SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

RUDARSKO-GEOLOŠKO-NAFTNI FAKULTET

Preddiplomski studij rudarstva

MODELIRANJE PODZEMNIH PROSTORIJA NA PRIMJERU LEŽIŠTA ARHITEKTONSKO – GRA ĐEVNOG

KAMENA HOTAVLJE

Završni rad

Tomislav Šokić

R 3278

Zagreb, 2011

I

Sveučilište u Zagrebu Završni rad Rudarsko-geološko-naftni fakultet

MODELIRANJE PODZEMNIH PROSTORIJA NA PRIMJERU LEŽIŠTA ARHITEKTONSKO – GRA ĐEVNOG KAMENA

HOTAVLJE

Tomislav Šokić Završni rad je izrađen: Sveučilište u Zagrebu Rudarsko-geološko-naftni fakultet

Zavod za rudarstvo i geotehniku Pierottijeva 6, 10 000 Zagreb

Sažetak

Prikaz rudarskih zahvata započeo je dvodimenzionalnim, manualnim prikazivanjem tlocrta i nacrta

te se nastavio do bliže prošlosti kada je započela obrada podataka na računalima i računalnim programima.

Razvojem računala razvijali su se i programi za grafičku obradu podataka. Programi poput „Bentley

Microstation“, „ SiteWorks“, „ Autocad“ te drugi, omogućili su da se, pored standardnih prikaza tlocrta i

presjeka terena načine i trodimenzionalni modeli rudarskih zahvata. Takav način prikazivanja omogućio je

lakši uvid u rudarske radove te njihovo planiranje.

Koncept ovog završnog rada je opis izrade trodimenzionalnog modela terena te podzemnih

prostorija korištenjem programa za grafičku obradu podataka „Bentley Microstation“ na primjeru ležišta

arhitektonsko – građevnog kamena Hotavlje.

Ključne riječi: 3D modeliranje, računalni programi, Microstation, podzemne prostorije,

arhitektonsko-građevni kamen Završni rad sadrži: 42 stranice, 45 slika i 10 referenci Jezik izvornika: hrvatski. Završni rad pohranjen: Knjižnica Rudarsko-geološko-naftnog fakulteta Pierottijeva 6, Zagreb Mentor: dr. sc. Ivo Galić, docent Pomoć pri izradi: Branimir Farkaš, dipl. ing. Ocjenjivači: : 1. dr. sc. Ivo Galić, docent 2. dr. sc. Trpimir Kujundžić, izvanredni profesor 3. dr. sc. Dario Perković, docent Datum obrane: 14. srpnja 2011., Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Sveučilište u Zagrebu

II

SADRŽAJ :

SAŽETAK I SADRŽAJ II POPIS SLIKA IV 1. UVOD 1 2. OPĆENITO O IZRADI MODELA LEŽIŠTA I PODZEMNIH PROSTORIJA 2 3. OPIS I ILUSTRACIJA IZRADE KONTURE TIJELA 3 3.1 Postavljanje točaka u tlocrt 3 3.2 Izdizanje točaka u smjeru osi „z“ 4 3.3 Izrada wireframe ili žičnog modela 5 3.4 Izrada ploha iz wireframe modela 6 3.4.1 Izrada ploha galerija naredbom „Loft Surface“ 6 3.5 Kreiranje palete materijala i odabir materijala za oblaganje 9 3.5.1 Kreiranje paleta materijala 9 3.5.2 Odabir materijala za oblaganje 11 3.6 Oblaganje ploha materijalima 12 4. MORFOLOGIJA TERENA IZNAD LEŽIŠTA HOTAVLJE 16 5. OBRADA SITUACIJSKE KARTE PODZEMNOG KAMENOLOMA „HOTAVLJE“ RA ČUNALNIM PROGRAMOM „BENTLEY MICROSTATION“ 18 5.1 Obrada situacijske karte 19 5.1.1 Uklanjanje layera 21 5.2 Izdizanje točaka u smjeru osi „z“ 22 5.3 Izrada inicijalnog modela situacijske karte 23 5.3.1 Izrada inicijalnog modela situacijske karte naredbom „Mesh“ 23 5.3.2 Zaobljivanje ploha naredbom „Facet Smoothing“ 26

III

5.4 Izrada trodimenzionalnog modela galerija 28 5.5 Spajanje trodimenzionalnog modela galerija s trodimenzionalnim modelom situacijske karte 31 6. ZAKLJUČAK 40 7. LITERATURA 41

IV

POPIS SLIKA Slika 3-1. Postavljanje točaka u ravnini na visini 0,00 m 3 Slika 3-2. Izgled crteža nakon rotacije te podizanja točaka 4 Slika 3-3. Wireframe (žični) model galerije 5 Slika 3-4. Pronalazak naredbe „Loft Surface“ 6 Slika 3-5. Izgled plohe u wireframe (žičnom ) pogledu 7 Slika 3-6. Pomoćni prozor s odabirom pogleda modela 8 Slika 3-7. Prikaz plohe u „Smooth“ pogledu 8 Slika 3-8. Galerija sa svim plohama 9 Slika 3-9. Glavni prozor za manipulaciju paletama i materijalima 10 Slika 3-10. Izrada nove palete i ubacivanje materijala 10 Slika 3-11. Prošireni pogled za manipulaciju te naredba za unos materijala 11 Slika 3-12. Odabir slike za uzorak materijala 12 Slika 3-13. Prozor za dodatnu manipulaciju materijala 13 Slika 3-14. Položaj naredbe „Attach“ 13 Slika 3-15. Prozor sa naredbama „Attach“ , „ Remove Attachment“ i „Query“ 14 Slika 3-16. Galerija s jednom plohom obloženom materijalom 15 Slika 3-17. Prvi prostorni pogled na obloženu galeriju 16 Slika 3-18. Drugi prostorni pogled na obloženu galeriju 16 Slika 3-19. Treći prostorni pogled na obloženu galeriju 16 Slika 4-1. Kamenolom Hotavlje 17 Slika 4-2. Položaj kamenoloma Hotavlje 18 Slika 5-1. Neobrađena situacijska karta Hotavlja 20 Slika 5-2. Uklanjanje layera 21 Slika 5-3. Rasterećena situacija 22 Slika 5-4 Konturni model situacijske karte 23 Slika 5-5. Označena situacijska karta 24 Slika 5-6. Lokacija naredbe „Mesh“ 24 Slika 5-7. Prozor s opcijom „Keep Original“ 25 Slika 5-8. Mrežni model situacijske karte 25 Slika 5-9. Ispunjene konture mrežnog modela 26 Slika 5-10. Naredba „Facet Smoothing“ 27 Slika 5-11. Prozor s opcijama naredbe „Facet Smoothing“ i

