Разработка структуры автоматизированного рабочего места для ландшафтного проектирования

72

Разработка структуры автоматизированного рабочего места для ландшафтного проектирования.

Оглавление

Введение

Раздел 1. Анализ предметной области.

1.1.Ландшафт, ландшафтные объекты и способы их описания.

1.2.Основные этапы проектирования. Особенности проектирования ландшафтных объектов.

1.3.Обоснование необходимости автоматизации процесса проектирования ландшафтных объектов. Постановка задачи.

1.4.Программы для 3-х мерного моделирования ландшафта.

Раздел 2.Разработка структуры САПР и АРМ .

2.1.Пинципы построения САПР.

2.1.1.Цель создания САПР.

2.1.2. Состав САПР.

2.1.3. Стадии создания САПР.

2.1.4. Отображение процесса проектирования в программное обеспечение САПР.

2.1.5. Специфика информационного обеспечения САПР.

2.2.Анализ АРМ.

2.3. Задание на проектирование

2.4. Устройства ввода изображения.

2.5.Устройства вывода информации.

2.6. Требования к ПК

2.7.Выбор оборудования и конфигурации АРМ.

2.8. Выбор программного обеспечения.

2.9. Установка и настройка АРМ.

Раздел 3.Методика моделирования АРМ.

3.1.Моделирование информационных систем.

3.2. Особенности компьютерного моделирования.

3. 3.Постановка задачи.

3.4.Основные допущения и ограничения при моделировании.

3.5. Показатели надежности и производительности оборудования и ПО.

3.6. Математическая постановка задачи оптимизации АРМ.

3.7.Расчет нормировочных коэффициентов для автоматизированного рабочего места (К1 - К7).

3.7.1.Расчет нормировочного коэффициента для системного блока компьютера.

3.7.2.Расчёт нормировочного коэффициента для мониторов

3.7.3.Расчёт нормировочного коэффициента для принтера .

3.7.4. Расчёт нормировочного коэффициента для сканеров .

3.7.5. Расчёт нормировочного коэффициента для плоттеров .

3.7.6.Расчет нормировочных коэффициентов качества программного обеспечения АРМ.

3.8 Решение задачи линейного программирования.

Заключение

Список используемой литературы.



Введение

В современных условиях для реализации функциональных задач в любой предметной области необходимо использование автоматизированных рабочих мест на базе профессиональных персональных компьютеров. Например, в сфере экономики на таких АРМ можно осуществлять планирование, моделирование, оптимизацию процессов, принятие решений в различных информационных системах и для различных сочетаний задач. Для каждой предметной области необходимо предусматривать АРМ, соответствующие их назначению. Хотя принципы создания любых АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность. 

До недавнего времени основными методами выполнения графических материалов являлись черчение, рисунок, живопись, макетирование и другие виды работ, выполняемых вручную.

Появление высокопроизводительных персональных компьютеров, создание большого количества графических программ различного назначения, в том числе объёмного моделирования, и специализируемых в области ландшафтного проектирования, предложили ландшафтному архитектору новые ранее неизвестные ему возможности.

Не заменяя и не подменяя традиционные методы, компьютеры (компьютерная графика) предоставляют ландшафтному архитектору новые способы реализации его творческого потенциала.

Для разработки АРМ, обеспечивающего проектирование ландшафтных объектов с заданными показателями производительности, предстоит решить ряд проблем, связанных с подбором исходных данных: с выбором конфигурации оборудования и программного обеспечения; для этого приведем все необходимые сведения.



1. Анализ предметной области

1.1.Ландшафт, ландшафтные объекты и способы их описания.

Объемно-пространственная структура садово-паркового ландшафта должна выражать собой синтез закономерных физических и пространственных качеств составляющих его композиционных элементов: плоскостных, объемных и планировочных. К плоскостным элементам относятся ровные и горизонтальные поверхности партеров, лужаек, площадок, водоемов; к объемным - пластические формы рельефа - возвышения, откосы, камни, деревья, кустарники, травянистые растения, а также архитектурные сооружения, скульптура и малые архитектурные формы; к планировочным - аллеи, дороги, тропинки, площади и площадки. Главная задача формирования объемно-пространственной структуры ландшафта - создание полноценной обстановки для отдыха. Практически различные свойства природных элементов композиции предопределяют возможные приемы их использования для ландшафтной композиции, отвечающей в наибольшей степени функции каждой из зон отдыха.

Суть процесса организации процесса садово-паркового ландшафта - моделирование, связанное с бесконечным разнообразием форм деревьев и сочетаний, на основе, которых проектировщик может основать объёмно-пространственные элементы и варьировать соотношения по тону и степени освещённости.

Деревья самый важный структурный и декоративный строительный материал паркового ландшафта. Богатство красок и разнообразие форм растительности делают её незаменимым материалом ландшафтной композиции. Зрительно древесные растения определяют пропорции и форму пейзажей, создают контраст между открытыми пространствами и разделяют их. Определяют силуэты структуру, обрамление, фон и тон пейзажа, его «настроение».

Растениям присущи особые свойства, обусловленные декоративным и биологическим разнообразием. Надо предусматривать логический процесс беспрерывного изменения облика деревьев по величине, форме кроны и окраске в ходе роста и по сезонам года, определяющего главное воздействие и отличие древесной растительности от определенных, постоянных и строгих форм искусственных элементов садово-паркового ландшафта.

Отдельные деревья представляют собой первичные простейшие объёмные единицы, из которых посредством соединения друг с другом компонуются насаждения парка. Всё разнообразие древесных группировок по размеру и форме, выражающее их объемные и пластические свойства, следует разделить на следующие основные типы составных структурных элементов композиции садово-паркового ландшафта: солитер, группа, роща, массив, аллея, зеленая стена и живая изгородь.

