По материалам Esri
The City of Quebec Models a Bright Future with 3D GIS
Средствами ArcGIS создана виртуальная 3D модель проекта реконструкции инфраструктуры города, используемая проектировщиками, архитекторами и другими специалистами в их работе. А ее демонстрация во время общественных слушаний позволила наглядно показать преимущества проекта местным жителям.
Город Квебек, второй по величине муниципалитет провинции Квебек в Канаде, продолжает расти: с 2006 по 2011 гг. численность его населения подскочила на целых 5,2%. Вдобавок город очень плотно заселен. Плотность населения в нем составляет 1137,7 человек на квадратный километр при средней по провинции 5,8 человек.
В связи с этим городским планировщикам приходится искать непростой компромисс между наращиванием инфраструктуры, необходимым для развития города, сохранением архитектурного наследия и поддержанием здоровой окружающей среды. Для решения этой задачи власти города воспользовались технологией, позволяющей создать подробное и точное, близкое к реальности представление городской экосистемы. 3D инструменты используются для моделирования рисков, оценки воздействия предлагаемых строительных проектов на экологию и разумного планирования и проектирования инфраструктуры на благо местных жителей и окружающей среды.
3D моделирование является для городских властей важным средством коммуникации, позволяющим показывать реалистичный вид предлагаемых строительных проектов.
Планирование города в 3D
В 1994 году власти города Квебек построили первую 3D модель города, положив в ее основу 2D контуры зданий и фотограмметрические данные. Спустя пятнадцать лет им потребовалось нечто большее. Стив Гийметт (Steeve Guillemette), менеджер информационных систем города, поясняет: «Доступ к нашим моделям данных имели только специалисты по ГИС. Это усложняло процесс выборки и использования данных городскими планировщиками, архитекторами и другими специалистами».
Чтобы облегчить доступ к этой важной информации, городские власти объединили в 2010 году все данные в централизованной базе геоданных на платформе ArcGIS for Server. Для создания и анализа 3D моделей использовался дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst, а онлайновый доступ к ним для городских планировщиков, инженеров-экологов и строительных менеджеров был обеспечен с помощью пакета ArcGIS Explorer.
Эти модели часто используются для оценки воздействия предлагаемого строительного проекта на существующие городские объекты. Например, анализ тени позволяет городским планировщикам определить, не будут ли предлагаемые здания закрывать от солнца другие объекты, например, общественные бассейны. Если выясняется, что новое здание будет отбрасывать некомфортную тень, для него выбирается другое место. В целях оценки возможных рисков при проведении проектов реконструкции территории города 3D модели предлагаемых зданий комбинируются с цифровой моделью рельефа, чтобы понять, не увеличивает ли новая застройка риск затопления окрестной территории, особенно если она находится в зоне потенциального затопления. Учитываются и другие риски.
Другим важным преимуществом 3D моделирования является возможность анализа зон прямой видимости. Он, например, используется, чтобы проверить, не закрывают ли предлагаемые здания красивый вид на знаменитую реку Святого Лаврентия.
По словам Стива Гийметта, 3D модели дают близкое к реальности визуальное представление, которое при отображении в 2D попросту невозможно. Вы можете оценить зрительное воздействие предлагаемого здания в любом ракурсе: глядя с улицы, из окна вашего дома, с набережной и т.д.
Кроме того, 3D модели используются для того, чтобы гармонично вписать новые постройки в существующую архитектурную среду и проверить их соответствие требованиям муниципальных властей. Так, для некоторых частей города установлены ограничения по этажности, и все городские здания должны отвечать стандартам энергоэффективности. Если выясняется, что здание не соответствует нормам, принимаются меры по исправлению ситуации с сохранением его уникального облика.
Город Квебек.
Эффективное средство популяризации проектов
Моделирование в 3D является для городских властей важным средством коммуникации, позволяющим показать реалистичный вид предлагаемого строительного проекта. Оно также дает возможность прокручивать в 3D историю городской застройки, чтобы наглядно продемонстрировать замысел проекта.