zaobljene plohe modela 27 Slika 5-12. Prvi prostorni pogled na žični model galerija 28 Slika 5-13. Drugi prostorni pogled na žični model galerija 29 Slika 5-14. Pogled na ispunjene plohe trodimenzionalnog

modela galerija 29

V

Slika 5-15. Prvi prostorni pogled na konačan izgled trodimenzionalnog modela galerija 30

Slika 5-16. Drugi prostorni pogled na konačan izgled trodimenzionalnog modela galerija 30

Slika 5-17. Treći prostorni pogled na konačan izgled trodimenzionalnog modela galerija 31

Slika 5-18. Prozor za manipulaciju referentnim datotekama 31 Slika 5-19. Opcija „Attach“ u izbornoj traci 32 Slika 5-20. Prozor za pronalaženje i odabir referentne datoteke 32 Slika 5-21. Prozor za manipulaciju referencama s

prikazanom referencom 33 Slika 5-22. Prvi prostorni pogled na spojeni model 33 Slika 5-23. Drugi prostorni pogled na spojeni model 34 Slika 5-24. Treći prostorni pogled na spojeni model 34

1

1. UVOD

Tema ovog završnog rada je modeliranje podzemnih prostorija na primjeru ležišta

arhitektonsko-građevnog kamena Hotavlje. U radu će se opisati način izrade, odnosno 3D

modeliranje objekata, galerija arhitektonsko-građevnog kamena na jednom jednostavnom i

jednom stvarnom primjeru.

Postupak izrade modela je započeo prikupljanjem potrebnih podataka u grafičkom

obliku koji su kasnije obrađeni u računalnom programu. Izrada modela sastoji se od: unosa

digitalnog plana ili situacije u računalni program, filtriranja prikazanih grafičkih oblika

(crta, točaka, okvira situacije, teksta itd.), pridodavanja vrijednosti (z) svim točkama s

poznatim koordinatama (x,y), spajanja točaka u cjelinu (izrada wireframe modela), odabira

naredbe za izradu ploha iz wireframe modela, odabira realnih materijala za oblaganje

ploha, oblaganja ploha 3D modela odabranim materijalima, te završnog dotjerivanja .

Opisani postupak rada dat će kvalitetan trodimenzionalni model podzemnih

prostorija-galerija i okolnog terena kako bi se zorno predočilo ležište i eksploatacijsko

polje te olakšala izrada projektne dokumentacije i razvoj rudarskih radova.

2

2. OPĆENITO O IZRADI MODELA LEŽIŠTA I PODZEMNIH PROSTORIJ A

Trodimenzionalni modeli omogućavaju da se primjenom računalnih programa

dobiju (generiraju) izlazne veličine poput obujma i opsega rudnog tijela, dužine podzemnih

prostorija, površine etažnih ravnina, nagiba etaža i/ili kosih prostorija te druge vrijednosti.

Takve veličine mogu se upotrijebiti za različite tehno-ekonomske analize i proračune,

dimenzioniranje podzemnih prostorija, prikaz poprečnih presjeka, završnih kontura itd.

Programi u kojima se mogu raditi 3D modeli ležišta i podzemnih prostorija su CAD

programi, prvenstveno „Bentley Microstation“, zatim serije programa „AutoCAD“-a,

„SolidWorks“itd. Svi ovi programi imaju svoje prednosti i nedostatke, a njihova upotreba

ovisi upravo o tim manama i prednostima. „Bentley Microstation“ se pokazao kao jedan od

najkvalitetnijih programa za rudarska projektiranja pa isto tako i za trodimenzionalno

modeliranje. (Berlančić 2010)

3

3. OPIS I ILUSTRACIJA IZRADE KONTURE TIJELA

Ovim postupkom prikazan je način izrade kontura tijela uz poznate visine točaka,

korištenjem programa za grafičku obradu „Bentley Microstation“. Postupak će obuhvaćati

postavljanje točaka u tlocrt, izdizanje točaka u smjeru „z“ koordinate, izradu žičnog

(wireframe) modela, izradu ploha iz wireframe modela, kreiranje palete materijala te

odabir materijala za oblaganje te oblaganje ploha materijalima. (Hajsek 2005)

3.1. Postavljanje točaka u tlocrt

Rad započinje postavljanjem točaka u tlocrtu koje bit će osnova za daljnju izradu

trodimenzionalnog modela. Za trodimenzionalni model odabran je kvadar koji će

predstavljati galeriju podzemnog kamenoloma arhitektonsko-građevnog kamena.

Galerija je okonturena pravilnim plohama što nije slučaj kao kod podzemnih

prostorija rudnika ostalih mineralnih sirovina budući je je u galerijskom načinu

eksploatacije arhitektonsko-građevnog kamena glavni produkt pravilni paralelopipedni

monolitni blok, prema tome izgled otkopanih prostorija bit će kvadar ili tijelo slično

kvadru.