Солитер в садово-парковом ландшафте - представляет собой декоративную объемную композиционную доминанту в пространстве. Обособленное положение солитера предопределяет условия динамичности его обзора со всех сторон и фокусировки на нем внимания.

Кустарники находят применение в любых типах растительных группировок и могут использоваться в качестве самостоятельного элемента композиции садово-паркового ландшафта для создания групп на газоне, вблизи водоемов, на опушках групп деревьев. Цветочное оформление - активное средство создания колористического эффекта в парковых пейзажах. Яркие краски цветов предопределяют их доминирующее значение. Цветники располагают в наиболее посещаемых местах - у входов, около площадок отдыха, берегах водоема развилках дорог. Необходимо выбирать растения наиболее характерные по окраски и форме и добиваться приятных, гармоничных и контрастных сочетаний.

Необходимый элемент оформления ландшафта - обработка поверхности земли. Газон - лучшее, самое гигиеничное из всех покрытий, живая зелёная окраска успокаивающе действует на человека. Газон - сугубо земляное покрытие, подчёркивающее пластику земли.

Главный декоративный элемент сада - это всё-таки цветы, видовое и цветовое разнообразие которых делает безграничными возможности оформления любого сада, независимо от его размеров и экологических характеристик. Важно правильно подобрать ассортимент цветов, как эстетическим требованиям, так и условиям предполагаемого места выращивания. Специальные библиотеки ландшафтных программ позволяют это делать.

Вода представляет собой необычайно элемент в ландшафте садов и парков. Освежающее воздействие воды, отражения, танцующие отблески света, мгновенно изменяющаяся поверхность воды, плеск и журчание её струй способствуют тому, что она становится самым ярким элементом садово-паркового ландшафта.

В динамической форме состояния воды применяются следующие ландшафтные единицы композиции: источник, ручей, водопад и каскад, фонтан, а также река и море; в статической форме состояния воды: декоративный бассейн, пруд и озеро.

Источник самое скромное устройство, в котором дается впечатление красоты движущейся струи воды. Он может служить в парке для создания ручья.

Ручей относится к формам малых водных устройств. Это неширокий водоток с протяженным извилистым руслом. Ручей обычно служит красочным мотивом формирования пространственной оси композиции в ландшафте парка.

Каскады образуются небольшими перепадами потоки воды, которые придают ручью в парке горный характер. Водопад возникает в русле ручья, текущего в гористой местности по крутому склону, когда на пути потока воды находятся уступы со значительной разностью уровней.

Фонтан - искусственное водное устройство, обладающее большим декоративным эффектом благодаря стремительности вздымающихся вверх струй, блеску и пене движущейся и падающей воды. Техническое устройство фонтана представляет собой сложное инженерное сооружение, основанное на регулировании напора и применении различных насадок на выпускных отверстиях труб, подводящих воду.

Архитектурно-обрамленный водоем в парке обычно называется бассейном. Бассейн можно использовать в качестве самостоятельного объекта или как часть переднего плана для усиления с помощью отражения кокого-либо важного элемента композиции.

Форма декоративных бассейнов может быть не только правильной геометрической, но и любой изогнутой конфигурации, в зависимости от общего композиционного решения пейзажа. Яркое цветовое обрамление бассейна можно создать цветами, посаженными близко к воде. Активное включение воды в архитектурно-планировочную структуру , положительно влияющих на психику человека и тем самым на повышение эффективного отдыха.

Трактовка воды в форме свободных, извилистых очертаний берегов, островов, русел малых рек и ручьёв порождает необходимость сооружения разнообразных мостов для соединения разделенных водой участков сада. Помимо своего прямого назначения, мосты играют большую роль в пространственном построении пейзажей у водоема. Они служат членению пространства и замыканию перспектив. Широкие пролеты арочных мостов служат «рамой» для пейзажей. Нависающие над водой и отраженные в ней, они являются удачно расположенными видовыми площадками, с которых раскрываются иные перспективы.

Пластическую первооснову паркового ландшафта представляет собой рельеф - совокупность форм расчленения земной поверхности, которая образует в парках каркас его объёмно-пространственной структуры.

Скалы и камни - колоритный материал в ландшафтных композициях. Чтобы композиция из камня имела эстетическую ценность, она должна быть правильно построена и подчиняться общим принципам проектирования. Однородность строения пород камней - надежное средство придания всей композиции цельности и естественности.

Валуны - элемент, обладающий выраженной формой, который может играть в пейзаже роль отдельно обрамленной единицы композиции. Они могут с успехом использоваться в построении пейзажей долины, водного потока и водоема. Расположение валунов единично или группами в пейзажах на ровной поверхности также не нарушит правдоподобия композиции при условии их соразмерности окружающему пространству. Камень придает каждой композиции характер устойчивости и массивности, который усиливается свойственным горным породам неярким цветом.

Альпинарии - отдельно воссозданные в саду элементы горных ландшафтов, если он сооружён в виде насыпи с уложенными камнями , то его называют альпийской горкой, а если в виде плоской каменисто-гравийной площадки - рокарием.

Элементы обработки рельефа - лестницы, террасы, подпорные стенки - важные архитектурные объекты, представляющие собой подобие скульптурной композиции в камне и способствуют декоративной завершенности ландшафтного решения. Лестницы, ведущие с одного уровня поверхности на другой, имеют широкое практическое применение. Они чрезвычайно желательны и в эстетическом отношении, так как разнообразят подпорные стены и откосы террас, акцентируя живописные композиции и направляя посетителя к ним. Лестницы должны быть согласованы с размерами дорожек, иметь соответствующее основание и составлять часть композиции, гармонирующую со всем окружением.

