Применение ИПИН-технологий при создании интегрированной информационной системы «Нижегородский Кремль»
Эта статья опубликована в журнале CADmaster #4(29) 2005 (октябрь-декабрь) в разделе Комплексная автоматизация.
Введение
Ансамбль каменного Нижегородского Кремля — выдающийся образец русского военно-инженерного зодчества, древнейший памятник архитектуры федерального (общероссийского) значения, имеющий уникальную историко-архитектурную, градостроительную, археологическую и природно-ландшафтную ценность. Нижегородский Кремль взят под государственную охрану в соответствии с постановлением Совета Министров РСФСР от 30.08.60 № 1327 «О дальнейшем улучшении дела охраны памятников культуры в РСФСР» и Указом Президента Российской Федерации от 20.02.95 № 176 «Об утверждении Перечня объектов исторического и культурного наследия федерального (общероссийского) значения». Однако по ряду причин многие объекты инженерной инфраструктуры сегодня находятся в аварийном состоянии, историко-культурный потенциал Кремля не используется в полной мере. Для изменения такого положения была принята областная целевая программа «Сохранение, реставрация и использование объектов на территории особого регулирования градостроительной деятельности федерального значения — Нижегородского Кремля», одним из пунктов которой предусмотрено создание интегрированной информационной системы «Нижегородский Кремль» (ИИС НК) на базе ИПИН-технологий.
Эта система должна была обеспечить выполнение следующих задач:
- формирование полного электронного архива информации о Нижегородском Кремле (исторической, административной, картографической, градостроительной, инженерно-технической, сведений о недвижимости, собственности и др.) для повышения качества, производительности и профессионализма проводимых в Нижегородском Кремле работ;
- создание современного информационного портрета Кремля для формирования современного имиджа Нижнего Новгорода;
- разработка ИИС как одной из компонент комплексной информатизации в oкруге и регионе для решения концептуальных, информационных, технологических, административных, правовых и других задач;
- разработка базовой индустриальной информационно-технологической платформы для комплексной информатизации инженерных работ в промышленности и строительстве Нижегородской области, в том числе для ИС-обеспечения градостроительной деятельности.
Систему разработал Нижегородский областной центр новых информационных технологий (НОЦ НИТ) НГТУ совместно с департаментом архитектуры и градостроительства Министерства строительства и ЖКХ Нижегородской области и администрацией Нижнего Новгорода.
Структура системы
1. ГИС Internet/Intranet-сервер «Нижегородский Кремль»
Геоинформационная система «Нижегородский Кремль» предназначена для использования в качестве информационно-справочного руководства по современному состоянию, истории и архитектуре Нижегородского Кремля (НК). Основой системы является интерактивная пространственная среда, воспроизводящая территорию ныне существующего Кремля с расположенными на ней крепостными башнями, стенами и всеми зданиями и сооружениями, точно привязанными к топографической карте и рельефу местности. Базовыми информационными технологиями (ИТ) для ГИС НК служат ГИС, САПР и Internet-технологии.
В состав системы входят следующие подсистемы:
- картографическая, топографическая и геодезическая подсистемы НК и прилегающей территории (рис. 1.1);
- подсистема инженерно-технического обеспечения (рис. 1.2);
- подсистема градостроительного кадастра;
- административная подсистема (исполнительная и законодательная власть ПФО, Нижегородской области, Нижнего Новгорода, располагающиеся на территории Кремля).
Функциональные возможности системы:
- навигация по объектам цифровой карты территории Кремля;
- отображение информации, связанной с объектом;
- возможность определения координат любой точки цифровой карты;
- обеспечение доступа к системе широкому кругу пользователей через Internet/Intranet.
2. Графическая информационная система «Виртуальный Кремль»
Графическая информационная система «Виртуальный Кремль» представляет собой мультимедиа-справочник, предназначенный для демонстрации объектов Кремля и включает в себя историко-архивную подсистему и подсистему музеев, туристического и культурного обслуживания.
Основой системы является виртуальная модель Кремля с рельефом территории, дорогами, тротуарами, газонами и деревьями, памятниками, зданиями и сооружениями, которая была построена на основе DWG-файла, полученного посредством векторизации карты Кремля масштаба 1:2000 (рис. 2.1).