С версии 10 ArcGIS стала полной системой и для 3D ГИС, предоставив пользователям много полезных возможностей. Помимо прочих преимуществ, которые предоставляет 3D моделирование в ArcGIS, эти функциональные возможности оказались особенно полезными при обсуждении широкого разрекламированного проекта городского трамвая стоимостью в 1,5 млрд. долларов. Предлагаемая трамвайная линия, в настоящее время находящаяся на стадии предварительного проектирования, должна соединить пригороды с центральной частью города, больницами и торговыми центрами и служить узлом для связи с другими видами общественного транспорта. Предполагается также, что она будет способствовать развитию жилищного строительства в центре города. С помощью инструментов модуля ArcGIS 3D Analyst городские власти интегрировали в модель 3D элементы из внутренних и внешних источников данных для всей 27-километровой трамвайной сети. Это позволило наглядно показать ее выгоды потенциальным инвесторам и широкой публике.
Кроме того, была создана 3D модель новой зоны активного отдыха в пределах города. Используя 3D визуализацию, был разработан комплексный план, отражающий двухэтапный подход к строительству, согласно которому на первом этапе основное внимание уделяется строительству ледяного катка, а на втором – нового футбольного поля. Во время общественных слушаний 3D визуализация помогла показать местным жителям, что новая зона отдыха органично вписывается в окружающую территорию.
«В отличие от двумерного изображения 3D модели можно поворачивать, чтобы показать картину воздействия проекта в любом ракурсе, – говорит Гийметт. – Это помогает заручиться поддержкой широкого круга заинтересованных лиц, в том числе членов городского совета, потенциальных инвесторов и, что важнее всего, местных жителей».
Аналогичный проект по Нидерландам: моделирование затенения территории г. Роттердам от проектируемых небоскребов.
Строительство жилых районов будущего
В настоящее время в Квебеке реализуется многообещающий проект, получивший название Зеленые районы (Green Neighborhoods). При проектировании зеленых районов во главу угла ставятся принципы устойчивого развития, направленные на уменьшение совокупного воздействия застройки на окружающую среду. По сути, это попытка соединить концепцию устойчивого развития города с планированием застройки на микроуровне на благо жителей и окружающей среды. Данный подход к городскому строительству уже доказал свою эффективность в Монреале и нескольких городах США, где аналогичные проекты позволили сократить выбросы углекислого газа на 20-40%.
Характерными чертами зеленых районов являются: экологичная, энергосберегающая инфраструктура с использованием экологически чистых материалов; открытые зеленые пространства и водные пути; устройство зеленых крыш; минимальное расстояние преимущественно пешей доступности между домами, магазинами и офисами; экологичные виды транспорта.
Для анализа воздействия и эффективности зеленых проектов в ArcGIS 3D Analyst на картографической модели можно представить и атрибуты зданий. Городские власти могут видеть совокупное воздействие проекта Зеленые районы не только на окрестные жилые районы, но и на город в целом. «Раньше мы могли видеть влияние предлагаемого проекта лишь на прилегающую территорию, теперь же мы можем оценить эффект и в масштабах всего города, – говорит Гийметт. – ГИС дает возможность наглядно увидеть и понять, как соотносятся здания между собой и с окружающим пространством, что немаловажно для успеха наших проектов».
В ближайшем будущем городские власти собираются приступить к 3D моделированию подземной инфраструктуры. В планах также создание модели городской водоочистной установки, системы коллекторов и гидрантов для оптимизации управления водоснабжением/канализацией в муниципалитете на основе принципов устойчивого развития.
Дополнительную информацию можно получить у Стива Гийметта (steeve.guillemette@ville.quebec.qc.ca), менеджера по информационным системам города Квебек.
Аналогичные проекты реализуются и в ряде других городов в разных странах. Видеодемонстрации того, как можно использовать 3D ГИС для анализа виртуальных моделей города с целью оценки предлагаемых вариантов строительства и реконструкции и их влияния на окружающую территорию, можно посмотреть на видео-сайте Esri (http://video.esri.com).
