По материалам Esri
Geodesign: Takes Off with New Frontiers
Применение ГеоДизайна является вполне естественным в таких областях, как городское проектирование и строительство, ландшафтная архитектура, охрана природы и некоторые другие, где непосредственная связь с географией и пространством, с точки зрения планирования и управления, является обязательной. А сейчас эта концептуальная технология все шире проникает и в новые, порой неожиданные сферы деятельности.
Концепции и методологии ГеоДизайна (Geodesign) имеют давние корни, но стремительное развитие технологий, в том числе геоинформационных, явилось побуждающим стимулом к его бурному развитию в последние годы и нашло воплощение на практике. А теперь эти принципы и соответствующие новаторские разработки начинают органически входить и в ряд новых областей, включая транспортное планирование, экономическое развитие городов и территорий, операции с недвижимостью и даже игровое моделирование. Эта трансформация и присущие ей новые тренды были наглядно продемонстрированы в ходе шестого ежегодного форума Geodesign Summit, где выступающие приводили примеры того, как геодизайн был интегрирован в компьютерные игры, например, в Minecraft, в расчет формирования налоговых поступлений, в план реконструкции и оценку пешей доступности остановок городского транспорта.
Как отметил Колби Браун (Colby Brown) из компании Citilabs, которая предоставляет данные, сервисы и программное обеспечение, включающее в себя инструменты ГИС для автоматизации логистических процессов: «Это настоящая революция, не так ли? Это так возбуждает и побуждает к действию, когда видишь проектировщиков, работающих с этой технологией».
Очередной саммит, проходивший в штаб-квартире компании Esri в январе 2015 года, привлек более 300 специалистов, работающих в области планирования, ландшафтной архитектуры, машиностроения, недвижимости, развития банков, управления, научных исследований, географии и ГИС, из природоохранных организаций.
Во время обсуждения на саммите возможностей и перспектив ГеоДизайна; на сцене слева направо: Карл Стейниц, Джек Данджермонд, Томас Фишер и основной докладчик Ноэль Крессье.
«Их привлекло это уникальное событие, потому что они понимают, что формирование будущего требует системного или междисциплинарного подхода к планированию на основе как оценок сценариев, так и науки, – сказал Шеннон МакЭлвани (Shannon McElvaney), менеджер компании Esri по развитию сообществ (Global Industry Manager for Community Development) и организатор саммита. – Такой тип интегративного мышления с целью осознания последствий наших коллективных действий составляет будущее интеллектуального планирования и дизайна».
Создание лучшего будущего с помощью ГеоДизайна
Веб-ГИС и 3D-моделирование, включая инструменты для аналитики, подталкивают геодизайн в новых направлениях, помогая в создании более умных, более рациональных городов. Эта работа предваряет то, что президент компании Esri Джек Данджермонд назвал целью «создания лучшего будущего».
В своем выступлении он подчеркнул важность четкого понимания проблем, связанных с вызовами, стоящими перед человечеством. «География, как наука о нашем мире, и геодизайн, как методология, использующая ее подходы, являются в настоящее время более важными, чем когда-либо, – сказал Дж.Данджермонд. – Они создают контекст и контент для принятия пространственных решений, они обеспечивают практические средства для осуществления позитивных перемен. Геодизайн является древней идеей и, одновременно, совершенно новой, поддерживаемой новыми и развивающимися технологиями. Я вижу ГИС интегрированными почти во все, что мы делаем».
Игровое моделирование, сочетание ГеоДизайна и Minecraft
В своем выступлении на саммите Ульф Мэнссон (Ulf Månsson) из шведской фирмы Sweco, занимающейся экологическим проектированием и дизайном, показал, как геодизайн был интегрирован в популярную видеоигру Minecraft, что позволяет игрокам создавать города с использованием реальных ГИС данных в качестве основы. Игроки или родители игроков, находящиеся в зале, были заинтригованы этой идеей. (Примечание: Minecraft – компьютерная строительная игра жанра «песочница» с элементами выживания и открытым миром. По стилю мир игры состоит из блоков (ландшафт, предметы, мобы, игрок) а для его формирования используются модельные текстуры).