Nakon što je pokrenut program za grafičku obradu te je prilagođeno sučelje,

započinje se s postavljanjem točaka u tlocrt. Točke su u prostoru određene s tri koordinate

x, y, z. Korištenjem x i y koordinata točke se postavljaju u tlocrt sa visinom 0,00. Kako bi

se uopće mogle nacrtati točke potrebno je odabrati naredbu „Active point“ klikom lijeve

tipke miša. Zatim, u kućice za unos koordinata potrebno je upisati željene koordinate točke

te se točka nacrta na tim zadanim koordinatama. To se ponavlja još tri puta kako bi se

dobile četiri točke koje će predstavljati 4 vrha donje plohe (baze) kvadra. Kako bi se točke

jasnije vidjele, bit će opisane kružnice oko njih. Ilustraciju i željeni položaj točaka

prikazuje slika 3-1.

4

Slika 3-1. Postavljanje točaka u ravnini na visini 0,00 m

3.2. Izdizanje točaka u smjeru osi „z“

Kada su vrhovi kvadrata iscrtani, započinje se s izdizanjem točaka iz 2D u 3D

okruženje. Situacijska karta može biti omeđena i crtama kao što su slojnice koje prikazuju

pad terena što je slučaj kod geodetskih snimaka iz kojih se najviše rade trodimenzionalni

modeli. Međutim, zbog jednostavnosti kvadrat je u ovom slučaju omeđen točkama.

Visina na koju su točke izdignute je 5 metara. Međutim, u stvarnosti dimenzije

galerija ovise o fizičko-mehaničkim svojstvima eksploatacijskog sloja, krovinske i

podinske stijene, strukturnom sklopu stijenskog masiva, tehnološkim ograničenjima

(zahtjevima) i još nizu drugih faktora. Kako bi lakše predočili treću dimenziju, potrebno je

prostorno rotirati oblik u najpogodniji prostorni pogled. Izdizanje točaka se zapravo izvodi

crtanjem dodatnih točaka ili upotrebom potprograma (Z-mod). Točke gornje plohe bit će

nacrtane na istim koordinatama x i y. Međutim, bit će im pridodana izvjesna visina koja se

upisuje u kućicu koordinate z, različita od 0,00. Prilikom korištenja naredbe za rotaciju

pojavljuje se bijeli križ čija je funkcija odabir fiksne točke u prostoru oko koje se rotira

pogled. Njega postavljamo na točku u prostoru tako da se klikne lijevom tipkom miša te se

drži stisnutom. Tada će se križ „odlijepiti“ od podloge te ga se navodi na željenu točku u

prostoru.

5

Nakon što se napravi rotacija pogleda i podignu 4 točke u smjeru osi „z“ za 5

metara crtež bi trebao izgledati kako je prikazano na slici 3-2. (Harmina 2007)

Slika 3-2. Izgled crteža nakon rotacije te podizanja točaka

3.3. Izrada wireframe ili žičnog modela

Pod wireframe ili žičnim modelom se podrazumijevaju plohe tijela omeđene crtama

no nepopunjene materijalom. Kasnijim radom, konture se pretvaraju u plohe te

„obljepljuju“ materijalima. U pravilu se wireframe model izrađuje iz točaka raspodijeljenih

u prostoru te određenih sa x, y, z koordinatama. Spajanjem tih točaka u određenu cjelinu

dobiju se geometrijska tijela, u ovom slučaju galerije.

Izrada wireframe modela je u pravilu jednostavna, osim ako na situaciji nemamo

jako puno detalja pa je teško razaznati ciljane točke. Tu se javljaju najveće pogreške te je

potrebno crtati situacije ili skupine točaka različitih vrsta (visinske točke, točke detalja itd.)

u odvojenim „layerima“ ili slojevima, kako bi se situacija rasteretila. Da bi se dovršio

wireframe model, potrebno je povezati vrhove kvadra (u obliku točaka) linijama kako bi se

dobio potpuni oblik kvadra te omogućio daljnji rad sa modelom. Lijevom tipkom miša

odabere se naredba za crtanje linija te se klikom na točke one povezuju linijama. Ilustracija

i traženi izgled modela prikazani su na slici 3-3.

6

Slika 3-3. Wireframe (žični) model galerije

3.4. Izrada ploha iz wireframe modela

Nakon izrade wireframe ili žičnog modela, sljedeći korak je izrada ploha na koje će

se postavljati materijali te će se model učiniti realnijim. „Bentley Microstation“

omogućava korisniku izradu ploha na ratličite načine. Plohe se mogu izraditi naredbama

„Loft Surface“, „ Mesh“ ili naredbom „Smartline“. Loft Surface omogućuje izradu ploha

omeđenih linijama te je jako pogodna za plohe pravilnih oblika kao što su kvadrati i

pravokutnici. Galerije su omeđene pravilnim plohama, što je napomenuto ranije u ovom

poglavlju te će se zbog toga koristiti naredba „Loft Surface“. Naredba „Mesh“ je zapravo

inicijalni model za triangulacijski model gdje se sve susjedne točke povezuju međusobno

linijama i tvore trokute. Može se upotrebljavati kada se izrađuje trodimenzionalni model

terena koji je okonturen slojnicama ili terena određenog visinskim točkama-kotama.

Naredba „Smartline“ je zapravo naredba kojom se crtaju geometrijski oblici s više stranica

te kada je potrebno da je oblik iscrtan s nekoliko linija povezanih u cjelinu, a ne od više

pojedinačnih linija. Microstation sve zatvorene oblike u pravilu smatra plohama te će onda

geometrijski oblik načinjen naredbom „Smartline“ u pravilu biti ploha.

7

3.4.1. Izrada ploha galerija naredbom „Loft Surface“

Izrađene bridove galerija, odnosno žični model potrebno je ispuniti plohama.

Naredbu „Loft Surface“ možemo naći na izbornoj traci „Tools“ – „Surfaces“ – „Create

Freeform Surface“ – „Loft Surface“. Slika 2-5. pokazuje kako naći naredbu Loft Surface u

Microstationu. Kako bi se olakšala izrada ploha, postoji mogućnost otvaranja cijelog seta

naredbi vezanih uz Loft Surface kao alatnu traku, klikom na naredbu „Open as toolbox“.

Slika 3-4. Pronalazak naredbe „Loft Surface“

Kada je pripremljeno sučelje za rad s naredbom Loft Surface, započinje se s

izradom ploha modela. Lijevom tipkom miša potrebno je odabrati naredbu „Loft Surface“ .