Терраса по своему эффекту - архитектурный элемент простейшей формы. В качестве связующего звена отдельных пространств при регулярной планировке терраса открывает перед ландшафтным архитектором. Высота её над поверхностью, расположенной ниже, определяется откосом, на котором она устраивается, и пропорциями её самой по себе.

Очень красивы беседки-перголы, покрытые вьющимися растениями. Обычно простая конструкция перголы даёт возможность создавать из них не только «зелёную» комнату, но и защищённую от солнца аллею перголу.

Скульптура - богатый по содержанию элемент композиции, в своих обобщенных пластических образах и объемно-пространственных формах отражающая действительность. Отражает художественно-образную тему и усиливает общее идейно-эстетическое воздействие сада. Ту же роль играют скульптурно-архитектурные формы - стелы, памятные знаки и декоративные камни. Из всех жанров скульптуры в формировании садово-паркового ландшафта применяется монументально-декоративная скульптура.

Важную функциональную и декоративную роль в оформлении пейзажа играет мощение дорог и площадок, для которого используются различные материалы: бетонные и каменные плиты, гравий, кирпич, щебенка, деревянные торцы, рифленые и фактурные керамические плиты. Комбинацией разных материалов, размера и формы плит, фактуры и цвета их поверхности достигается большое разнообразие в рисунке мощения. Тип покрытия выбирают в соответствии с назначением садово-парковых дорог, и характера конкретного участка парка.

Архитектурные сооружения и малые формы архитектуры - неотъемлемый элемент паркового ландшафта. Общее требование к архитектуре парковых сооружений - выразительность и оригинальность формы, простота конструкций, гармоничность цветового решения, долговечность строительного материала.

Многообразие парковых архитектурных сооружений, устройств и малых форм архитектуры включает в себя: для отдыха взрослых - площадки для спортивных игр, бассейн для плавания, беседка навес, пергола, трельяж, скамьи и садовые диваны, видовые площадки, место для мангала; для развлечения детей - игровое оборудование площадок, плескательный бассейн; для художественного оформления - арка, колонна, обелиск, стела скульптура, ваза, декоративная стенка, фонтан, бассейн. Целый ряд элементов связан с функцией пешеходного передвижения: площадка при входе, прогулочные маршруты, садовая мебель, покрытие поверхности земли, защитное обрамление деревьев и цветников, фонари и светильники. Кроме того, гидротехнические сооружения, мост, причал, спуск к воде, терраса и подпорная стенка, грот, пандус.

Проектирование ландшафтно-планировочной композиции должно охватывать следующие формы творческого процесса: организацию объемно-пространственной структуры - тектонику или строение отдельных элементов пейзажа; объективные основы категории красоты - единство содержания и формы организации пространства; равновесие, ритм, повторы и последовательность; пропорции и масштаб, связывающие всю схему композиции, а также отдельные её элементы; тождество; контраст; нюанс; фокусировку; акцент; цвет, солнечное и искусственное освещение, малые формы, скульптуру и детали ландшафтной архитектуры.

Цвет в пейзажах и солнечное освещение неразрывно связаны между собой. Перемена освещения в течение дня воздействует на формообразующие свойства цвета и её изменение эффекта сочетания отдельных тонов.

Соотношение пластической, пространственной и светоцветовой структур, формирующее трехмерность пространства садов и парков, дает определенный импульс для его восприятия. Постижение пространства, равно как его организация, немыслимо без учета фактора времени. Непрерывность, последовательность определенным образом организованных зрительных картин - обязательное условие возникновения пространственно-временной структуры.

1.2.Основные этапы проектирования. Особенности проектирования ландшафтных объектов

Проектирование технического объекта - создание, преобразование и представление в принятой форме образца этого еще не существующего объекта. Под объектом понимается всё то, что подлежит проектированию. В нашем конкретном случае - это непосредственно территория, подлежащая благоустройству и все связанные с этим виды работ, а также всё многообразие элементов садово-паркового ландшафта, перечисленных выше.

Системный подход при проектировании объектов включает следующие принципы:

1. Проектирование должно быть комплексным.

2. Процесс проектирования должен быть иерархическим.

3. Проектирование есть итеративный процесс.

4. Проектирование объекта предполагает его открытость.

Первый принцип предполагает всесторонний анализ предполагаемого объекта проектирования, полный учет всех факторов характеризующих объект и исследование взаимосвязи этих факторов. Второй принцип определяет последовательность анализа проектирования объекта. В начале проектирования мы рассматриваем объект как единое целое. Затем объект разбивается на элементы и анализируется каждый из них и его влияние в целом на весь объект. Использование иерархического подхода предполагает декомпозицию объекта. Декомпозиция - это разбивка единого целого (объекта) на составные части (элементы) с целью анализа и исследования каждого из них независимо друг от друга. каждая из составных частей может разбиваться также на отдельные элементы до того, пока этот элемент не будет считаться неделимым. На каждом этапе декомпозиции необходимо применять комплексный подход при анализе элементов. Третий принцип на начальных этапах проектирования применяются приближенные методы и оценки, при этом при этом пренебрегают второстепенными фактами или характеристиками, с целью изучения и понимания главных характеристик объекта. После изучения и получения таких характеристик можно перейти к учёту второстепенных характеристик, а затем анализ главных характеристик объекта с учётом второстепенных. Этот процесс может повторяться. В ходе этого процесса происходит многократный анализ проектируемого объекта, на каждом этапе итерации с учётом всё большего количества исследованных характеристик. Четвёртый принцип означает, что не стоит стремиться делать или разрабатывать проектируемый объект абсолютно и навсегда совершенным. Это объект необходимо спроектировать так, чтобы он достаточно хорошо удовлетворял требованиям заказчика или поставленных задач, но при этом имел возможность совершенствоваться, модернизироваться и развиваться.