Материал структурирован в соответствии с четырьмя разделами.
История Кремля XIII-XX вв.
В этом разделе системы отражено богатое историческое наследие Нижегородского Кремля. Утраченные башни и церкви восстановлены в виртуальных моделях.
Звуковой фильм об Ивановской башне, спроектированной средствами виртуального моделирования по чертежам и рисункам Святослава Агафонова, создает атмосферу позднего средневековья, переносит зрителя в Нижний Новгород XVII века (рис. 2.2).
Воссозданы модели и иных не существующих на данный момент сооружений (рис. 2.3):
- Спасо-Преображенский собор;
- Благовещенская церковь;
- церковь Святого Духа;
- Симеоновская церковь;
- храм Рождества Иоанна Предтечи;
- Зачатьевская башня.
Пространственная привязка объектов Нижегородского Кремля осуществляется при помощи интерактивных карт разных веков.
Современный Кремль
Интерфейс раздела реализован таким образом, что выбранный в списке современных зданий и сооружений объект выделяется на трехмерной карте и сопровождается краткой справкой.
Созданы виртуальные модели:
- башен Кремля (Дмитровская, Кладовая, Никольская, Коромыслова, Тайницкая, Северная, Часовая, Ивановская, Белая, Борисоглебская, Георгиевская, Пороховая);
- зданий и сооружений (здание администрации Нижегородской области, Дом советов, здание присутственных мест, Дом вице-губернатора, Михайло-Архангельский собор, Дом военного губернатора, здание ЗАГСа, корпус служб при доме военного губернатора, здание служебного корпуса (№11), здание банковской ассигнационной конторы, арсенал, склад (бывший Манеж), гарнизонные кремлевские казармы);
- прясел между башнями.
Музеи и туризм
На территории Кремля расположены два музея — Нижегородский государственный историко-архитектурный музей-заповедник с музеем военной техники, размещенным вдоль прясел Дмитровская-Кладовая, и Нижегородский государственный художественный музей. В систему включены фотографии и виртуальные модели экспонатов музеев (рис. 2.4). Туристические маршруты представлены в виде виртуальных панорам, созданных c помощью цифровой панорамной съемки (рис. 2.5).
Проекты реконструкции
Современные ИПИН-технологии позволяют воплотить пусть не в реальном, а в виртуальном виде любой самый невероятный проект и разместить его в ландшафте города.
В системе представлены следующие проекты:
- восстановленный Манеж (сейчас — склад), представляющий собой историко-архитектурную ценность Кремля (рис. 2.6);
- реконструированная Георгиевская башня с прилегающей территорией (рис. 2.7);
- воссозданный храм Рождества Иоанна Предтечи;
- памятник основателю Нижнего Новгорода князю Юрию Всеволодовичу.
Святослав Агафонов. Реконструкция Кремля
Специальный раздел системы посвящен Святославу Агафонову, внесшему огромный вклад в восстановление Нижегородского Кремля в 50-х годах прошлого века. Исследования, чертежи и рисунки выдающегося архитектора стали основой для реконструкции почти до основания разрушенных башен и прясел.
Таким образом, были созданы следующие виртуальные модели: цифровой трехмерный рельеф Кремля, 13 башен и стен между ними, 4 храма внутри Кремля, 2 храма снаружи, 17 зданий на территории Кремля, 3 мемориала, 2 памятника. Кроме того, был воспроизведен массив деревьев: внутри Кремля — 498, снаружи — 301.
3. ИПИН-технологии
ИПИН/ILM-технологии (информационная поддержка жизненного цикла инфраструктуры (Infrastructure Lifecycle Management) — интегрированный комплекс (линейка) программных продуктов, позволяющий обеспечить информационную поддержку инженерной работы на всех стадиях жизненного цикла (ЖЦ) инфраструктуры:
- территориального планирования;
- градостроительного зонирования;
- планирования территории;
- архитектурно-строительного проектирования;
- строительства;
- ввода в эксплуатацию;
- эксплуатации;
- капитального ремонта;
- сноса.
Для жизненного цикла инфраструктуры Нижегородского Кремля актуальны следующие этапы: эксплуатация, капитальный ремонт и модернизация.
