Poznań ma innowacyjny model 3D

Firma SHH zrealizowała dla Zarządu Geodezji i Katastru Miejskiego GEOPOZ innowacyjny w skali Polski projekt budowy modelu 3D Poznania wraz z narzędziami do jego aktualizacji i publikacji. Trójwymiarowy model miejski ma szansę stać się wzorcowym modelem dla innych miast – podkreśla spółka.

Wdrożenie trwało dziewięć miesięcy (październik 2017 – czerwiec 2018 r.) i obejmowało wykonanie modelu miejskiej zabudowy 3D w standardzie CityGML 2.0 w szczegółowości LoD 2, wdrożenie specjalistycznego systemu klasy GIS do aktualizacji, zarządzania oraz kontroli i publikacji modelu wraz z przeprowadzeniem szkoleń dla różnych grup użytkowników.

Moda na miasta 3D

Trójwymiarowe modele miejskie od lat są wykorzystywane w wielu europejskich miastach, m.in. w Berlinie, Rotterdamie czy Helsinkach. Administracja publiczna w Polsce dostrzega potencjał, jaki kryje się w tworzeniu modeli 3D na podstawie danych gromadzonych w zasobach geodezyjnych, systemach informacji przestrzennej (SIP) i innych urzędowych rejestrach. Obecnie polskie miasta dążą do stworzenia własnych modeli 3D, które w sposób wierniejszy i bardziej intuicyjny niż 2D oddają nie tylko geometrię obiektów, ale również ich rzeczywisty wygląd. Trójwymiarowe modele miejskie są popularne zarówno dzięki efektownemu sposobowi prezentacji, jak i dużej liczbie zastosowań. Model 3D Poznania został opracowany ze szczegółowością pozwalającą rozróżnić blokowe modele brył odzwierciedlające ogólny kształt budynków oraz geometrię i kształt dachów.

Trójwymiarowe modele efektywnie wspierają planowanie przestrzenne miast oraz rozstrzyganie kwestii administracyjnych z zakresu prawa budowlanego. Aglomeracja miejska ciągle się zmienia, a modele 3D – publikowane oraz stale aktualizowane – umożliwiają ciągłe rejestrowanie zmian krajobrazowych i urbanistycznych miasta. Stanowią codzienne narzędzie pracy wielu urbanistów i architektów, wspierają także procesy rewitalizacyjne i umożliwiają wsparcie partycypacji społecznej związanej z gospodarką przestrzenną i ochroną środowiska.

Trójwymiarowe modele są także wykorzystywane w zarządzaniu kryzysowym do tworzenia planów ewakuacji ludności lub symulacji klęsk żywiołowych. W oparciu o te dane można przygotować specjalistyczne analizy przestrzenne, np. prezentacje sposobu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń. Każdy rejestr miejski zawierający dane przestrzenne może stać się źródłem informacji prezentowanej w modelu miejskim 3D, np. baza PESEL, rejestr zabytków, pomników, drzew czy reklam.

Poznań 3D – od potrzeb i koncepcji, do realizacji i efektów

Chęć optymalizacji zadań realizowanych przez jednostki miejskie Poznania była głównym impulsem do stworzenia modelu 3D. W połowie 2017 roku poznański GEOPOZ ogłosił przetarg na projekt. W ramach procesu przetargowego oferta firmy SHH, okazała się najlepsza. Projekt zrealizowany w okresie październik 2017 - czerwiec 2018 r. został podzielony na dwa etapy:
• I etap (październik 2017 – styczeń 2018 r.) – koncepcja przetwarzania danych wejściowych, dostawa licencji wraz z instalacją i odbiorem funkcjonalności,
• II etap (styczeń – czerwiec 2018 r.) – przetwarzanie danych do modelu 3D, konfiguracja serwisów i narzędzi systemu, szkolenia, testy funkcjonalne.

Koncepcja budowy trójwymiarowego modelu Poznania wraz z narzędziami do jego aktualizacji i publikacji jest unikalna w skali kraju i może się stać wzorcowa dla innych polskich miast, co potwierdzają wizyty referencyjne z innych ośrodków. Model 3D udostępnia trójwymiarowe wizualizacje obiektów miejskich, ukształtowania terenu miasta, warstw zieleni i zjawisk przestrzennych. Pozwala także na tworzenie wieloaspektowych analiz 3D i opartych na nich opracowań tematycznych. Jednostki miejskie, mieszkańcy, pracownie architektoniczne i inwestorzy w specjalnym portalu będą mogli korzystać np. z analiz statystycznych pokazujących gęstość zaludnienia z bazy PESEL w siatce kwadratów oraz analiz urbanistycznych, prezentujących dopuszczalną wysokość zabudowy określoną w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego, wysokość budynków istniejących oraz projektowanych obiektów w przestrzeni. Ciekawą funkcją modelu jest możliwość tworzenia analiz środowiskowych, takich jak prezentacja potencjału solarnego budynków czy wizualizacja rozkładu hałasu pochodzącego z mapy akustycznej w przestrzeni trójwymiarowej. Model 3D wykonany jest jako model obiektowy, dlatego może on być wykorzystywany do integracji wyników analiz pochodzących z różnych aplikacji dziedzinowych.