Основным понятием методологии проектирования любого объекта является понятие жизненного цикла. Жизненный цикл объекта - это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент ненужности его использования или снятия с эксплуатации. При этом процессе происходит последовательность этапов или стадий. Для любого объекта можно выделить следующие этапы жизненного цикла:

1. Исследование, обоснование и разработка предложений по созданию объекта.

2. разработка и анализ требований к объекту.

3. эскизное проектирование.

4. Рабочее проектирование.

5. Реализация проекта.

6. Модернизация, развитие и сопровождение объекта.

1-4 - доэксплуатационный период, Т1

5,6 - период реального существования объекта, Т2

окончание жизненного цикла, Т3

Моделью жизненного цикла называется структура, определяющая последовательность выполнения этапов взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Понятия жизненного цикла и его модели имеют государственный международный стандарт.

В практике проектирования обычно используют основные или базовые модели жизненного цикла:

1. каскадная или последовательная

2. поэтапная с промежуточным контролем

3. совмещённая

4. спиральная

.

Использование последовательной или каскадной модели такой обычно происходит тогда, когда на этапе анализа и обоснования требований заказчик может определить все требования к данному проекту или их большинство. Тогда жизненный цикл разбивается на последовательные этапы, причем переход с одного этапа на другой осуществляется после завершения всех работ на предыдущем этапе. На каждом этапе в этой модели разрабатывается определенный набор документов на основе принятых решений. Совокупность этих документов является достаточной для продолжения работ на следующем этапе. Обычно каждый из этапов завершается верификацией или контролем разработанных документов на соответствие их предъявленным требованиям.

Преимущества данной модели:

1. разработка полного набора документов, на каждом этапе отвечающих критериям полноты и согласованности на основе верификации.

2. выполнение работ в четкой последовательности позволяет планировать сроки завершения всех работ, а также затраты.

Недостаток: Процесс проектирования или создания объекта никогда не укладывается в описанную жесткую схему и если допущены ошибки на предыдущих этапах, и они не выявлены, то на последующих этапах могут возникнуть неразрешимые проблемы, которые в ряде случаев могут привести к перепроектированию объекта.

Поэтапная с промежуточным контролем - это итерационная модель с циклами обратной связи между этапами. Межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоёмкость и более высокое качество принимаемых решений по сравнению с каскадной моделью. Корректировка решений на предыдущих этапах осуществляется в специальных точках контроля предыдущего этапа. Основным недостатком этой модели является то, что каждый из этапов как бы растягивается на весь период разработки, что существенно увеличивает время разработки, при этом происходит некоторое запаздывание с получением окончательного результата. Это иногда приводит к моральному и физическому несоответствию разработанного проекта. Следует заметить, что временные рамки на каждом из этапов существуют и при данной модели, но они трудно определяемы.

Совмещенная модель основывается на интегрированном подходе жизнедеятельности каждого из элементов объекта. В основе этого метода заложена идея одновременного анализа, проектирования и использования объекта, координация работ при использовании такой модели осуществляется группой высококвалифицированных специалистов. При использовании этой модели удается уменьшить сроки проектирования, т.е. уменьшить доэксплуатационный период от 25-50% по времени, а , следовательно уменьшить стоимость проекта.

Качество любого проекта зависит от полноты и правильности реализации работ на этапе анализа и выработки требования. В спиральной модели упор делается на этапы анализа, выработки требований и проектирование. В конце этих этапов реализуемость предметных решений проверяется путем создания прототипа или версии проекта. На каждом этапе уточняются цели и характеристики объекта, определяется качество выполняемых работ, и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, конкретизируя детали проекта, выбирается обоснованный вариант , который доводится до реализации и внедрения. Главная задача при использовании данной модели показать заказчику некий вариант, отвечающий главным требованиям. Недостаток: определение момента перехода на следующий этап. Для устранения этого недостатка накладываются временные ограничения на каждый из этапов, и незавершенные работы осуществляются на таком же этапе следующего витка спирали.

Для ландшафтного проектирования наиболее приемлема спиральная модель проектирования.

Ландшафтное проектирование - метод ландшафтной архитектуры, заключающийся в разработке приемов по преобразованию, художественному оформлению, формированию открытого пространства городской среды, пригородной зоны и т. п.

Перечень работ на отдельных этапах жизненного цикла ландшафтных объектов:

1.Анализ и выработка требований (Подготовительные работы).

· Планиметрическая или геодезическая съемка территории. Первая применяется при простой планировке участка небольших размеров с относительно ровным рельефом. Геодезическая съемка территории необходима при наличии: сложного рельефа с большим перепадом по высоте, большой площади территории или сложной ее конфигурации, а также при планировании системы дренажей.

· Инвентаризация существующих насаждений с нанесением их на план и пометками об их основных свойствах и состоянии.

· Определяется направление поверхностного стока, механический состав и качество грунтов, все коммуникации (существующие и планируемые), строения и сооружения на территории и другие параметры, влияющие на дальнейшие работы.

· Определение функционального назначения территории и необходимости создания тех или иных зон (отдых, спорт, детская зона, сад и огород, хозяйственная часть и т. п.), предпочитаемый ассортимент растений, возможностей дальнейшего обслуживания участка (садовник, собственными силами или др.).

