Poznań 3D

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

Wdrożenie trwało dziewięć miesięcy (październik 2017 - czerwiec 2018) i obejmowało wykonanie modelu miejskiej zabudowy 3D w standardzie cityGML 2.0 w szczegółowości LoD2, wdrożenie specjalistycznego systemu klasy GIS do aktualizacji, zarządzania oraz kontroli i publikacji modelu wraz z przeprowadzeniem szkoleń dla różnych grup użytkowników.

Polska 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 również dużej liczbie możliwych zastosowań. Umożliwiają efektywne planowanie i zarządzanie przestrzenią miejską. Model 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.

Modele 3D są także wykorzystywane w zarządzaniu kryzysowym do tworzenia planów ewakuacji ludności lub symulacji klęsk żywiołowych. Pozwalają 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 – potrzeby, koncepcja, realizacja, efekty

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 został podzielony na dwa etapy:

• I etap (październik 2017 – styczeń 2018): koncepcja przetwarzania danych wejściowych, dostawa licencji wraz z instalacją i odbiorem funkcjonalności,
• II etap (styczeń – czerwiec 2018): 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 przestrzenne, mające istotny wpływ na układ przestrzenny miasta. Publikowana jest także warstwa zieleni w postaci chmury punktów LiDAR (ang. LightDetection And Ranging) 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 (gisforum.pl), która odbędzie się w dniach 21 – 22 listopada 2018 we Wrocławiu.

Wybrane korzyści

• 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 danych3D, 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

• Ilość osób realizujących projekt: 20;
• Obszar opracowania: 261 km2;
• Ilość budynków: 108 tys.;
• Liczba punktów w zbiorze LiDAR: ponad 3 mld;
• Ilość warstw informacyjnych: kilkanaście (planowane kilkadziesiąt);
• Liczba geoportali: dwa (zewnętrzy i wewnętrzny);
• Ilość komponentów informatycznych: kilkanaście;
• Liczba serwerów: kilka;
• Czas wykonania projektu: 9 miesięc;

Źródło:

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