UGR: Interferente cadastru – topografie – urbanism – constructii (II)

(Continuare din nr. 184, septembrie 2021)

Aceasta parte a articolului se refera la Interferentele dintre cadastru – topografie – constructii.

***

ASPECTE REFERITOARE LA SUPORTUL TOPOGRAFIC

Topografia, ca profesie inginereasca, se ocupa cu producerea de date privind geometria si locatia, de la structuri mari la obiecte mici, fie artificiale, fie naturale. Scopul principal al acestei ramuri a geodeziei este intocmirea de harti si planuri sub forma digitala, din care se pot obtine forme analogice la diferite scari. Detaliile din teren situate pe suprafete restranse ale Pamantului sunt masurate cu instrumente geodezice, folosind diverse metode, sunt prelucrate elementele masurate si se obtin coordonatele plane X si Y, dar si cota H, in sisteme de coordonate si de referinta.

Planurile si hartile topografice reprezinta bunuri de patrimoniu obtinute in timp, prin eforturi ale topografilor si cartografilor, iar pastrarea lor este o datorie de onoare pentru toate generatiile. Daca exemplificam situatia orasului Bucuresti, evolutia urbanistica poate fi urmarita accesand formele digitale ale planurilor istorice, ale planurilor parcelare si de alinieri, ale regulamentelor pentru constructii si sistematizare, multe documente scanate fiind stranse cu pasiune la adresa: https://www.uauim.ro/departamente/

itcp/documentatie/.

In prezent, oricine doreste are acces prin internet la „Planul topografic de Referinta al Romaniei corespunzator scarii 1:5.000” denumit TopRO5. Acest serviciu, bazat pe seturile de date TopRO5, este pus la dispozitia celor interesati in mod gratuit de catre ANCPI. Pot fi accesate temele „Acoperirea terenului”, „Cladiri”, „Hidrografie”, „Transporturi” si „Denumiri geografice” [https://geoportal.ancpi.ro/portal/].

Prin generalizare cartografica, din baza de date TopRO5, au fost obtinute seturile de date TopRO50 si TopRO100, in sistem de proiectie EPSG 3844, care pot fi descarcate online gratuit. Prin urmare, harta topografica a Romaniei la scara 1:50.000 (737 foi de harta) si la scara 1:100.000 (202 foi de harta) poate fi utilizata de administratia locala, de investitori, de catre orice este interesat. Produsele cartografice realizate de Centrul National de Cartografie din cadrul ANCPI au nevoie insa de o actualizare periodica.

Situatia reala din teren trebuie sa aiba corespondenta digitala in ceea ce se numeste banca de date la nivelul administratiei locale, atat pentru limitele imobilelor, parcelelor si constructiilor, cat si pentru retelele de utilitati publice. In conformitate cu Ordinul ANCPI nr. 1523 din 2017, prin care au intrat in vigoare Normele Tehnice pentru realizarea seturilor de date spatiale privind retelele de utilitati publice, posesorii retelelor tehnico-edilitare de la suprafata terenului si din subteran au obligatia transmiterii catre autoritatile administratiei judetene, si de aici catre autoritatile locale, a planurilor cadastrale care contin traseele si punctele caracteristice ale fiecarui tip de retea. Prin accesarea aplicatiei ANCPI Consultare retele de utilitati se poate constata o situatie total nesatisfacatoare la nivelul intregii tari. Seturile de date spatiale privind serviciile de utilitati publice fac parte inca din anul 2010 din INIS (Infrastructura Nationala pentru Informatii Spatiale).

Interoperabilitatea datelor va fi posibila daca se vor utiliza clasificarile si definitiile obiectelor spatiale, atributele lor esentiale si rolurile de asociere, tipurile de date, domeniile de valori si normele specifice ce se aplica fiecarei categorii individuale de date spatiale [5]. Seturile de date au in vedere serviciile: alimentare cu apa, canalizare si epurare a apelor uzate, alimentare cu energie termica in sistem centralizat, salubrizarea localitatilor, iluminatul public, transportul public local de calatori.

In conformitate cu Legea nr. 7/1996 a cadastrului si publicitatii imobiliare, ANCPI controleaza executarea lucrarilor de cartografie, topografie, geodezie, fotogrammetrie si teledetectie la nivelul intregii tari si totodata avizeaza continutul topografic al hartilor, planurilor, atlaselor, ghidurilor si al altor documente cartografice destinate uzului public [1]. Legea nr. 50 din 1991 reglementeaza autorizarea executarii lucrarilor de constructii, in sensul ca autorizatia de construire sau de desfiintare constituie actul indispensabil emis de administratia publica locala, ce permite respectarea prevederilor legale referitoare la amplasarea, conceperea, realizarea, exploatarea si postutilizarea constructiilor [2].