2.Проектирование и реализация.

Типовой проект озеленения и благоустройства состоит из чертежей, выполненных на основе предпроектных изысканий, генерального плана и комплекта рабочей документации.

· Создание эскизов.

Обычно делается 2-4 первоначальных эскиза. На них в общем виде представляются элементы ландшафта в соответствии с поставленными задачами. Проложены дорожки определенной конфигурации, определены места расположения, цветников, водоема и других объектов сада. Из нескольких эскизов заказчик выбирает по его мнению лучший или направляет их на доработку. На этом этапе определяется планировочное решение, стоимость, технологическая сложность и продолжительность работ, дальнейшее обслуживание.

· Детализация проекта

На основе эскизов создается генеральный план.

В процессе детализации осуществляется окончательный подбор деревьев и кустарников, разработка необходимых инженерных систем (дренаж, полив, освещение), подбор тротуарной плитки и вариантов ее раскладки.

· Разработка проектной документации.

В процессе ландшафтного проектирования составляются следующие документы:

1. Генеральный план

Определен стиль сада и нанесены все будущие объекты, показана привязка всех строительных элементов (покрытия, подпорные стенки и т. п.) к существующим строениям и сооружениям (дом, забор и т. п.).

2. План вертикальной планировки

На плане указаны проектные высотные отметки рельефа будущего сада. (Когда участок имеет сложный рельеф и (или) предполагается его изменение, вертикальная планировка).

3. Дендроплан

На дендроплане нанесены все древесные растения с привязками. Посадочный чертеж и дендроплан обычно совмещаются на одном листе. Посадочный чертеж это привязка посадочных мест к элементам планировки. К дендроплану прилагается ассортиментная ведомость, в которой перечислен весь посадочный материал по видам и сортам, и указано общее количество растений. Расположение того или иного растения показано на дендроплане.

5. Схема дренажной системы

На схеме указано расположение и привязка магистралей дренажной системы и даны высотные отметки необходимых уклонов.

6. Схема системы полива

На схеме указаны места расположения и привязки разбрызгивателей и водопроводящих магистралей и других элементов системы. Детально показаны основные конструктивные узлы монтажа системы.

7. Схема системы освещения

На схеме указаны места расположения и привязки светильников и электропроводки, их виды. Детально показаны основные конструктивные узлы монтажа системы.

8. Схема дорожек и площадок

Это разбивочный чертеж дорожек и площадок со всеми необходимыми привязками. На схеме детально в масштабе показана раскладка плитки и основные технологические узлы.

9. Схема подпорных стенок

На схеме расположение и привязка подпорных стенок, основные конструктивные узлы и список используемых материалов.

10. Эскизы и схема цветников

Трехмерный рисунок, на котором общая концепция цветника. Плюс детальная схема (разбивочный чертеж) с полным списком растений.

11. Эскизы и схема композиций

Трехмерный рисунок, на котором общая концепция композиции. Плюс детальная схема (разбивочный чертеж) с полным списком растений и используемых декоративных материалов.

12. Эскизы и схема водоема

Трехмерный рисунок, на котором общая концепция водоема. Плюс детальная схема (разбивочный чертеж) с полным списком материалов и растений. На схеме показаны основные конструктивные узлы водоема.

Кроме того к проекту прилагается следующая документация:

1. Ведомость объемов работ включает в себя общее количество основных работ на участке (газон, покрытия, посадки и т. п.). На основе этой ведомости составляется сметная документация.

2. Большой объем текстовой информации. Это пояснительная записка к проекту, описание технологии и последовательность выполнения всех работ, рекомендации по дальнейшему уходу.

Многие работы из второй части могут быть реализованы с помощью компьютерных технологий на базе широкого спектра программных продуктов. В основе почти всех продуктов лежат средства CAD (computer aided designer)

1.3.Обоснование необходимости автоматизации процесса проектирования ландшафтных объектов. Постановка задачи

Ландшафтное проектирование связано с получением, обработкой, анализом и выполнением большого количества графической информации. К ней относятся фотоматериалы, схемы планировки, чертежи и другие виды графического материала.

Естественным является тот факт, что обработка большого количества графических данных в целях ландшафтного проектирования не возможна без использования современных аппаратно-программных комплексов, реализующих современные информационные технологии.

Так только использование компьютерной графики позволяет на предпроектном этапе, т. е. на стадии анализа и выбора решений в короткое время просмотреть множество вариантов, а ходе непосредственного проектирования на основе моделирования получить проект ландшафтных объектов близкий по своим параметрам к фотоматериалам.

Развитие Internet позволяет вести разработку ландшафтных проектов с использованием любых ресурсов сети в on-line режиме.

Конечно, применение информационных технологий предполагает использование как аппаратных средств (от настольных ИС для несложных проектов так и офисных или корпоративных систем), так и специальных программных средств от простых программ ландшафтного проектирования до сложных программных комплексов.

В настоящее время для целей ландшафтного проектирования предлагается большое разнообразие компьютерных программ. Эти программы можно подразделить на две группы: плоскостного, точнее, псевдообъемного и объемного моделирования.

На первый взгляд все эти программы напоминают скорее игрушку. По мнению многих ландшафтных архитекторов программы ориентированы на «домашних хозяек», то есть дилетантов, далёких от профессиональной работы в области ландшафтного дизайна и архитектуры. Однако при грамотном подходе такие программы представляют несомненную ценность для разработки ландшафтных проектов.