Чтобы эффективно организовать работу, необходимо было перевести имеющуюся документацию (тексты, рисунки, чертежи, фотографии, видеопленки) в цифровой формат. Для этого следовало выбрать оптимальное программное обеспечение, которое бы соответствовало следующим требованиям:
- распространенность и конкурентоспособность на мировом и отечественном ИТ-рынке;
- стыкуемость с мировыми глобальными ИТ;
- оптимальность показателя цена/качество;
- перспективность и устойчивая инновационность используемых ИТ;
- открытость и масштабируемость ИТ-платформ;
- полное соответствие отечественной нормативной базе (ГОСТ, ТУ, СНИП и т.д.);
- наличие разветвленной системной, дилерской и учебной сети в России.
Этим требованиям в наибольшей степени отвечает программное обеспечение всемирно известной компании Autodesk (США) и российской компании Consistent Software — авторизованного дистрибьютора Autodesk, разработчика десятков интегрированных с Autodesk-технологиями программных продуктов, позволяющих осуществить комплексную информатизацию большинства отраслей машиностроения и строительства. В качестве базовых ИТ эти продукты используют РАО ЕЭС, РАО РЖД, МЧС, ОМЗ, тысячи отечественных предприятий всех отраслей, а также абсолютное большинство российских технических университетов. В Нижегородской области разработки компаний Autodesk и Consistent Software являются безусловными лидерами.
В нашем случае использовался следующий вариант ИПИН-линейки продуктов:
- RasterDesk — растровое редактирование и векторизация;
- Autodesk Land Desktop 2005 — построение цифрового трехмерного рельефа территории Нижегородского Кремля по линиям уровня;
- Autodesk Map 3D 2005 — создание электронной карты территории Кремля путем векторизации растра и сохранение файла в стандартном формате DWG, формирование пространственных данных (SDF-файлы), топологии и создание слоев сетей инженерно-технического обеспечения;
- Autodesk MapGuide 6.5 — наиболее мощная на сегодня масштабируемая система создания корпоративных ГИС-технологий высокого уровня в сетях Intranet/Internet: проектирование, кадастр, управление, мониторинг и прогнозирование, диспетчеризация, навигация;
- 3ds max 6:
- моделирование башен, прясел, церквей и других объектов;
- задание материалов и текстур для моделей;
- создание анимации и визуализация.
Объем системы на CD составляет 670 Мб, общий объем оцифрованных исходных материалов — более 2,5 Гб.
Заключение
На основе ИИС «Нижегородский Кремль» будут осуществляться капитальный ремонт и модернизация, инженерная эксплуатация объектов, информационная поддержка туризма, исторических исследований, учебной, рекламной и имиджевой деятельности. На базе этой системы в 2005 г. предполагается выпустить серию компакт-дисков по истории Кремля и туризму.
Создание пилотной версии ИИС НК показало, что использованная нами линейка ИПИН-продуктов обеспечивает великолепное качество и высокую производительность всех видов информационной и инженерной работы по инфраструктуре НК и может быть рекомендована для комплексной информатизации всех этапов жизненного цикла даже таких уникальных инфраструктур, как Нижегородский Кремль. ИИС «Нижегородский Кремль» должна стать визитной карточкой Нижнего Новгорода, способствовать развитию туристического бизнеса и привлечению инвестиций. Это особенно актуально сейчас, когда решается вопрос о внесении Нижегородского Кремля в число памятников, охраняемых ЮНЕСКО.
Авторы хотели бы выразить особую благодарность за информационное обеспечение Департаменту архитектуры и градостроительства Министерства строительства и ЖКХ Нижегородской области и его директору М.А. Кузнецову; бывшему Департаменту охраны историко-культурного наследия Министерства культуры Нижегородской области и его директору Н.Н. Бахаревой; Нижегородскому государственному художественному музею; Нижегородскому государственному историко-архитектурному музею-заповеднику; музею науки ННГУ и его директору Т.И. Ковалевой; научно-исследовательскому предприятию «Этнос» и его директору Ф.В. Васильеву; Волго-Вятскому аэрогеодезическому предприятию и его директору Г.Г. Побединскому.
Полный текст статьи
CADmaster – регулярное издание и существует оно не только в Интернете. Ваша организация может оформить подписку на бесплатную печатную версию, которая рассылается по почте сразу после выхода журнала.
.jpg)