Odabranom naredbom potrebno je označiti dvije crte između kojih će Microstation

napraviti plohu. Lijevom tipkom odaberu se dvije crte. Naglasak je na tome da crte moraju

biti paralelne i označene s dvije crvene strelice u istom smjeru ukoliko želimo dobiti plohu

kvadrata. Ako se dvije crte sijeku dobit će se ploha trokuta, a ako strelice koje označavaju

smjer izrade ploha nisu u istom smjeru, dobit će se iskrivljena ploha. Nakon odabira dvije

linije lijevom tipkom potvrđuje se odabir. Tada će Microstation prikazati mrežu linija koje

predstavljaju plohu. Da bi se potvrdila točno izrađena ploha ponovno se stisne lijevom

tipkom miša.

Plohe će u wireframe pogledu izgledati kao mreža linija. Ako se promjeni pogled u

„Smooth“, odnosno ispunjeni pogled, dobije se ispunjena ploha. Slika 3-5. prikazuje izradu

8

plohe.

Slika 3-5. Izgled plohe u wireframe (žičnom) pogledu

Da bi se vidjela ploha potpuno ispunjena potrebno je promijeniti način pogleda na

trodimenzionalni model iz žičnog u ispunjeni pogled. To se radi tako da na izbornoj traci

klikne na „Settings“ – „View Attributes“ . Tada se otvara pomoćni prozor s mogućnošću

odabira načina pogleda na trodimenzionalni model.

9

Slika 3-6. Pomoćni prozor s odabirom pogleda modela

Odabirom „Smooth“ pogleda na model ploha će izgledati ispunjeno kao što je

prikazana na slici 3-7. Isti postupak izrade plohe ponavlja se i za ostale četiri plohe

galerije.

Slika 3-7. Prikaz plohe u „Smooth“ pogledu

10

Slika 3-8. Galerija sa svim plohama

3.5. Kreiranje palete materijala i odabir materijala za oblaganje

Nakon što su izrađene plohe galerije, sljedeći korak je izrada palete materijala za

oblaganje te oblaganje ploha galerije odabranim materijalima kako bi plohu učinili

realnijom. Iz slike 3-8. može se uočiti da jedna ploha nije izrađena. To je učinjeno kako bi

se predočio ulaz u galeriju.

3.5.1. Kreiranje palete materijala

Da bi se plohe uopće mogle oblagati materijalima, potrebno je napraviti paletu

materijala iz koje će se birati niz materijala te plohe učiniti realnijima. Kao materijali mogu

se koristiti Microstation materijali koji su već integrirani u program, no mogu se koristiti i

slike u raznim formatima (.png, .jpg, .tiff) iz kojih se formiraju materijali, odnosno uzorak.

U ovom slučaju korištene su slike kamenoloma“ Marmor Hotavlje“ pa je potrebno izraditi

nekoliko slika. Kada su slike izrađene potrebno je stvoriti mapu na računalu i to na mjestu

gdje će ona biti relativno brzo dostupna te će je se lako naći. Slike se prebacuju u mapu

kako bi bile sve na jednom mjestu.

11

Sljedeći korak se izvodi u Microstationu. Za stvaranje palete materijala potrebno je

na izbornoj traci odabrati: „Settings“ – „Rendering“ – „Materials“. Tada se otvara glavni

prozor za manipulaciju paletama i materijalima. Slika 3-9. prikazuje glavni prozor za

manipulaciju materijalima i paletama.

Najprije je potrebno napraviti paletu u kojoj će biti svi materijali. To se radi u

glavnom prozoru za manipulaciju materijalima i paletama tako da se odabere „Pallete“ –

„New“. Kada se stvorila nova paleta, upisuje joj se ime, jer je moguće imati i nekoliko

paleta ukoliko se oblaže više od jednog objekta. Za unos novog materijala u paletu

potrebno je odabrati naredbu „New Material“.

Slika 3-9. Glavni prozor za manipulaciju paletama i materijalima

12

Slika 3-10. Izrada nove palete i ubacivanje materijala

3.5.2. Odabir materijala za oblaganje

Klikom lijevom tipkom miša na „New Material“ proširuje se prvobitni prozor koji

daje nove opcije, omogućavajući manipulaciju materijalom kao što su opcija regulacije

prozirnosti, osvijetljenosti, refleksije svjetla itd. Kako bi se mogao unijeti novi materijal,

potrebno je odabrati naredbu za unos materijala iz mape koja je prethodno napravljena za

slike iz kamenoloma Hotavlje.

13

Slika 3-11. Prošireni prozor za manipulaciju te naredba za unos materijala

Klikom na naredbu za unos materijala otvara se prozor u kojem se traži mapa sa

slikama iz Hotavlja. Sada se može uočiti važnost činjenice, što je napomenuto ranije, da

mapa sa slikama mora biti „pri ruci“ i na dostupnom mjestu kako se ne bi gubilo vrijeme

na njezino traženje. Potrebno je kliknuti na izbornik za odabir mape sa slikama te je

pronaći i otvoriti. Nakon otvaranja mapa sa slikama, odabire se slika koja će predstavljati

uzorak za materijal.

Slika 3-12. Odabir slike za uzorak materijala

14

Sada se otvara novi prozor u kojem je moguće birati kako će se materijal

postavljati na plohu (parametarski, kubični, cilindrični itd.), rastezati rezoluciju slike u

pogledu poboljšanja kvalitete postavljanje slike na plohu i još mnogo drugih opcija koje se

neće opisivati u ovom poglavlju.

Slika 3-13. Prozor za dodatnu manipulaciju materijala

Opisanim postupkom odabran je materijal, podešene su njegove karakteristike te je

materijal spreman za oblaganje. U pravilu prijašnji koraci nisu toliko komplicirani i ne

zahtijevaju toliko truda upravo kao manipulacija materijalima, jer da se bi materijal

kvalitetno i pravilno presliko na plohu potrebno je podešavanje niza varijabli opisanih

ranije, kako bi se dobio što realniji prikaz.

