Ciutats 3D

A més de la visualització recreativa i comercial (navegació, turisme, comunicació pública, etc.), els models 3D de ciutats permeten anàlisis tècniques en àmbits com:

• les telecomunicacions, per a la distribució d’antenes de telefonia mòbil allà on generin major cobertura,
• l’electricitat, a l’hora de situar panells solars i optimitzar l’enllumenat públic,
• el medi ambient, per modelar la contaminació acústica i lluminosa,
• la planificació territorial i l’arquitectura,
• la gestió d’estructures i elements subterranis,
• la preservació de monuments,
• la prevenció de riscos i protecció civil.

Precisament la majoria d’aquestes aplicacions necessiten una elevada precisió i completesa, i addicionalment informació alfanumèrica sobre els elements que s’hi inclouen (material, propietari...). En conseqüència, més que utilitzar una simple representació gràfica, el realment necessari són dades 3D acurades, amb un model de dades òptim i una georeferenciació de qualitat.

De fet, es poden distingir diversos nivells de detall (LOD, de l’anglès Level Of Detail), habitualment classificats entre LOD0 i LOD4, tot i que en models 3D de ciutats es treballa entre LOD1 i LOD3. En qualsevol cas, l’aplicació final indicarà quin utilitzar: en uns casos és suficient la simple representació amb blocs rectangulars, però en altres es requereixen detalls més complexos.

 

Alternatives

La solució més estesa per generar models 3D de ciutats, amb un nivell de detall mig, consisteix en la realització de vols fotogramètrics i restitució (generació de dades 3D), millorada amb tècniques de correlació automàtica. A més, aquesta solució proveeix directament les imatges per donar textura al model, fins i tot de façanes si s’obté un nombre elevat de fotografies o si es fan en oblic, però el temps de procés que requereix és força elevat.

Una altra solució més fàcil d’automatitzar passa per utilitzar LiDAR, fent possible l’extracció directa d’edificis (es treballa amb punts 3D) per generar el model. Malauradament no aporta les imatges per a aplicar textures, però en moltes aplicacions aquestes són opcionals.

Similar al LiDAR, també es podria utilitzar radar, tenint en compte que cobreix més territori de cop però amb menys precisió, és a dir, recomanat quan la freqüència d’actualització és prioritària.

La solució més completa, doncs, passaria per una combinació de vol fotogramètric i LiDAR, incloent els processos que caracteritzen ambdós mètodes.

En qualsevol cas, un model de molt detall necessita treballs de taquimetria i fotografia a peu de carrer, tot i que també es recomana en zones d’ocultacions (carrers estrets, grans terrasses...).

 

Descripció de la solució

Tot i que l’ICGC pot emprar el mètode que millor s’adapti a cada plantejament, sol optar per la solució combinada, aprofitant el mateix vol per obtenir fotografies i punts LiDAR.

A banda de l’obtenció de dades, també és possible adaptar l’estructura del model, aspecte important en aplicacions que van més enllà de la simple visualització.

L’ICGC disposa de mecanismes que automatitzen bona part dels processos fotogramètrics, incloent georeferenciació, procés d’imatge, correlació, i aplicació de textures. De fet, alguns dels algoritmes han estat desenvolupats a mida pel mateix ICGC.

Pel que fa al LiDAR, l’ICGC coneix en profunditat els requeriments per obtenir els resultats esperats, i aplica processos que automatitzen tant l’extracció d’edificis com la prèvia georeferenciació i classificació de punts.

En tots els casos, els processos automàtics sempre van acompanyats de revisions manuals i obtenció d’informes estadístics. Evidentment, un producte de precisió requereix d’un control de qualitat exhaustiu.

Cal remarcar l’estudi que l’ICGC ha dut a terme en relació amb els models 3D de ciutats, permetent la selecció de formats (GML3, CityGML, DAE...), d’estructures de dades, de programari, etc., en funció de les necessitats que es plantegen.

 

Projectes realitzats

• Gray 3D buildings a Google Earth.
• Model de Vilafranca del Penedès; Barcelona Media
• Model de Riudoms; Virtuelcity

 

Aplicacions relacionades

• Ortofoto estricta
• Contaminació lumínica
• Eficiència energètica de construccions