O buna parte dintre inginerii geodezi din tara noastra lucreaza in domeniul constructiilor. Doar cadastrul, prin lucrarile sistematice sau sporadice de inregistrare a terenurilor si constructiilor in cartea funciara, beneficiaza de serviciile mai multor specialisti, care activeaza fie in sectorul privat, fie in institutiile care avizeaza documentatiile, in OCPI. Dreptul de proprietate asupra noilor constructii se inscrie in cartea funciara pe baza certificatului de atestare ce confirma edificarea conform autorizatiei de construire, fiind obligatoriu procesul verbal de receptie intocmit de autoritati la terminarea lucrarilor [6].

Prin ridicarile topografice se colecteaza marimile geometrice ale pozitiei reale ale unui obiect (constructie, zona industriala, traseu). Pe baza ridicarii topografice care contine atat pozitia planimetrica cat si cea altimetrica a detaliilor are loc fixarea geometrica a pozitiei teoretice a unui obiect. Rezultatul acestei operatii va fi proiectul constructiei.

ASPECTE DIN PERSPECTIVA EDUCATIONALA

Topografia, ca obiect de studiu in invatamantul romanesc, a fost introdusa cu mai bine de 200 de ani in urma la scoala de ingineri hotarnici de la Sfantul Sava. Printre cele mai vechi manuale tiparite in limba romana amintim „Trigonometria cu ridicarea de planuri topografice”, carte aparuta in anul 1821, autor fiind Gheorghe Lazar.

Pregatirea profesionala a studentilor la specializarile de licenta: Constructii civile, industriale si agricole (CCIA), Cai ferate, drumuri si poduri (CFDP), Constructii pentru sisteme de alimentari cu apa si canalizari, Amenajari si constructii hidrotehnice, include disciplina Topografie in planurile de invatamant ale acestor specializari. Pe langa capitolele cunoscute de planimetrie si altimetrie, studentii primesc cunostinte despre trasarea pe teren a elementelor topografice ale proiectelor de constructii: distante, unghiuri orizontale si verticale, cote, diferente de nivel, linii de panta proiectata, planuri inclinate si platforme orizontale. Sunt prezentate metodele de trasare in plan si pe verticala a constructiilor, trasarea axelor, a punctelor principale si de detaliu la drumuri, cai ferate si lucrari de arta. Studentii la specializarea Masuratori terestre si cadastru, deci in domeniul geodeziei, capata la randul lor informatii si cunostinte din zona constructiilor si nici nu s-ar putea altfel. Disciplinele care contribuie cu competente si abilitati la formarea in aceasta ramura tehnica sunt: Cai de comunicatie si lucrari de arta, Constructii hidrotehnice si retele tehnico-edilitare, Curs general de CCIA. Inca din timpul facultatii sunt utile si instructive vizitele pe santiere, la lucrari cu grad de complexitate mare. O astfel de oportunitate s-a ivit recent din partea CNAIR si a constructorului, pentru studentii si cadrele didactice din UTCB, care pot vizita in mod organizat podul suspendat peste Dunare de la Braila.

Noi, romanii, avem in persoana inginerului Anghel Saligny cel mai bun exemplu pentru spiritul creator, genial, in domeniul constructiilor. In incinta UTCB din Bulevardul Lacul Tei nr. 122-124, in fata cladirii proiectate de arhitectul Grigore Ionescu in care functioneaza Facultatea de Cai Ferate, Drumuri si Poduri si Facultatea de Geodezie, se afla bustul din bronz al lui Anghel Saligny, drept recunostinta pentru lucrarile si contributia adusa de academician la intemeierea ingineriei din Romania. Podul de la Cernavoda va ramane un simbol al ingineriei de constructii. Zona din apropierea orasului Cernavoda este, din punct de vedere topografic, una dintre cele mai masurate din tara noastra pentru ca, langa Podul „Regele Carol I”, au fost construite noile poduri dunarene, canalul Dunare – Marea Neagra cu ecluzele sale, centrala nuclearo-electrica, podurile rutiere si feroviare peste canal si derivatia lui, zona portuara, autostrada A2, parcurile eoliene, amenajarile viticole, toate fiind dovada capacitatii de a pune in opera investitii cu forte proprii. A venit timpul ca noile generatii de ingineri constructori sa schimbe Romania prin proiecte mari de investitii in domeniul constructiilor: infrastructura de transport, zone comerciale, unitati de productie, arene sportive, ansambluri rezidentiale etc.