15

3.6. Oblaganje ploha materijalima

Do sada su se u sklopu izrade potpunog trodimenzionalnog modela galerija

postavile točke u prostoru, izvršeno je podizanje točaka na visinu od 5,00 metara, izrađen

je wireframe model iz točaka u prostoru, iz wireframe modela napravljene su plohe

galerije, izrađena je paleta materijala za oblaganje, nakon čega slijedi oblaganje

neobloženih ploha odabranim i pripremljenim materijalima.

Oblaganje se vrši s naredbom „Attach“. Navedena naredba nalazi se u glavnom

prozoru za manipulaciju paletama i materijalima do kojeg se dolazi ako se na izbornoj traci

odabere: „Settings“ - „ Rendering“ – „Materials“. Kada se pojavi traženi, već od prije

poznati prozor, na vrhu pri sredini prozora nalazi se naredba „Attach “.

Slika 3-14. Položaj naredbe „Attach“

Klikom miša na naredbu otvara se prozor u kojem se odabire paleta materijala, te

materijal iz odabrane palete. U prozoru se nalaze naredbe kao što su „Remove Attachment“

koji uklanja materijal s plohe, te „Query“, odnosno upit kojim se može vidjeti koji

materijal je obložen na plohi galerije. Slika 3-15. prikazuje prozor „Attach Material“ s

dodatnim naredbama.

16

Slika 3-15. Prozor s naredbama „Attach“, „ Remove Attachment“ i „ Query“

Kada su u prozoru „Attach Material“ odabrani paleta i materijal iz palete, započinje

se s oblaganjem ploha galerije. To se izvodi tako da se lijevom tipkom miša klikne na

plohu te se još jednom klikne kako bi se potvrdila točnost oblaganja. Sada je ploha

obložena materijalom. Međutim potrebno je urediti plohu, kao što je napomenuto u

potpoglavlju 3.5.1. i 3.5.2. Naime, slika se na plohu preslikava u određenoj rezoluciji.

Može se dogoditi da je rezolucija prevelika pa je slika nekvalitetna i mutna. Tada je

potrebno promijeniti i dovesti rezoluciju na najkvalitetniju razinu, kako bi slika bila što

realističnija. Ovo može vremenski potrajati jer se uz rezoluciju mijenjaju i prozirnost, sjaj

obložene plohe, bistrine i još niz drugih faktora, čijim se mijenjanjem poboljšava prikaz

materijala na plohi. Upravo je ovaj dio zadatka najzahtjevniji i vremenski najduži te

zahtjeva određenu količinu znanja manipulacije slikama. Ukoliko se ne napravi dobar

prikaz materijala na plohi, dogodit će se da se neki dio slike neće prikazati ili će biti mutan

pa neće poprimiti potpuno značenje koje mu je namijenjeno.

17

Slika 3-16. Galerija s jednom plohom obloženom materijalom

Isti postupak primjenjuje se na ostale plohe galerije. Slika 3-17., slika 3-18. i slika

3-19. prikazuju potpuno obloženu galeriju u nekoliko prostornih pogleda.

Slika 3-17. Prvi prostorni pogled na obloženu galeriju

18

Slika 3-18. Drugi prostorni pogled na obloženu galeriju

Slika 3-19. Treći prostorni pogled na obloženu galeriju

19

4. MORFOLOGIJA TERENA IZNAD LEŽIŠTA HOTAVLJE

Kamenolom tvrtke „Marmor Hotavlje“ nalazi se u općini Gorenja vas-Poljane u

pokrajini Gorenjska, sjeverno od mjesta Hotavlje u podnožju planine Belgoš u Sloveniji.

Planina Belgoš te okolne planine pripadaju Alpskom reljefu.

Na zapadu ležišta nalazi se mjesto Gorenje brdo, dok je na sjeveru planina Belgoš

visine 1562 metra nad morem. (Preuzeto s izvorne stranice „Marmor Hotavlje“,

http://www.marmor-hotavlje.si/)

Podzemni kop arhitektonsko građevnog kamena „Marmor Hotavlje“ brdskog je

tipa. Da bi se pristupilo ležištu, otklonjen je dio brda te je osigurana vertikalna ploha za

izradu usjeka kako bi se otvorile podzemne galerije. Nalazi se na visini od približno

470 metara nad morem. U sklopu kamenoloma su i gospodarski objekti koji uključuju

skladišta te administrativne zgrade. Sjeverozapadno od kamenoloma pri samom vrhu brda

može se lokalnim cestama doći do mjesta Srednje brdo.

Istočna strana brda, u kojem se nalazi podzemni kop, prekrivena je uglavnom

crnogoričnim stablima, borovima, jelama te niskim raslinjem tipičnim za to podneblje.

Zapadna strana blagog je nagiba te su na toj strani posijani usjevi lokalnog stanovništva.

Kamenolom je povezan lokanim cestama s obližnjim naseljima poput naselja Gorenja vas,

Leskovica, Hotavlje i još drugim naseljima. (Preuzeto iz programa internetskih karata

„Google Earth“ , http://www.google.com/earth/index.html)

20

Slika 4-1. Kamenolom Hotavlje

Slika 4-2. Položaj kamenoloma Hotavlje

(preuzeto s http://www.google.com/intl/hr/earth/index.html)

21

5. OBRADA SITUACIJSKE KARTE PODZEMNOG KAMENOLOMA

„HOTAVLJE“ RA ČUNALNIM PROGRAMOM „BENTLEY MICROSTATION“

Važno je napomenuti da je cijeli grafički dio ovog završnog rada napravljen u

programu „Bentley Microstation“, te da će se sva objašnjenja i ilustracije postupka izrade

3D modela galerija i okolnog terena rudnika Hotavlje prikazivati isključivo za „Bentley

Microstation“.