Основное их назначение - подготовка, эскизного предварительного варианта ландшафтного проекта. За счет простоты включения в проект различных растительных и архитектурных форм, легкости размещения, замены и удобства просмотра программы позволяют ландшафтному архитектору за короткое время просмотреть множество вариантов и выбрать из них наиболее приемлемые. Что бы объяснить заказчику, что вы собираетесь сделать с его участком одних слов не достаточно. В этих же программах можно продемонстрировать несколько предварительных вариантов, что затруднительно сделать привычными методами. Следует также учитывать, что эти программы постоянно совершенствуются, наглядным примером чего могут служить программы ArchiCad или AutoCAD .

Конечный вариант генерального плана также может быть выполнен на компьютере, например в AutoCAD. Готовая библиотека обозначений элементов ландшафта, возможность использования сканированного изображения топографической съёмки упрощает его создание.

С целью создать представление о существующих программных продуктах ландшафтного моделирования, именно с точки зрения ландшафтного дизайнера можно провести оценку и сосредоточить внимание на лучших/плохих сторонах того или иного программного продукта.

1.4.Программы для 3-х мерного моделирования ландшафта

Программ для 2-х мерного планирования хоть отбавляй, от достаточно универсальных графических пакетов CorelDraw, PhotoShop до специфических, предназначенных только для определенных действий. Простых, а также легких в обучении, плюс ко всему понятных программ по построению 3-х мерных сцен ландшафта и получения качественного результата - практически нет. То есть они конечно существуют, но без соблюдения вышеперечисленных условий. К классу таких программ относятся профессиональные пакеты, которые достаточно трудоемки в изучении, сложны в использовании и требуют больших вычислительных ресурсов компьютера, плюс ко всему отличаются высокой стоимостью от 2000$ и выше. Цена пакета 3D Studio VIZ - 2300$. Для освоения этого пакета, как минимум необходимо полгода (при наличии свободного времени !), для быстрой работы нужен компьютер не менее PIII-1000 с графическим ускорителем, а для получения качественного и окончательного проекта необходим богатый практический опыт и собственные наработки.
Профессиональные студии видеографики, частные мастера, в основном, делают проекты зданий т.е. архитектурное моделирование. Качественный и количественный состав растений в таких проектах оставляет желать лучшего - 2, 3 вида деревьев, пару видов кустарников и цветов, вот все что мы увидим. А для полноценного представления сада необходимо как минимум, 10 видов деревьев, различные по высоте и окраске кустарники и цветы, дополнительные строения. Архитектор не сосредотачивается на отдельных деталях, но для ландшафтного дизайнера, именно сочетание мелких деталей является наиболее существенным.

Обзор продуктов оценивается по следующим характеристикам:
1. Качество 2-х мерного представления.
2. Качество 3-х мерного представления.
3. Доступность и разнообразие объектов (деревья, кустарники, дома).
4. Совместимость с распространенными форматами данных.
5. Требования к ресурсам компьютера.
6. Простота использования.
7. Общие выводы.
Программные продукты:
1. Sierra Land Designer 3D 7.0
2. Complete Landscape Designer 3
3. Expert Landscape Design 3D
4. Punch! 3.5.1
5. 3D Max 3.0 + 3D VIZ 3.1
6. "Наш сад 3D prо"
7. Archi Cad 7.0

SIERRA LAND DESIGNER 3D 7.0
Общий вид программы представлен на рисунке, рис.1.1.

рис.1.1

Профессиональная программа для ландшафтного проектирования. Отличный 2-х мерный вид, много возможностей по проектированию, расстояния, площадь и т.п. Огромная база по растениям, с возможностью добавления собственных вариантов и фильтром по зоне, типу растения. Достаточно проста в обучении. Подходит для стандартных композиций ландшафта.

В результате проектирования в этой программе получается следующее, рис.1.2:

Рис.1.2

Вполне приличный 3-х мерный вид, правда, все объекты 2-х мерные, но на качестве это не страдает. Плюс огромное количество самих объектов: перголы, шпалеры, ворота и т.п. Можно самому "строить" дом, для более реалистичного представления; окна, двери, лестницы - есть в наличии. Так же есть возможность отдельно проектировать освещение. Стадии ландшафта можно посмотреть по временам года, а так же посмотреть изменение солнца в течение дня.
Достоинства
Приемлемый 3-х мерный вид, простота в использовании, быстрота в обучении.
Недостатки
Есть возможность делать индивидуальные вещи, но эта возможность скорее тягость.
Выводы
По соотношению простота обучения/качество конечного результата, эта одна из лучших программ для 3-х мерного дизайна ландшафта.
Стоимость продукта
Официально в Россию не поставляется.

COMPLETE LANDSCAPE DESIGNER 3

Рис.1.3
Довольно приятная программа в работе, даже на русском языке, рис.1.3. Есть база данных по растениям, различным постройкам и т.п. Хотя описание на английском, но кто разбирается поймет без проблем. Неплохой поиск по растениям и объектам, с возможностью задания различных параметров. Например: поиск кустарников, светолюбивых, средней влажности почвы, нейтральной кислотности, и с вечнозеленым типом листвы выполняется простым выделением нужных полей.
Создание плана начинается с загрузки фона (фото) т.е. то, на чем строится дизайн. Сначала фотографируется нужный объект, затем накладываете на него объекты (деревья, цветы и т.п.) и получается окончательный вариант. Достаточно оригинальный и простой вид представления будущего проекта.