ASPECTE DIN PERSPECTIVA FIG

Dintre domeniile profesionale ale geodeziei, cel care ofera satisfactii pe masura investitiei este topografia aplicata sau masuratorile geodezice ingineresti in constructii. Practic, un proiect ajunge din forma digitala proiectata pe calculator sa se ridice treptat, inclusiv cu contributia topografului. Se petrece fenomenul invers fata de o ridicare topografica, ce presupune efectuarea de masuratori asupra unor obiecte spatiale existente pe teren pentru a fi transpuse pe un plan topografic digital. De data aceasta, arhitectul, constructorul, dar si topograful, pe baza cerintelor unui beneficiar, rezolva prin constructie o problema de necesitate.

Asa cum a fost amintit in prima parte a articolului, in cadrul Federatiei Internationale a Geodezilor (FIG) exista 10 comisii, iar dintre acestea, au legatura mai mare cu domeniul constructiilor comisia 6 „Masuratori ingineresti” si comisia 10 „Management si economia constructiilor” [4].

Traim intr-o perioada de schimbari de paradigma, lumea noastra devine din ce in ce mai putin stabila si sunt constientizate limitarile planetei noastre. Numarul dezastrelor mari, fie ele naturale sau rezultate din activitatea umana (cutremure, alunecari de teren, consecinte ale schimbarilor climatice – inundatii, incendii) este in crestere. Conditiile meteorologice severe, impreuna cu interventiile umane neadecvate la suprafata pamantului, precum si o concentrare a unui numar mare de locuitori in unele zone urbane, duc la necesitatea unor studii de inginerie inainte, in timpul si dupa dezastre.

In cadrul comisiei 6, planul de activitati pentru perioada 2019 – 2022 include grupurile de lucru Monitorizarea si analiza deformatiilor, Monitorizarea alunecarilor de teren si UAV (unmanned aerial vehicle) in topografie. Ca tehnologie emergenta, UAV sau drona a imbunatatit foarte mult capacitatea, eficienta si oportunitatile din domeniul topografiei. Solutiile bazate pe UAV rezolva sarcini inaccesibile omului, integreaza senzori, comunicatii si software si sunt implementate din ce in ce mai mult. In tara noastra sunt utilizate drone pentru a urmari periodic stadiul proiectelor de infrastructura. Este utila monitorizarea video, insa este nevoie de noi aplicatii asociate UAV. Potrivit comisiilor FIG amintite, in domeniul ingineriei civile, reabilitarea este noua regula, iar durabilitatea in constructii este o cerinta majora a investitorilor. Chiar daca este inca necesara cartografierea 2D in practica actuala, inginerii si arhitectii utilizeaza modele 3D in toate fazele, de la proiectare pana la construire si pe tot parcursul fazei de functionare. Uneori sunt solicitate modele 4D, integrand date din mai multe surse, chiar in timp real. Lumea in care traim se schimba de la o zi la alta prin tehnologii si noi standarde.

ASPECTE REFERITOARE LA LIMBAJUL DE SPECIALITATE

La toate obiectivele mari – cladiri, constructii industriale, sociale, cai de comunicatii etc. inginerul geodez este primul specialist venit inca de la inceperea santierului si este ultimul care il paraseste.

Printre masuratorile geodezice ingineresti in relatie cu realizarea obiectivelor mentionate, se pot enumera in special cele legate de colectarea informatiilor referitoare la amplasamentul constructiei sau instalatiei, proprietate si topografie, realizarea planurilor, aplicarea pe teren a proiectului si la supravegherea constructiei in timpul executiei.

Furnizarea produselor cartografice si a serviciilor sintetizate in figura 4 [9], presupune, pornind de la preciziile ce trebuie sa fie asigurate, organizarea desfasurarii masuratorilor geodezice ingineresti in concordanta cu solicitarile inginerului constructor. Se efectueaza astfel alegerea, fundamentata tehnic si economic, a metodelor si instrumentelor de masurare si se stabileste necesarul de personal si mijloace de transport. De asemenea, se urmareste materializarea sigura a punctelor si confectionarea de dispozitive suplimentare pentru aparate si marci de vizare.

Realizarea tuturor acestor activitati, in corelare cu procesul de edificare a noii constructii, presupune utilizarea unui limbaj tehnic corect, din punctul de vedere al celor doua specializari, geodezie si constructii.

Astfel, chiar din etapa de intrare in contact cu un nou proiect de constructii, des utilizati sunt termenii de toleranta si precizie [7]. Legat de aceste cerinte pot fi facute urmatoarele precizari:

Toleranta T este diferenta dintre o dimensiune maxima admisa X_S si o dimensiune minima admisa X_I,

T = X_S – X_I (1)

rezultand o valoare absoluta, fara semn.