Da bi se izradila kontura nekog tijela ili plohe, potrebno je imati kvalitetnu podlogu

koja će se daljnjom obradom oblikovati u trodimenzionalni model. Za to su potrebne

situacijske karte sa naznačenim visinama točaka. Zatim slijedi podizanje

dvodimenzionalne situacije u trodimenzionalnu situaciju dodavanjem „z“ koordinate svake

točke ili oblika. Nakon izrade konturnog, žičnog te inicijalnog modela, plohe bivaju

obložene materijalima kako bi se učinile realnijima. Na kraju je model potrebno dotjerati

postupcima kao što su zaglađivanje ploha, brisanje nepotrebnih površina itd.

(Harmina 2007)

5.1. Obrada situacijske karte

Za dobivanje grafičkog prikaza prostorija u tlocrtu i po potrebi u nacrtu potrebno je

da geodetska služba izađe na teren i obavi premjeravanje podzemnih prostorija i okolnog

terena. Premjeravanje podzemnih prostorija se obavlja rudarskim teodolitima malih

dimenzija, koji su načinjeni za rad u rudnicima, ili laserskim skenerima. Nakon što se

prostorije premjere, radi se situacijska karta s iscrtanim konturama prostorija ,slojnicama

terena te popratnih objekata sa označenim visinama na lomnim točkama. Dosta često se

događa da ne postoji digitalizirana situacija terena na kojem se izvodi eksploatacija već se

ona može naći u papirnom obliku u katastru. Tada je potrebno skenirati sliku sa što je

moguće boljom rezolucijom. Nakon skeniranja vrši se takozvana vektorizacija, odnosno

izrada vektorskog grafičkog oblika. Vektorski grafički oblik je način prikazivanja slika

pomoću geometrijskih oblika kao što su točke, crte, poligoni itd., koji su definirani

matematičkim jednadžbama, odnosno vršimo digitalizaciju situacije.

Vektorizirana situacijska karta je osnova za daljnju izradu trodimenzionalnih

modela površine terena i/ili podzemnih prostorija.

22

Situacijska karta je sačinjena od niza točaka povezanih u cjelinu crtama koje se

podižu na njihovu pravu visinu jer su svi oblici zapravo na takozvanoj nultoj plohi,

odnosno visina im je 0 metara nad morem. Kako bi se dobili konturni , žični i inicijalni

model, koji su osnova za izradu ploha, podiže se svaka slojnica te svaka visinska točka-

kota na njezinu pravu visinu. Nakon podizanja točaka, naredbom za rotiranje pogleda

pregledava se da li su svi elementi podignuti. Prije nego što se točke podižu na njihove

visine, potrebno je isključiti nepotrebne „layer“-e koji nam opterećuju situaciju i nisu nam

važni kao oblici iz kojih ćemo dobiti plohe objekta u vidu podzemnih prostorija te terena.

„Layer“ možemo zamisliti kao paus papir koji je ustvari proziran. Ta prozirnost omogućuje

da na svakom layeru crtamo geometrijske oblike, kao na primjer električne instalacije, dok

na drugom layeru crtamo konture podzemne prostorije. Ova dva layera su međusobno

odvojena i svaki prikazuje oblike svoje vrste. Međutim, kada se oni poklope, dobiju se na

primjer konture podzemnih prostorija s ucrtanim električnim instalacijama te niz takvih

layera stvaraju zapravo jednu cjelinu. Primjer situacijske karte Hotavlja sa svim

elementima slijedi u nastavku.

Slika 5-1. Neobrađena situacijska karta Hotavlja

23

Iz slike se može uočiti da na situacijskoj karti prevladava mnogo detalja koji će

stvarati mnogo poteškoća prilikom izrade trodimenzionalnog modela. Toliko mnogo

detalja na karti nije potrebno prikazivati prilikom izrade modela pa se isključuju već

spomenuti layer-i sa opisnim tekstom, okvir situacije, katastarske parcele te njihove

oznake, decimetarske križeve, različite topografske oznake itd. Uklanjanje layera prikazuje

slika 5-2.

Slika 5-2. Uklanjanje layera

5.1.1. Uklanjanje layera (levela)

Prvi korak koji se poduzima je klik lijevom tipkom miša na ikonu layera, kako bi

se otvorio prozor sa popisom svih aktivnih i neaktivnih layera. Razlika u aktivnom i

neaktivnom layeru je ta što je aktivni layer ispunjen plavom bojom.

24

Drugi korak zahtijeva da se sa lijevom tipkom miša klikne na ispunjeni layer te ga

se na taj način isključi. Isključeni layer je sada neispunjen, a njegova ponovna aktivacija je

ista kao i kod isključivanja (klikom lijevom tipkom miša na neispunjeni layer).

Sa svim nepotrebnim layer-ima koji su isključeni, situacija bi trebala izgledati puno

svježija i bez toliko mnogo detalja, što prikazuje i sljedeća slika.

Slika 5-3. Rasterećena situacija

Ovako rasterećena situacija može se koristiti za daljnju izradu trodimenzionalnog

modela galerija i okolnog terena.

25

5.2. Izdizanje točaka u smjeru osi „z“

Situacijska karta kamenoloma Hotavlje dobivena je u već digitaliziranom obliku te

su svi detalji izdignuti u smjeru osi „z“. Da to nije bio slučaj, trebali bi je prethodno

skenirati, georeferencirati te je vektorizirati. To bi napravili u skladu s opisanim

postupkom u potpoglavlju 3.2. Izdizanjem detalja u smjeru osi „z“, dobiva se konturni

model situacijske karte kojeg prikazuje slika 5-4. (Harmina 2007)

Slika 5-4. Konturni model situacijske karte

Galerije na ovoj situacijskoj karti nisu izdignute u smjeru osi „z“ kao što je slučaj

sa slojnicama, već je to napravljeno u odvojenoj datoteci. Izrada žičnog modela galerija u

odvojenoj datoteci opisana je u potpoglavlju 5.4., a spajanje trodimenzionalnog modela

galerija s trodimenzionalnim modelom situacijske karte opisano je u potpoglavlju 5.5.

26

5.3.Izrada inicijalnog modela situacijske karte.

