Ключевая идея: построить федеративный BIM-процесс, где геометрия и снимки/сцены (сканы, фотограмметрия) хранятся как «цифровой двойник» базовой геометрии, а вся атрибутивная информация (материалы, анализы, мониторинг, работы) привязывается к уникальным объектам/ID в CDE по ISO 19650.
1) Какие типы данных интегрировать и форматы
- Геометрия и поверхность:
- наземное лазерное сканирование (TLS) — формат $.\text{e57}$ / $.\text{las}/.\text{laz}$ (облака точек); цель: эталонная геометрия, контроль деформаций.
- авиая/дрон-фотограмметрия — текстурированные 3D‑меши ($.obj/.ply$), ортофото GeoTIFF, DSM/DEM.
- мобильный LiDAR / SLAM для труднодоступных коридоров — $.\text{las}$.
- Растровые и документальные данные:
- высокоразрешённые фотоснимки, мультиспектральные/термальные съёмки (GeoTIFF).
- исторические планы, архивы (PDF, TIFF) с оцифрованными метаданными.
- Материальные данные и лабораторные анализы:
- описания материалов, микроструктура, химсостав, паспорта проб — привязать к образцу/точке.
- Мониторинг (временные ряды):
- датчики деформаций (кремниевые трещиномеры, инклинометры, тензометры) — потоковые данные (MQTT / SensorThings API) → time‑series DB (InfluxDB / TimescaleDB).
- метео/влажность/температура/подземные воды — частота измерений см. §5.
- фотографический мониторинг повторных съёмок.
- Дополнительно:
- GIS‑слои (геология, дренаж), данные о посещаемости, мероприятия по консервации (работы, материалы, подрядчики).
2) Структура уровней детализации (LOD) и уровней информации (LOI)
- Геометрический LOD (адаптированно для наследия):
- $LOD100$: массинг/контур — объекты для планирования и управления границ.
- $LOD200$: упрощённая геометрия элементов (стены, арки) ± приближенная привязка.
- $LOD300$: точная геометрия, измеренная по TLS/фото — подходит для консервации и анализа.
- $LOD400$: конструктивная детализация (швы, анкеры, отдельные фрагменты реставрации).
- $LOD500$: «as‑maintained» — финальная модель после работ с полной документацией.
- Информационный LOI (для каждого LOD укажите набор атрибутов):
- минимальный набор (LOI‑min): уникальный ID, тип элемента, координаты, LOD.
- расширенный LOI: материал, состояние (код/оценка), дата обследования, фото‑ссылка, риски.
- научный LOI: образцы, лабораторные результаты, протоколы анализов, микроскопия.
- эксплуатационный LOI: план работ, применяемые рецептуры, подрядчики, даты и гарантии.
- Привязка мониторинга: каждому BIM‑объекту назначается time series ID; критичность и частота мониторинга задаются в LOI.
3) Правила привязки данных и идентификации
- Каждому объекту — уникальный GUID; к нему привязываются:
- облако точек/увязанный меш (ссылка на файл),
- все фотографии/ортофото (с привязкой координат),
- записи мониторинга (time‑series ID),
- журналы работ и лабораторных анализов.
- Форматы обмена: IFC (с heritage‑профилями), CityGML ADE/HERITAGE, CIDOC‑CRM мэппинг для семантики; для облаков точек — $.\text{e57}$/$.\text{las}$; для мониторинга — SensorThings API / Influx Line Protocol.
4) Процесс (рабочий цикл)
- A. Базовая съёмка (стартовый двоичный снимок):
- TLS + дрон‑фотограмметрия → выверенное облако точек и текстурированный меш $LOD300$.
- первый привязанный BIM (массинг → детализация по приоритету).
- B. Семантическая мойка:
- сегментация объектов, назначение GUID, заполнение LOI‑min.
- C. Научная и лабораторная привязка:
- отбор проб, запись результатов в LOI (с привязкой к координате).
- D. Мониторинг и аналитика:
- развернуть датчики, настроить пороги, объединить данные в time‑series DB и привязать к BIM.
- E. Планирование работ:
- создать задачи в CDE (COBie‑подобная структура), привязать материалы/процедуры и сметы.
- F. Исполнение и верификация:
- исполнитель загружает отчёт/фото; модель обновляется до $LOD400/500$.
- G. Архив и отчётность:
- версии моделей и все журналы хранятся в CDE, резервное копирование.
5) Частота съёмок и мониторинга (рекомендации)
- базовая TLS/фотограмметрия: после начального захвата и затем регулярно — раз в год $1/\text{year}$ или после значимого события (ливни, землетрясение);
- целевые периодические фотоконтроли сложных фасадов: каждые $3$ месяца $\left(4/\text{year}\right)$;
- структурные датчики (динамические): частота не ниже $1\text{Hz}$;
- статические/климатические датчики: выборка каждые $1\text{hour}$ или $24$ раза в сутки;
- трещиномеры/инклинометры: непрерывный сбор с возможностью агрегации в суточные значения и событие‑оповещений.
6) Метрики риска и триггеры (пример)
- индекс уязвимости $V$ как взвешенная сумма состояния, материала и внешнего воздействия:
$$V=w_{1}C+w_{2}M+w_{3}E,w_1+w_2+w_3=1,$$ где $C$ — оценка состояния (0..1), $M$ — чувствительность материала (0..1), $E$ — внешнее воздействие (климат/посещаемость).
- пороговые значения для оповещений настраиваются в CDE (например, при $V>0.7$ — аварийная проверка).
7) Доступ и разграничение прав (RBAC)
- Роли и права (пример):
- Консервационный менеджер: чтение/запись всех данных (BIM, мониторинг, лаборатория).
- Археологи / кураторы: чтение/комментарии, управление обследованиями и запись научных результатов.
- Структурные инженеры: доступ к геометрии $LOD\ge 300$, мониторингу и отчётам о нагрузках (R/W по инженерным задачам).
- Лаборатории/мусор‑контракторы: запись результатов проб и работ по назначенным объектам (лимит R/W).
- Администрация / регуляторы: чтение отчётов и состояний (R).
- Публичный доступ: обезличенные отчёты, ортофото, 3D‑виды в низком разрешении $LOD100/200$.
- Чувствительные данные (точные местоположения ценных артефактов, персональные данные) — доступ по запросу/подписке и аудитированию.
8) Инфраструктура и стандарты
- CDE, соответствующий ISO 19650, с версионностью и журналом действий.
- Time‑series DB (InfluxDB/Timescale) + визуализация (Grafana) и интеграция с BIM‑платформой.
- Архивация облаков точек (таплед‑хранилище) и быстрые производные модели в BIM.
- Стандарты: IFC (с extensions / heritage), CIDOC‑CRM, SensorThings API, E57/LAS, GeoTIFF, CityGML ADE.
- Метаданные: Dublin Core, INSPIRE параметры для геоданных.
9) Короткие рекомендации по внедрению
- начать с пилота на одном секторе: полный цикл съёмка → BIM $LOD300$ → датчики → CDE;
- договориться о шаблонах LOI/LOD и GUID до сбора данных;
- автоматизировать привязку time‑series к объектам и оповещения;
- документировать процедуры QA/QC для сканов и фотограмметрии.
Если нужно, могу дать: шаблон LOI для стены/фасада, пример структуры GUID, или схему прав доступа в формате CSV.