Рис.1.4
Но, использование такого подхода оправдано лишь тогда, когда необходимо показать не общий вид плана, а некоторую ее часть, например вход в дом с будущим оформлением. Общей картины участка программа не дает, рис.4.
Достоинства
Приемлемый 2-х мерный вид (фото).
Недостатки
Данный продукт специализирован на создании фото, и в этом его достоинства и недостатки, а именно невозможно посмотреть проект с различных точек.
Выводы
Имеет смысл использовать для конкретного показа определенного объекта.
Стоимость продукта
Официально не поставляется в Россию, только пиратские версии.

EXPERT LANDSCAPE DESIGNER 3

Поразительная программа, которая занимает на диске всего 4.5Мб. Дополнена библиотекой растений и различных построек. Вполне удачный и понятный 2-х мерный вид. А главное, удобна и проста в работе. Хорошая альтернатива "Наш сад pro". Позволяет копировать все объекты, это может быть полезно, если работать в других графических редакторах, например в PhotoShop.
Этот план сделан в течение 10-ми минут, без подготовки, рис.1.5.


рис.1.5

Конечно же, при таком малом объеме нечего и рассчитывать на хороший 3D вид, рис.1.6:

Рис.1.6

Очень похоже на ArchiCad - рисованная графика.
А в целом, программа оставляет приятное впечатление. Разработчики хорошо все продумали. И, если нет желания изучать что либо серьезное, то эта программа удовлетворит любые запросы.
Достоинства
Хороший, цветной 2-х мерный вид, быстрая обучаемость.
Выводы
Оптимальна для людей, которые занимаются благоустройством своего загородного дома, хотя может использоваться как альтернативный вариант ландшафтными дизайнерами.
Стоимость продукта
Не поставляется в Россию, только пиратские версии.

PUNCH! 3.5.1

рис.1.7
Уникальная программа, большие возможности, вполне реалистичный 3-х мерный вид рис.1.8. Но, что самое интересное, обучение практически не требуется, все достаточно удобно и понятно. Простой интерфейс, доступность, огромное количество (более 50 видов) деревьев, кустарников, цветов, много дополнительных объектов: бассейны, пруды, стулья, столы, ворота, дорожки и т.п. Отличный результат окончательной сцены, при чем не требуется определенных навыков. Процесс создания сцены заключается в построении 2-х мерного плана, с использованием различных объектов. Сам же 3-х мерный план не требует доработки в других редакторах. Жаль, что сохранение всего в двух форматах: bmp и jpg, но это не так уж страшно.

Рис.1.8

Но 2-х мерный план оставляет желать лучшего рис.1.7, простое схематическое представление, нет отличий по размерам и форме деревьев. Однако стандартом представления считается именно схематичное представление. Определить цветы это или дерево достаточно сложно, необходимо все пояснять. Все объекты, как и положено, имеют размер, измерить и показать на карте любые расстояния просто. Без проблем можно понять, что длина забора именно 11.22 метра, площадь дома 77 кв.м. и т.п.
И, маленькое уточнение, объекты в проекте не 3-х мерные, а 2-х мерные картинки, но на качестве окончательной сцены от этого не страдает.
Достоинства
Отличный 3-х мерный вид, простота в использовании, быстрота в обучении.
Недостатки
Невозможность импортировать/экспортировать объекты и проекты. Нет поддержки распространенных 3D стандартов. Нет возможности делать уникальные вещи, подходит только для шаблонного заполнения местности.
Выводы
По соотношению простота обучения/качество конечного результата, эта одна из лучших программ для 3-х мерного дизайна ландшафта.
Стоимость продукта
Официально в Россию не поставляется.

3D MAX или 3D STUDIO VIZ .


рис.1.9.
Очень распространенные программные продукты, начиная от школьников, кончая профессиональными студиями и дизайнерами. Используют их там, где необходимо

добиться реалистичного 3-х мерного представления. Виды использования 3D MAX также различны, от создания внешнего вида того или иного здания, до моделирования видео эффектов в кинофильмах, рис.1.9. И, при всех его достоинствах, программа не предназначена именно для ландшафтного моделирования. Возможности 3D Studio VIZ в этом плане богаче. Уже есть готовые объекты: лестниц, каркасы домов, окна, деревья и т.п.
Программы представляют собой высокопрофессиональные продукты для создания реалистичных 3-х мерных сцен, объектов, спец. эффектов и т.п. Возможности программ ничем не ограничены, это универсальные продукты 3-х мерного моделирования, и в этом их слабость.
Для тех, кто уже работали в 3D MAX, создание ландшафта происходит достаточно просто. Накопленные объекты: деревья, дома, созданные раньше сцены, объединяются в одном модуле, дорабатываются и проект готов.
Но, при отсутствии опыта и наработок, все приходится создавать с нуля. И, прежде чем получить окончательную сцену, потребуется очень и очень много сил и времени. Время на поиски объектов (деревья, кустарники, дома), время на их доведение до ума, время на разработку собственных объектов и, наконец, время на составление композиции. Это большой труд и не под силу каждому.