Toleranta este exprimata si de relatia ce rezulta din figura 5:

T = |D_I| + |D_S|,

in care, D_I, abaterea limita inferioara, si D_S, abaterea limita superioara, vor rezulta cu semn, conform relatiilor 2 si 3.

D_S = X_S – X_N (2)

D_I = X_I – X_N (3)

De cele mai multe ori se tinde spre o reprezentare simetrica a tolerantei, astfel:

|D_S| = |D_I| = D (4)

iar: T = 2D

Abaterea efectiva este data de relatia:

D_XI = X_I – X_N (5)

In cazul constructiilor, toleranta T include influenta tuturor surselor de erori (de executie, de realizare a unor componente prefabricate si, bineinteles, pe cele de masurare). Pornind de la acest fapt, stabilirea tolerantei masuratorilor T_M se face, acceptand o influenta e (de regula intre 8%, mai des folosita in practica, si 10%) a tolerantei de masurare, cu relatia:

T_M2 = T2 – (1 – e)2T2.    

In continuare, inginerul geodez, pe baza T_M, determina abaterea standard a masuratorilor si selecteaza aparatura necesara si metoda de masurare.

Spre exemplificare: daca se considera toleranta totala T = 10 cm, pentru toleranta masuratorilor (in ipoteza unei influente de e = 8% a acesteia) va trebui avuta in vedere T_M = 3,9 cm, iar abaterea standard a masuratorilor va fi, acceptand o probabilitate a distributiei normale de 95%,

s = T_M/4 @ 10 mm

Tot in legatura cu domeniul tehnicii de masurare, este importanta utilizarea in cunostinta de cauza a conceptelor: acuratete si precizie.

Astfel, acuratetea poate fi definita drept o caracterizare calitativa pentru masura apropierii de o valoare de referinta a rezultatelor determinarilor.

Valoarea de referinta poate fi o materializare sau o conventie a realitatii, valoare exacta sau valoare de asteptat (speranta matematica).

Precizia se refera la masura apropierii reciproce a rezultatelor independente ale masuratorilor la utilizarea multipla a unei metode de determinare stabilite, in conditii date.

Deci, cand se discuta despre gradul de apropiere a rezultatelor din masuratori de realitarea din teren sau despre nivelul de apropiere a rezultatelor aplicarii (trasarii) pe teren a unei constructii proiectate de cerintele (dimensiunile) proiectului, termenul potrivit a fi utilizat este acuratete.

Atunci cand este vorba despre realizarea unor ridicari topografice, avand in vedere faptul ca acestea se furnizeaza in format digital, solicitarile ar trebui facute referitor la acuratetea acestora si nu la scara ridicarii.

Astfel, daca se intentioneaza obtinerea unui nivel de detaliere corespunzator scarii 1:200 (care are precizie grafica de 20 mm ÷ 40 mm) se va solicita efectuarea unei ridicari topografice cu acuratetea de 20 mm ÷ 40 mm. [Precizia grafica a scarii planului reprezinta corespondenta pe teren a unei erori de 0,1 mm ÷ 0,2 mm, comise la reprezentarea detaliilor pe plan.]

Sunt doar cateva aspecte de detaliu care, daca ar fi avute in vedere, ar putea optimiza relatiile profesionale dintre specialistii in geodezie si in constructii.

ASPECTE REFERITOARE LA BIM

BIM (Building Information Modeling) este un proces inteligent bazat pe modelul 3D, care permite generarea si gestionarea detaliata a reprezentarilor digitale care incorporeaza caracteristicile fizice si functionale ale spatiilor dintr-o constructie. Are ca rezultat o abordare inovatoare a unei constructii ca intreg si gestionarea continua a unui proiect [11].

BIM este un proces complex si nu poate fi definit numai de un anumit instrument software, cum ar fi Revit sau SketchUp. Aceste instrumente software contribuie la procesul BIM, dar ele in sine nu sunt de ajuns.

Implicarea unui topograf la inceputul proiectului va face ca BIM sa fie eficient. Topograful asigura implicarea in studii de fezabilitate, informatii despre locatie, date geospatiale. Utilizarea datelor actualizate genereaza decizii strategice fundamentate. Expertiza topografului poate ajuta la identificarea oricaror erori initiale privind proiectarea geospatiala care ar afecta termenele de livrare a proiectului inainte ca acesta sa progreseze. Prin identificarea unor deficiente potentiale in etapa de proiectare se pot evita modificari costisitoare, in cazul in care acestea ar fi descoperite mai tarziu.