Za izradu inicijalnog modela situacijske karte može se koristiti naredba „Mesh“,

kako bi se dobio inicijalni model ležišta. Inicijalni model ležišta služi kao priprema

triangulaciji koja se izvodi dodatnim računalnim programima . (Harmina 2007)

5.3.1. Izrada inicijalnog modela situacijske karte naredbom „Mesh“

Kako bi se izradio inicijalni model situacijske karte, najprije je potrebno označiti

cijelu situacijsku kartu. Klikom na lijevu tipku miša, držeći tipku, povući pravokutnik za

označavanje preko situacijske karte. To se radi kako bi program mogao prepoznati koje

detalje mora povezati u inicijalni model. Pritom je potrebno paziti da se označe svi detalji,

kako ne bi došlo do „rupa“ u modelu. Označeni detalj obojan je ljubičastom bojom. Takav

prikaz omogućuje razaznavanje označenog od neoznačenog detalja.

Slika 5-5. Označena situacijska karta

27

Nakon označavanja detalja situacijske karte, odabere se naredba „Mesh“ koja će

povezati sve slojnice i točke detalja linijama u inicijalni model (stvarajući trokute). Do

naredbe „Mesh“ dolazi se klikom na izbornoj traci : „Tools“ – „Mesh“ – „Create Meshes“

– „Mesh from Contours“. Na izbornoj traci se pojavljuje mogućnost izrade modela iz

kontura i izrada modela iz točaka situacijske karte. U ovom slučaju odabrana je opcija

izrade modela iz kontura. Važno je da označeni detalj i dalje bude označen kroz aktivaciju

naredbe „Mesh“. Slika 5-6. prikazuje naredbu „Mesh“.

Slika 5-6. Lokacija naredbe „Mesh“

Nakon odabira naredbe „Mesh from Contours“, pojavljuje se prozor u kojem je bitno

da je označena opcija „Keep Original“, kako bi se sačuvao originalan detalj i kako se ne bi

ujedinio s inicijalnim modelom. Kada bi se ujedinio s modelom, ne bi se mogle izvoditi

eventualne popravke jer bi brisanjem trokuta dobivenog naredbom „Mesh“ obrisali i detalj

koji ga opisuje.

28

Slika 5-7. Prozor s opcijom „Keep Original“

S uključenom opcijom „Keep Original“ potrebno je lijevom tipkom miša kliknuti

na radnu površinu čime je naredba „Mesh“ napravila inicijalni model situacijske karte.

Slika 5-8. Mrežni model situacijske karte.

29

Kako bi se vidjele ispunjene konture inicijalnog modela, na izbornoj traci

kliknemo na: „Settings“ – „View Attributes“ , te odaberemo pogled „Smooth“, kao što je

opisano u potpoglavlju 3.4.1.

Slika 5-9. Ispunjene konture mrežnog modela

Ispunjene konture trodimenzionalnog modela terena su izbočene i oštre, što se

može primijetiti na slici 5-9. Način na koji se plohe zaobljuju opisan je u potpoglavlju

5.3.2.

5.3.2. Zaobljivanje ploha naredbom „Facet Smoothing“

Naredba „Facet Smoothing“ omogućava da se oštri bridovi ploha zaoble te da budu

realniji. Do naredbe „Facet Smoothing“ dolazi se klikom na karticu „Visualisation“. Prije

klika na naredbu „Facet Smothing“, potrebno je označiti cijeli model, kako bi program

prepoznao plohe koje treba zaobliti. Položaj naredbe na alatnoj traci i označavanje modela

prikazuje slika 5-10.

30

Slika 5-10. Naredba „Facet Smoothing“

Klikom na naredbu „Facet Smoothing“,otvara se prozor sa opcijama u kojem mora

biti odabran „Attach“. Ispod se nalazi opcija odabira tolerancije kuta između ploha. Ovdje

se odabire koliko će intenzivno plohe biti zaobljene. Nakon što se upiše kut, potrebno je

lijevim klikom miša kliknuti na radnu površinu kako bi se potvrdila naredba.

Slika 5-11. prikazuje prozor s opcijama naredbe „Facet Smoothing“ te zaobljeni model.

Slika 5-11. Prozor s opcijama naredbe „Facet Smoothing“ i zaobljene plohe modela

31

Time je dovršen model situacijske karte, bez galerija.

5.4. Izrada trodimenzionalnog modela galerija

Trodimenzionalni model galerija je zbog preglednosti izrađen u zasebnoj datoteci

po postupku opisanom u 3. poglavlju.

Iz projekta podzemnog kopa arhitektonsko-građevnog kamena „Marmor Hotavlje “

dobivena je datoteka u kojoj se nalazi tlocrt galerija sa već izdignutim visinama lomnih

točaka u smjeru osi „z“. Ovdje nije bilo potrebno izdizati točke na način opisan u

potpoglavlju 3.2., već se odmah moglo prijeći na izradu žičnog modela galerija. Izrada

žičnog modela napravljena je u skladu s postupkom opisanim u potpoglavlju 3.3., na način

da su se sve točke u prostoru povezivale u žični model naredbom „Line“.

Slika 5-12. Prvi prostorni pogled na žični model galerija

32

Slika 5-13. Drugi prostorni pogled na žični model galerija

Kada se žični model izradio, ponovljen je postupak kreiranja ploha naredbom „Loft

Surface“ opisan u potpoglavlju 3.4.1. Klikom na „Settings“ koji se nalazi na izbornoj traci,

zatim na „View Attributes“ te odabirom „Smooth“ pogleda, model se prikazuje s

ispunjenim plohama, no neobložen materijalom.

Slika 5-14. Pogled na ispunjene plohe trodimenzionalnog modela galerija

33

Da bi se plohe obložile materijalom, potrebno je napraviti novu paletu materijala te

kreirati materijale iz slika. Kreiranje paleta materijala i materijala opisano je u potpoglavlju

3.5. Kreirane plohe se sada oblažu materijalom na način opisan u potpoglavlju 3.6., te se

dobije konačan izgled galerija obloženih materijalom koji su kreirani iz originalnih slika

kamenoloma „Marmor Hotavlje“. Konačan izgled trodimenzionalnog modela galerija

prikazan je na slici 5-15., slici 5-16. i slici 5-17.