рис.1.10

И кстати, серьезный минус программы - высокие требования к компьютеру.
Для получения реалистичного 3-х мерного вида сада и дома, применяются множество текстур (заливка объектов), большое количество деревьев и кустарников, различные модификаторы и т.п., а это требует огромных вычислительных мощностей компьютера. Кстати, есть отличные plugins для работы с деревьями и кустарниками - TreeStorm, в процессе создания деревьев и кустарников можно представить их как шары - это заметно убыстряет процесс работы.
В двух словах, можно сказать следующее: что это лучший на данный момент продукт для 3-х мерного моделирования, отличающийся реалистичным видом окончательных сцен и богатыми дизайнерскими возможностями. Позволяет реализовать любые дизайнерские идеи используя на полную мощь возможности человека и компьютера, рис.11.
Достоинства
Отличный 3-х мерный вид, возможность создавать любые сцены, совместимость с распространенными 3D форматами файлов.
Недостатки
Надо помнить, что MAX - это универсальное средство моделирования, а не специально заточенный под ландшафтные работы инструмент - это и есть основной минус. Нет встроенных объектов, приходится все создавать с нуля или находить и дорабатывать. Программа трудна в обучении и предъявляет необычайно высокие требования к компьютеру.
Выводы
Перспективное и мощное средство 3-х мерного моделирования, но очень ресурсоемкое. Не каждому по плечу, но если овладеть им то планирование ландшафта превращается в удовольствие.
Стоимость продукта
3D Studio VIZ - 2300$, 3D MAX - 4300$. (Хотя, можно приобрести его в любой палатке рублей за 80)

НАШ САД 3D Pro

Рис.1.11

Очень удачный программный продукт российских разработчиков. Лучшее 2-х мерное планирование рис.1.11, отличная графика, быстрое создание проектов с привязкой по растениям, легка в обучение. Много различных объектов, от беседок, до теннисных кортов.
Но есть некоторая кривизна продукта. Например, что бы создать неправильной формы пруд, приходится накладывать друг на друга несколько овалов и квадратов. Хотя если привыкнуть, никаких затруднений не вызывает. Имеется возможность просмотра участка ночью, при различном освещении. Огромную базу растений, более 5000 видов, с возможностью выборки и фильтрации по критериям, а так же добавления и редактирования.
И, при всех его хороших качествах, есть минусы. 3-х мерный вид проекта оставляет желать лучшего, а лучше его и вообще не печатать, ограничится только плоским планом.
Достоинства
Отличный 2-х мерный вид, огромная база данных растений, с возможность добавления и редактирования.
Недостатки
Плохая 3-х мерная графика, нет импорта/экспорта объектов.
Выводы
Предназначен для качественного планирования и отображения в 2-х мерном виде. Для понимания самим дизайнером, где что у него растет. Нет необходимости перелистывать тонны книг, вспоминая, что же нужно садить во влажную почву в тени и т.п. Достаточно сделать выборку из базы данных, с определенными критериями и все.
Стоимость продукта
100$. Поставляется с электронным ключом. Пиратских версий нет.

CAD-программы

Рис.1.12

Мощный и профессиональный продукт для архитектурного моделирования. Довольно детально позволяет представить модель будущего проекта (здания, строения, участка), учитывая всевозможные размеры, нагрузку на конструкции и т.п. Очень широко распространен среди архитекторов. Изучается во всех ВУЗах как основное средство проектирования.
В качестве программы для визуализации и 2-х мерного представления будущего ландшафта приспособлен мало. Нет ни базы растений, не очень наглядный 2-х мерный план, а уж о 3-х мерном вообще нечего говорить - больше похоже на рисунки. Для изучения - сложен. Множество ненужных и мешающих работе настроек, окон (рассматривается как ландшафтное средство), рис1.12. Хотя и доступно множество различных объектов: здания, деревья, предметы и т.п., качество визуализации отвратительное, говорить о реалистичности проекта не приходится рис.1.13.


рис.1.13
Достоинства
Профессиональное планирование в в схематике.
Недостатки
Программа не предназначена для специфичного ландшафтного проектирования и не учитывает его специфики, плохой 3D вид.
Выводы
Семейство CAD используется архитекторами в качестве профессионального инструмента проектирования, но учитывая все доблести продукта, его спец. функции планирования 3-х мерный вид будущего проекта оставляет желать лучшего.
Стоимость продукта
Около 2000$, поставляется с электронным ключом, есть русифицированная версия.
ВЫВОДЫ
Оптимальное соотношение простота использования/конечный результат дают программы:
"Sierra Land 3D", "Наш Сад pro" и "Punch! 3D".
"Наш Сад pro" с его хорошим (красивым) 2-х мерным планом, обширнейшей базой данных по растениям, возможностью выборки и "Punch! 3D" & "Sierra Land 3D"с приемлемой 3-х мерной графикой, простотой обучения и быстротой создания сцен являются на сегодняшний день наилучшим решением.
Неплохая альтернатива "Expert Landscape Design 3D".
Как вариант, можно использовать в качестве схематичного проектирования CAD-программы, а графику делать в других.
Важно понять, продукты, созданные специально для ландшафтного проектирования предлагают шаблонные и скупые решения, сделать что то свое практически невозможно. В то же время, программы для общего моделирования предлагают намного больше возможностей, но требуют больше ресурсов, как человеческих так и программных.
P.S. Рисование, как метод 3-х мерного представления ландшафта не рассматривалось, хотя и используется дизайнерами как основной метод представления проекта.



2.Разработка структуры САПР и АРМ

2.1.Принципы построения САПР

2.1.1.Цель создания САПР

Решение проблем автоматизации проектирования с помощью ЭВМ основывается на системном подходе, т. е. на создании и внедрении САПР - систем автоматизированного проектирования технических объектов, которые решают весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного объема конструкторской и технологической документации. Это достигается за счет объединения современных технических средств и математического обеспечения, параметры и характеристики которых выбираются с максимальным учетом особенностей задач проектно-конструкторского процесса. САПР представляет собой крупные организационно-технические системы, состоящие из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями конкретной проектной организации.

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Цель автоматизации - повысить качество проектирования, снизить материальные затраты на него, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием.

Научно обоснованное распределение функций между человеком и ЭВМ подразумевает, что человек должен решать задачи, носящие творческий характер, а ЭВМ -- задачи, решение которых поддается алгоритмизации.