Trójwymiarowy model stolicy Wielkopolski obejmuje nie tylko budynki i budowle, ale także obiekty mające istotny wpływ na układ przestrzenny miasta. Publikowana jest także warstwa zieleni w postaci chmury punktów LiDAR oraz modeli drzew będących wynikiem analizy chmury punktów. Portal służący do przeglądania modelu 3D Poznania jest wykonany w technologii responsywnej, dzięki czemu można z niego korzystać także na urządzeniach mobilnych.

Model 3D Poznania będzie wykorzystywany podczas konsultacji społecznych razem ze stosowanymi obecnie narzędziami mapowymi 2D. Dzięki temu proces projektowania nowej zabudowy będzie bardziej transparentny, a podmioty w niego zaangażowane uzyskają wiedzę na temat potencjalnego wpływu nowych budynków na sąsiednie obiekty.

Trójwymiarowy model stolicy Wielkopolski będzie także jednym z wiodących zagadnień podczas konferencji GISforum, która odbędzie się w dniach 21-22 listopada we Wrocławiu.

Wybrane korzyści z posiadania modelu 3D miasta:
• wspomaganie planowania przestrzennego,
• stały monitoring zmian krajobrazu i urbanistycznej panoramy miasta,
• wsparcie procesów rewitalizacyjnych,
• efektywne narzędzie pozyskania danych dla urbanistów i architektów,
• wsparcie procesów partycypacji społecznej związanych z gospodarką przestrzenną i ochroną środowiska,
• możliwość dokonywania analiz przestrzennych w 3D (np. modele akustyczne, rozkład jakości powietrza),
• stworzenie zbioru danych 3D, który poszerza funkcjonalność Systemu Informacji Przestrzennej miasta o kolejne zasoby dostępne dla jednostek miejskich, mieszkańców oraz innych podmiotów,
• dokładna prezentacja danych przestrzennych, o których mowa w ustawie o infrastrukturze informacji przestrzennej dotyczących przestrzennej lokalizacji budynków, zagospodarowania przestrzennego, ukształtowania terenu czy adresów,
• przeglądarka modelu 3D miasta, z której można korzystać w środowisku webowym i na urządzeniach mobilnych,
• udostępnienie rozbudowanych e-usług:
– zaawansowanych wizualizacji przestrzennych zbiorów danych 3D, w tym chmur punktów,
– narzędzi wspierających partycypację społeczną w procesie planowania przestrzennego i ochrony środowiska,
– analiz przestrzennych danych 3D (m.in. zacienienie, nasłonecznienie),
– prezentacji wyników analiz przestrzennych, w tym: potencjału energii słonecznej, mapy akustycznej oraz fakultatywnie innych analiz środowiskowych (np. rozchodzenia się fal elektromagnetycznych),
– pobierania danych w formatach zgodnych z przyjętymi standardami (według organizacji Open Geospatial Consortium).

Innowacyjne elementy projektu
• wykorzystanie danych 3D – LiDAR, NMT, NMPT
• wdrożenia narzędzi i procesów aktualizacji modelu
• zastosowanie otwartych standardów OGC – WMS, WFS, CityGML
• integracja modelu z infrastrukturą danych przestrzennych
• kompleksowa realizacja interaktywnego modelu miejskiego 3D
• publikacja aktualnego modelu w technologiach webowych

Statystyki
• Liczba osób realizujących projekt: 20
• Obszar opracowania: 261 km kw.
• Liczba budynków: 108 tys.
• Liczba punktów w zbiorze LiDAR: ponad 3 mld
• Liczba warstw informacyjnych: kilkanaście (planowane kilkadziesiąt)
• Liczba geoportali: dwa (zewnętrzy i wewnętrzny)
• Liczba komponentów informatycznych: kilkanaście
• Liczba serwerów: kilka
• Czas wykonania projektu: 9 miesięcy

Źródła informacji:
1) Zarząd Geodezji i Katastru Miejskiego GEOPOZ
2) SHH sp. z o.o.
3) Czasopismo „IT w administracji”, artykuł pt. „Trzeci wymiar miasta”, Katarzyna Bielińska, data publikacji: sierpień 2018 r.