекта выбирают с учётом удобств съёмки высоких элементов фасада.

Важно определиться с ориентировкой системы координат, поскольку от этого во многом зависит объем трудовых затрат при обработке данных.
Система координат должна быть ориентирована таким образом, чтобы ось «Х» была расположена горизонтально строго вдоль фасада сооружения, ось «Н» – вертикально вверх вдоль фасада, а ось «Y» дополняла систему координат до левой. Такая ориентировка может быть достигнута, если перед производством съемки выполнить обратную засечку по углам снимаемой фасадной части, присвоив оному из углов координаты (0, 0) а противоположному – (b, 0), где b – базис, построенный на фасаде.
Чтобы построить базис на фасаде, на его углах, желательно на одном горизонте намечают две точки и, войдя в режим измерения неприступного расстояния, определяют расстояние между этими точками. Это расстояние и будет искомым базисом.

Съёмку фасада выполняют с произвольной точки стояния прибора. Для определения координат точки стояния следует войти в режим обратной засечки и последовательно ввести координаты исходных пунктов (0, 0 и b, 0).
При импорте полученных координат характерных точек фасада с электронного тахеометра в ПО Credo-dat, Sokkia Link или им аналогичных следует абсциссам присвоить значение «восток», отметкам – значение «север», а ординатам – «высота». Таким образом, при импорте полученных данных в редактор векторных данных мы получаем «положенный на бок» отснятый фасад здания. В случае графической обработки данных в декартовой системе координат (устанавливается по умолчанию в САПР AutoCAD) абсциссы не меняют своего значения, ось аппликат заменяется осью ординат. Следовательно, теоретически, координаты по оси «Y» (до преобразования) показывают отклонение фасада от вертикали и его неплоскостность и, при желании, могут не отображаться. Результатом обработки результатов измерений являются развертки фасадов здания.

При необходимости определения отклонения фасада от вертикальной или проектной плоскости рекомендуется перед выполнением ориентировки прибора разбить непосредственно на фасаде базис и выполнить обратную засечку относительно него, как это описывалось выше. При обработке результатов измерений все отклонения фасада от вертикали будут показаны именно относительно этого базиса. Это значительно облегчит дальнейшее производство наладочных работ и избавит от необходимости производства дополнительных вычислений во время обработки (пример развертки фасада возводимого монолитного каркасного здания с указанными отклонениями от вертикали приведен на рис. 9.28).

Второй метод производства фасадных съемок гораздо удобнее с точки зрения производства геодезических работ, нагляднее с точки зрения информативности, но более сложен в обработке результатов измерений.
Принципиальное отличие второго способа заключается в необходимости создания планово-высотного обоснования вокруг объекта изысканий, а съемка всех плоскостей фасадов производится в единой системе координат и высот, обработка данных выполняется в трехмерном режиме, вследствие чего отпадает необходимость выполнять преобразование координат. Обоснование создается в свободной системе координат. В качестве исходной высотной отметки, как правило, используется либо значение отметки чистого пола здания, (в случае нового строительства), либо отметка низшей точки рельефа, примыкающего к зданию, если речь идет о реконструкции существующего здания. После развития планово-высотного обоснования с пунктов планово-высотного обоснования производится съемка интересующих элементов фасада. Причем съемке с каждого пункта подлежат все видимые элементы фасада независимо от их принадлежности единой или различным плоскостям фасада.

Обработка результатов фасадной съёмки в AutoCAD.

Обработка результатов подобной съемки заслуживает отдельного внимания.
Основным средством обработки результатов съемки является САПР AutoCAD.

После импорта в АutoCAD будет получено произвольно сориентированное облако точек, образующих грани фасадов, проемов и стен (показано на рис. 9.29). На виде сверху необходимо сориентировать эти точки таким образом, чтобы один из фасадов сооружения принадлежал оси «ОХ». Это упростит процесс обработки. После разворота группы точек обработку и обрисовку фасадов удобнее всего вести в изометрических видах в режиме ортогональных построений (Ortho), что облегчает идентификацию различных точек. В результате обрисовки всех отснятых точек получается полноценная трехмерная модель фасадов здания с нанесенными проемами и прочими необходимыми элементами.

Результат детальной обработки облака точек отдельного фасада, показанного на рис. 9.29, приводится на рис. 9.30. Время, необходимое для обработки съемки объемом порядка 2500 точек (такой объем работ примерно соответствует зданию школы высотой 5 этажей 50-60 гг. постройки) – 1 – 1,5 рабочих дня. При этом, если фасад здания не отягощен декоративными элементами, такая трехмерная модель по точности и информативности практически не будет уступать модели, полученной при помощи лазерного сканирования. Модель здания является весьма наглядным, подробным и информативным результатом съемки практически любого фасада и в руках проектировщика послужит незаменимым инструментом при разработке проекта монтажа фасадов.

Трехмерная модель не всегда может полноценно показать все геометрические параметры архитектурных элементов здания. Соответственно, в связи с этим возникает необходимость преобразовать трехмерный чертеж в двухмерный. Возможности редакторов векторных данных позволяют легко производить подобные манипуляции. Процесс преобразования заключается в разделении на виде сверху трехмерной модели на отдельные составляющие ее фасадные части и развороте и выстраивании всех фасадных плоскостей в одну линию, параллельную оси «ОХ». Таким образом, на виде сбоку будет получена развертка фасадов, на которой возможно отобразить все необходимые данные.