Wizualizacja obszarów górskich z zastosowaniem druku 3D

• Autorzy: Wabiński J. , Kuźma M

Identyfikatory

DOI

DOI: 10.5604/01.3001.0010.5390

Warianty tytułu

EN

The visualization of a mountain using 3D printing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowania dwuwymiarowe przedstawiające ukształtowanie terenu (np. w postaci mapy) nie oddają w całości charakteru obrazowanego obszaru. Przedsięwzięcia związane z planowaniem czy projektowaniem zdecydowanie korzystniej jest przedstawiać w przestrzeni trójwymiarowej. Wykorzystywane niegdyś stoły plastyczne, popularne zwłaszcza w zastosowaniach militarnych, są drogie i niewygodne do stosowania ze względu na duże rozmiary. Ponadto, są one modyfikowalne tylko w niewielkim stopniu i nie zapewniają takiej szczegółowości jak klasyczne mapy. Wraz z rozwojem nowoczesnych technik wytwarzania map plastycznych zwiększyło się spektrum możliwości opracowywania personalizowanych modeli przestrzennych otaczającej nas rzeczywistości, odwzorowanych w odpowiedniej skali w przestrzeni trójwymiarowej. Celem artykułu jest przedstawienie możliwości wykorzystania druku 3D do wizualizacji obszarów górskich. W ramach badań, na podstawie numerycznego modelu terenu (DTED 2 - digital terrain elevation data, którego dokładność szacowana jest na ± 30 m w płaszczyźnie poziomej i ± 20 m w płaszczyźnie pionowej), opracowano model fragmentu Tatr. Model ten opracowano w programach Global Mapper i Rhino 3D. Następnie został on wydrukowany na drukarce 3D z wykorzystaniem technologii FDM (Fused Deposition Modeling). Artykuł opisuje zasady opracowania takiego modelu oraz wady i zalety zaproponowanego rozwiązania.

EN

Flat studies showing terrain (e.g. in form of maps) do not fully reflect its nature. Planning or design projects are definitely better represented in three-dimensional space. Previously used “sand tables”, especially popular in military applications, are expensive and uncomfortable to use due to their large size. In addition, they are modifiable only to a small extent and do not provide such accuracy as traditional maps. With the development of modern model relief techniques, a spectrum of the possibilities for development of customized spatial models (defined as models of the surrounding reality, mapped in the appropriate scale in three dimensions), has increased. The aim of this article is to present the possibilities of using 3D printing for the visualization of a mountain. Based on the digital terrain model (DTM), a model of a part of the Tatra Mountains was developed. It was established by DTM data processing and printing on a 3D printer using the FDM (Fused Deposition Modeling) technology. This article describes the principles for developing such a model and the advantages and disadvantages of the proposed solution.

Słowa kluczowe

PL

kartografia; numeryczny model terenu; model plastyczny; technologia FDM

EN

cartography; digital terrain model (DTM); sand table; FDM technology

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 66, nr 3
• Strony: 45--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wabiński J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Instytut Geodezji, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

autor

Kuźma M

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Instytut Geodezji, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• 1. Buchroithner M.F., Waelder O., Habermann K., König B., Generating a true-3D image map of high relief terrain using lenticular foil, Proceeding 21st International Cartographic Conference, Durban, 2003, s. 1323-1328.
• 2. Budzik G., Siemiński P., Techniki przyrostowe. Druk 3D, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2015.
• 3. Cislo-Lesicka U., Pozyskiwanie informacji 3D o budynkach dla potrzeb trójwymiarowej wielorozdzielczejbazy topograficznej, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, vol. 21, 2010, s. 63-73.
• 4. Drachal J., Dębowska A., Towards a More Realistic Depiction of the Earth’s Surface on Maps, Pure and Applied Geophysics, 171, 6, 2014, s. 1061-1075.
• 5. Drachal J., Photographic maps of mountain areas-Can they be useful?, Proceedings of 4th ICA Mountain Cartography Workshop, Monografies tecniques ICC, Barcelona, 2004.
• 6. Griffey J., The types of 3-D printing, Library Technology Reports 50.5, 2014, s. 8-12.
• 7. Horowitz S.S., Schultz P.H., Printing Space: Using 3D Printing of Digital Terrain Models in Geosciences Education and Research, Journal of Geoscience Education, 62, 1, 2014, s. 138-145.
• 8. Hurni L., Cartographic Mountain Relief Presentation — 150 Years of Tradition and Progress at ETH Zurich, Proceeding of the 6th ICA Mountain Cartography Workshop, Mountain mapping and visualization, ETH Zurich, Institute of Cartography, 2008, s. 85-91.
• 9. Imhof E., Kartographische Geländedarstellung, Walter de Gruyter, 1965.
• 10. Imhof E., Alpenclub S., Bildhauer der Berge, Ein Berichtüber alpine Gebirgsmodelle in der Schweiz, Die Alpen: Zeitschrift des Schweizer Alpen-Clubs 57, 1981, s. 101-166.
• 11. Łubczonek J., Zaniewicz G., Opracowanie i wizualizacja numerycznych modeli terenu oraz dna morskiego dla potrzeb geoinformatycznego systemu ochrony portu, Archives of Photogrammetry, Cartography and Remote Sensing, 24, 2012, s. 187-198.
• 12. MIL-PRF-89020B, Performance Specification: Digital Terrain Elevation Data, 2000.
• 13. Morris D.G., Flavin R., Sub-set of the UK 50 m by 50 m hydrological digital terrain model grids, NERC, Institute of Hydrology, Wallingford, 1994.
• 14. Patterson T., Kelso N.V., Hal Shelton revisited: designing and producing natural-color maps with satellite land cover data, Cartographic Perspectives, 47, 2004, s. 28-55.
• 15. Räber S., Hurni L., An Ambitious Relief Model Project - A Combination of a handmade, a Computer-Generated and a Profiled Relief Model, Proceeding of the 6th ICA Mountain Cartography Workshop, Mountain mapping and visualization, ETH Zurich, Institute of Cartography, 2008, s. 185-193.
• 16. Sobczyński E., Przybyliński P., Wojskowe cyfrowe produkty geograficzne, materiały Seminarium Geograficznego, Ministerstwo Obrony Narodowej, Sztab Generalny Wojska Polskiego, Zarząd Geografii Wojskowej, Warszawa, 2002.
• 17. Strony internetowe:
• [URL 1] http://centrumdruku3d.pl/encyklopedia-druku-3d/, dostęp 18.06.2017.
• [URL 2] 3D Wydruki, http://www.3dwydruki.pl/, dostęp 18.06.2017.
• [URL 3] Zortrax, http://www.zortrax.com, dostęp 18.06.2017.
• [URL 4] Smart Machine Third Millennium, http://3dware.ir/en/references/articles/162-everything-about-fdm-technology, dostęp 18.06.2017.
• [URL 5] geoforum.pl/?menu=46814,46843,46932&link=gis-krotki-wyklad-sdi-inaczej-trzeci-wymiar, dostęp 6.09.2017.
• [URL 6] Global Mapper, http://www.bluemarblegeo.com/products/global-mapper.php, dostęp 18.06.2017.
• [URL 7] Rhino3D, https://www.rhino3d.com/, dostęp 18.06.2017.
• [URL 8] www.mechsolutions.com/3d-printing-required-readings/, dostęp 6.09.2017.
• [URL 9] http://www.diydata.com/techniques/timber_joints/frame_joints/frame_joints.php dostęp 6.09.2017.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).