Cand vine vorba de procesarea norului de puncte preluat prin scanare laser, cu scopul de a construi modele 3D, topografii pot furniza servicii de calitate superioara prin producerea de modele inteligente care favorizeaza o intelegere mai buna a intregului scenariu [12]. In esenta, BIM contribuie si la transformarea modului in care echipele de proiect lucreaza impreuna la locul de munca, de la inceput pana la sfarsit.

Oportunitatea de extindere a implicarii topografului consta in furnizarea de modele inteligente si posibilitatea de a oferi o intelegere detaliata a intregii scene cuiva care trebuie sa foloseasca aceste date, fiind nevoie de informatii foarte precise.

Datele geospatiale ale locatiei pot fi actualizate continuu de catre topograf si atunci cand cladirea este in uz, deoarece pot ajuta la localizarea serviciilor in sistemul de coordonate local si se pot face toate actualizarile necesare pe masura ce se produc modificari [13].

In multe tari nu exista nicio interactiune intre BIM si inregistrarea proprietatilor 3D. In Romania nu se face inregistrarea cadastrala 3D, ci numai 2D, chiar daca o serie de dezvoltatori au si sisteme BIM aferente centrelor rezidentiale. Informatiile digitale referitoare la cladiri sunt furnizate de dezvoltatori si utilizate pentru inregistrarea proprietatii si nu mai sunt folosite dupa ce problema a fost rezolvata. De aceea, putem considera ca BIM poate oferi valoare adaugata pentru imbunatatirea procesului de formare, inregistrare si vizualizare a proprietatilor imobiliare, inclusiv in Romania. Totodata, ar putea constitui o baza pentru un posibil cadastru 3D [14].

Specialistii din domeniul geospatial trebuie sa inceapa sa adopte tehnologii precum BIM nu numai pentru a facilita indeplinirea sarcinilor zilnice ale proiectului, ci si pentru a genera o intelegere mai profunda a spatiului de proiectare si construire.

Bibliografie

[1] Legea nr. 7/1996 a cadastrului si a publicitatii imobiliare;

[2] Legea nr. 50/1991 privind autorizarea executarii lucrarilor de constructii;

[3] https://geoportal.ancpi.ro /portal ;

[4] https://www.fig.net/ ;

[5] Badea, A. C., Badea, G. (2017), Planificare spatiala si GIS pentru dezvoltare durabila – sinteze, vol. 1, Editura MATRIX ROM Bucuresti, ISBN vol 1: 978-606-25-0379-6, Capitolele: Concepte 2D, 3D si analiza GIS, GIS open source, Standarde si geoportaluri de date spatiale;

[6] Badea, G. (2013) – Cadastru, Editura Conspress, 2013, ISBN 978-973-100-311-5;

[7] Dragomir, P. I., Docan, D. C., Clinci, T. S. (2015): Bazele masuratorilor geodezice ingineresti, Editura Conspress;

[8] Cosarca, C., Dragomir, P. I., Saracin, A., Docan, D. C., Clinci, T. S. (2014): Masuratori geodezice ingineresti – Indrumator pentru lucrari practice si proiect – Editura Conspress;

[9] Möser, M., Müller, G., Schlemmer, H., Werner, H. (Hrsg.): Handbuch Ingenieurgeodäsie, Band: Grundlagen. 3. Auflage, Wichmann Verlag, Heidelberg 2000, ISBN-Nr. 3-87907-293-0;

[10] Witte, B., Schmidt, H. (1995): Vermessungskunde und Grundlagen der Statistik für das Bauwesen. 3. Auflage, Verlag Konrad Wittwer, Stuttgart;

[11] https://businesspartnermagazine.com/ ;

[12] https://geospatial.trimble .com/ ;

[13] https://www.gim-international.com/ ;

[14] Badea, A. C., Badea, G., Vasilca, D., Iliescu-Cremeneanu, A., Badea, D., (2018): BIM, GIS and CAD(astre) under the Current Challenges, www.sgem.org/sgemlib/spip.php?article12631

Autori:
prof. univ. dr. ing. Gheorghe BADEA – Departamentul de Topografie si Cadastru, Facultatea de Geodezie – Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti, Decan al Facultatii de Geodezie, UTCB
prof. univ. dr. ing. Petre Iuliu DRAGOMIR – Scoala Doctorala a Universitatii Tehnice de Constructii Bucuresti, Vicepresedinte al Uniunii Geodezilor din Romania
prof. univ. dr. ing. Ana-Cornelia BADEA – Departamentul de Topografie si Cadastru, Facultatea de Geodezie – Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti, Vicepresedinte al Uniunii Geodezilor din Romania

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 185 – octombrie 2021, pag. 68