Modelowanie 3d budynków na potrzeby waloryzacji miejskiego krajobrazu z wykorzystaniem analiz widoczności na przykładzie Krakowa

• Autorzy: Piskorski R.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.217

Warianty tytułu

EN

3d building modelling too needs of the indexation of the urban landscape with using visibility analyses on the example of Cracow

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ochrona walorów krajobrazowych w miastach, szczególnie w aspekcie uwzględnienia obiektów zabytkowych, jest istotnym problemem urbanistów i planistów przy kreowaniu sylwety miejskiej. W tego typu zagadnieniach często wykorzystuje się analizy widoczności, które pozwalają na symulację widoku z wybranego miejsca w oparciu o cyfrowe modele terenu (NMT) i jego pokrycia (NMPT). W związku z tym w pracy podjęto badania nad problemem modelowania 3d budynków w aspekcie optymalizacji tworzenia numerycznego modelu pokrycia terenu z wykorzystaniem danych pochodzących z lotniczego skaningu laserowego. Zaproponowano trzy warianty uwzględniania budynków w tego typu analizach: pierwszy bazujący na modelu nieregularnej siatki trójkątów (TIN) oraz dwa warianty wykorzystujące obiekty multipatch o różnym stopniu szczegółowości (LoD1 i quasi-LoD2). W procesie ich generowania wykorzystano informację pochodzącą ze sklasyfikowanej chmury punktów oraz obrysów budynków pochodzących z bazy BDOT10k. Pozostałe komponenty pokrycia terenu (głównie roślinność) oraz powierzchnię terenu uwzględniono w analizach w postaci modelu TIN. Jako obszar badawczy wybrano wzgórze Wawelskie, jedno z najbardziej charakterystycznych miejsc krakowskiego krajobrazu. Z wykorzystaniem algorytmu opartego na liniach widoczności (LoS) sprawdzono wpływ sposobu modelowania budynków na uzyskane wyniki analiz widoczności. W wyniku stwierdzono wyższość rozwiązań opartych na obiektach multipatch, głównie z powodu prostoty ich implementacji względem modelu TIN, bez utraty dokładności modeli budynków. Stwierdzono również, że szczegółowość takich obiektów nie wpływa w znaczny sposób na uzyskane wyniki, głównie ze względu na analizowanie dużego obszaru w trakcie analiz dotyczących oceny miejskiego krajobrazu.

EN

Protecting landscape values in cities, especially in terms of taking into account historical monuments, is an important issue for urbanists and planners in creating urban silhouettes. In these types of issues, visibility analysis is often used to simulate a view from a selected location based on digital terrain models (DTM) and digital surface model (DSM). Therefore, work has been undertaken on the problem of 3d building modeling in the aspect of optimizing the digital surface model using airborne lasser scanning data. Three variants of building models have been proposed for this type of analysis: the first based on the triangulated irregular network model (TIN) and two variants using different type of detail multipatch objects (LoD1 and quasi-LoD2). In the process of generating them, information from the classified cloud of points and outlines of buildings from the BDOT10k topographic base was used. Other components of the land cover (mainly vegetation) and terrain surface were included in analysis as the TIN model. Wawel’s Hill, one of the most characteristic places of Krakow's landscape, was chosen as the research area. Using the line of sight algorithm, the impact of building modeling on the results of the visibility analysis was examined. As a result, the superiority of multipatch-based solutions was found, mainly because of the simplicity of their implementation with respect to the TIN model, without losing the accuracy of the building models. It has also been found that the specificity of such objects does not significantly affect the results obtained, mainly due to the large area analysis during urban landscape assessment studies.

Słowa kluczowe

PL

lotniczy skaning laserowy; tin; obiekty multipatch; linia widoczności

EN

airborne lasser scanning; tin; multipatch feature; line of sight

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 4/I
• Strony: 331--341
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piskorski R.

• AGH w Krakowie; Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska; Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska; bud. C4; Al. Mickiewicza 30

Bibliografia

• [1] Wejchert K.: Elementy kompozycji urbanistycznej, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1974.
• [2] Wright G.: Appraisal of visual landscape qualities in region selected for acceleration growth, Landscape Planning, 1, 1974, pp. 307-327.
• [3] Lynch K.: The image of the City, MIT Press, Cambridge Massachusetts 1960. 342 R. Piskorski
• [4] Kostowski M., Śleszyński P.: Presja turystyczna na tle walorów krajobrazowych Polski, Prace Komisji Krajobrazu Kulturowego PTG, 14, 2010, s. 36-51.
• [5] Tandy C.R.V.: The isovist method of landscape survey, Symposium Methods of Landscape Analysis, Londyn 1967.
• [6] Yang P.P.-J., Putra S.Y., Li W.: Viewsphere: a GIS-based 3D visibility analysis for urban design evaluation, Environment and Planning B: Planning and Design 34, 2007, pp. 971-992.
• [7] Morello E., Ratti C.: A digital image of the city: 3D isovists in Lynch’s urban analysis, Environment and Planning B: Planning and Design 36, 2009, pp. 837-853.
• [8] Bartie P., Reitsma F., Kingham S., Mills S.: Advancing visibility modeling algorithms for urban environments, Computers, Environment and Urban System 34, 2010, pp. 518-531.
• [9] Felleman J.P.: Landscape visibility – theory and practice, School of Landscape Architecture, C.E.S&F., S.U.N.Y, Syracuse 1979.
• [10] Ozimek P., Böhm A., Ozimek A., Wańkowicz W.: Planowanie przestrzeni o wysokich walorach krajobrazowych przy użyciu cyfrowych analiz terenu wraz z oceną ekonomiczną, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2013, s. 15-25.
• [11] Open Geospeatial Consortium, OGC City Geography Markup Language (GityGML), Endocding Standard, 2012.
• [12] http://desktop.arcgis.com/en/arcmap/latest/extensions/3d-analyst/multipatches.html (dostęp: 01.06.2017).
• [13] Habib A., Kwak E., Al.-Durgham M.: Model-Based Automatic 3D Building model generation by integrating lidar and aerial images, Archives of Photogrammetry, Cartography and remote sensing, vol 22, 2011, pp. 187-200.
• [14] Overby, J., Bodum, L., Kjems, E., Ilsoe, P. M.: Automatic 3D building reconstruction from airborne laser scanning and cadastral data using Hough transform. Int. Arch. of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. XXXV, part B3, 2004.
• [15] www. directionsmag.com (dostęp: 03.06.2017 r.).
• [16] http://www.isok.gov.pl (dostęp: 02.06.2017 r.).
• [17] Kurczyński Z.: Fotogrametria, PWN, Warszawa 2014, s. 241-245.
• [18] Wężyk P. (red): Podręcznik dla uczestników szkolenia z wykorzystania produktów LiDAR, Warszawa 2015, s. 12-56, 80-93.
• [19] http://www.codgik.gov.pl/index.php/zasob/baza-danych-obiektowtopograficznych. html (dostęp: 04.06.2017 r.).
• [20] http://www.isok.gov.pl/dane/web_articles_files/189/05-p-wozniak-bazy-danychgeoreferencyjnych-w-isok.pdf (dostęp: 03.06.2017 r.).
• [21] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego z dnia 9 listopada 2011 (Dz. U. Nr 263, poz. 1572).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)