Slika 5-15. Prvi prostorni pogled na konačan izgled trodimenzionalnog modela galerija

34

Slika 5-16. Drugi prostorni pogled na konačan izgled trodimenzionalnog modela galerija

Slika 5-17. Treći prostorni pogled na konačan izgled trodimenzionalnog modela galerija

35

5.5. Spajanje trodimenzionalnog modela galerija s trodimenzionalnim modelom

situacijske karte

Za spajanje modela galerija te modela situacijske karte koristi se naredba

„References“. Do naredbe „References“ dolazi se klikom na izbornoj traci : „File“ –

„References“, čime se otvara prozor za manipulaciju referentnim datotekama. Referentne

datoteke predstavljaju datoteke s već iscrtanom grafikom koje spajamo s radnom

površinom. Tada će datoteka koja se ubacuje na radnu površinu biti referentna, odnosno

neće se moći izmjenjivati.

Slika 5-18. Prozor za manipulaciju referentnim datotekama

Kada se prozor otvori sljedeći je korak odabiranje i postavljanje referentne datoteke

na radnu površinu. Potrebno je kliknuti na izbornoj traci prozora : „Tools“ – „Attach“.

Slika 3-19. prikazuje primjer.

36

Slika 5-19. Opcija „Attach“ u izbornoj traci prozora

Klikom na opciju „Attach“ otvara se prozor koji omogućava pretraživanje tvrdog

diska računala u cilju pronalaska referentne datoteke koja je u ovom slučaju „Bentley

Microstation“ datoteka s trodimenzionalnim modelom galerija.

Slika 5-20. Prozor za pronalaženje i odabir referentne datoteke

37

Odabirom referentne datoteke, vraća se glavni prozor za manipulaciju referencama

te je sada važno pogledati da li je prva kvačica prikazana. Ukoliko prve kvačice nema,

referentni model je “skriven“, a ukoliko je ona aktivna, bit će prikazan i model galerija uz

model terena. Na jednoj radnoj površini moguće je imati i više od jedne referentne

datoteke.

Slika 5-21. Prozor za manipulaciju referencama s prikazanom referencom

Sada su dva modela spojena u jednu cjelinu, čime se dobiva potpuni

trodimenzionalni prikaz podzemnih prostorija i terena iznad ležišta. (Galić, Farkaš 2011)

38

Slika 5-22. Prvi prostorni pogled na spojeni model

Slika 5-23. Drugi prostorni pogled na spojeni model

39

Slika 5-24. Treći prostorni pogled na spojeni model

40

6. ZAKLJU ČAK

Trgovačko društvo Marmor Hotavlje d.d. u podzemnom kopu „Hotavlje“ izvodi

eksploataciju arhitektonsko-građevnog kamena. Glavni produkt su komercijalni blokovi

mramora pravilnih ploha iz kojih se dobivaju mramorne ploče i drugi proizvodi za

graditeljstvo. Rezultat podzemne eksploatacije su podzemne prostorije uglavnom pravilnih

oblika – galerije.

U ovom radu izrađeni su trodimenzionalni modeli galerija te terena iznad ležišta.

Time je dobiven trodimenzionalni uvid u trenutno stanje. Model može poslužiti za daljnje

planiranje razvoja galerija s obzirom na trenutno stanje . Uz to može poslužiti za obračun

obujma otkopane stijene i preostalih rezervi arhitektonsko-građevnog kamena koje će se u

budućnosti otkopavati. Isto tako, može se pratiti i planirati smjer daljnjeg napredovanja te

dobiti uvid u dimenzije galerija.

Isto tako, trodimenzionalni prikaz galerija može poslužiti i za planiranje daljnjeg

iskorištenja podzemnih prostorija u smislu provedbe prenamjene nakon završetka

eksploatacije. Model može poslužiti i kao prezentacija ulagačima koji su zainteresirani za

daljnje iskorištenje otkopanih prostora. Razni oblici prenamjene mogu obuhvatiti cijeli

prostor podzemnih prostorija ili samo dio, ovisno o stanju samih galerija, te troškovima

investicije.

41

7. LITERATURA

Bentley Microstation, datoteka korisničke podrške (help)

Berlančić, D., 2010. Izrada 3D modela ležišta i rudarskih radova primjenom

računalnih programa. Završni rad. Zagreb. Rudarsko-geološko-naftni fakultet.

Galić, I., Farkaš, B., 2011. Primijenjeni računalni programi: interna skripta.

Zagreb: Rudarsko-geološko-naftni fakultet.

Hajsek, D., 2005. Primjena računalnih programa pri modeliranju prostorija

otvaranja, razrade i istraživanja u eksploatacijskom polju „Bešpelj“. Diplomski

rad. Zagreb: Rudarsko-geološko-naftni fakultet.

Harmina, Z., 2007. Oblikovanje i prenamjena površinskog kopa "Gorjak 2".

Diplomski rad. Zagreb: Rudarsko-geološko-naftni fakultet.

Kortnik, J., 1999. Glavni rudarski projekt otkopavanja ležišta a-gk Hotavlje,

Marmor Hotavlje d.d., Hotavlje,Slovenija.

INTERNET

Fotogalerija stranice „Marmor hotavlje“

http://www.marmor-hotavlje.si/ (10.06.2011)

Općenito o tvrtki „Marmor Hotavlje“

http://www.marmor-hotavlje.si/ (10.06.2011)

Informacije o pokrajini Gorenja vas, Slovenija (Wikipedia)

http://hr.wikipedia.org/wiki/Gorenja_vas_%28Gorenja_vas_-

_Poljane,_Slovenija%29 (10.06.2011)

42

Položaj ležišta Hotavlje

Preuzeto iz programa internetskih karata „Google Earth“

http://www.google.com/earth/index.html (11.06.2011)