Теперь ГеоДизайн включает и игровое моделирование, данные ГИС могут интегрироваться в видеоигру Minecraft (изображение предоставлено Sweco).
Мэнссон сказал, что он снова стал игроком, как в юности. Его сын и его друзья теперь созидают вместе в Minecraft, используя строительные блоки для создания виртуальных 3D миров. Вдохновленный наблюдениями за тем, как его сын, по сути, занимается дизайном, как и он сам делает в офисе, Мэнссон создал метод для передачи потока геопространственных данных на сервер Minecraft. С помощью своих коллег Мэнссон использовал ГИС инструменты для создания базовых данных для Блокгольма (Blockholm), реплики Стокгольма, столицы Швеции, для Minecraft. Так они использовали, например, дополнительный модуль ArcGIS Data Interoperability для обработки реальных пространственных данных, таких как топография, водные пути, дороги и информацию о собственности, и генерировали ее в 3D.
Blockholm был проектом, задуманным шведским центром архитектуры и дизайна. Более 10 000 игроков Minecraft позже использовали дороги, водные объекты и информацию о недвижимой собственности в качестве основы для реконструкции Стокгольма в соответствии со своими виртуальными представлениями.
«ArcGIS Data Interoperability теперь поддерживает форматы Minecraft, так что вы даже можете считывать данные в обратном направлении, – сказал Мэнссон. То есть, если вы создали такой проект, в котором вы приглашаете игроков перестроить мир, вы можете сравнить [миры] до и после и просто вынуть куски, которые были изменены, и вернуть их в ГИС-системы, такие как Esri CityEngine. Вы можете перевести модель из CityEngine в Minecraft, отредактировать ее там, а потом возвратить эти правки в CityEngine».
Таким образом, Blockholm, по существу, сочетает «гео» и дизайн в виртуальном мире.
ГеоДизайн структур землепользования
Иосиф Миникоззи (Joseph Minicozzi), директор эконометрической консалтинговой фирмы Urban3 в г. Эшвилл, шт. Северная Каролина, использует геодизайн в контексте освещения представителям властных структур и гражданам, насколько деловые центры городов могут быть экономически жизненными и жизнеспособными по сравнению с торговыми комплексами (стрип-моллами).
«Что из себя представляет город? Для меня город – это конечная граница земельного участка, который должен быть управляемым, – сказал Миникоззи, архитектор и городской дизайнер, который представил нашумевшую презентацию на саммите. – Это, в сущности, ферма, на которой выращивается урожай зданий. За всем этим стоит денежный поток. Моя задача – объяснить этот денежный поток».
Директор компании Urban3 Иосиф Миникоззи отметил, что важно прислушаться к совету президента Esri и «сделать карту».
Используя модуль ArcGIS 3D Analyst, Миникоззи показал карты налогооблагаемой стоимости за акр в таких местах, как город Остин в округе Трэвис, штат Техас. Наивысший ценовой всплеск на карте был в центре города. На другой карте был показан высокий всплеск продаж алкоголя в центре города по сравнению с районами торговых центров (моллов) в пригороде. Затем он нанес на карту другие данные о налоговых потоках для округа Трэвис, в том числе комплексные значения продаж напитков и еды на акр площади. «Вы видите, что центр города выделяется (всплывает) на карте, – отметил Миникоззи. – Карты наглядно иллюстрируют, что со зданиями в центре города часто связано гораздо больше налогов на недвижимость и налоговых поступлений за счет городской розничной торговли по сравнению с пригородными торговыми центрами».
Он напомнил, что Дж. Данджермонд однажды сказал: «Если вы что-то положили на карту, люди это быстро схватывают». Это произвело впечатление на собравшихся в зале. «Мы убеждались в этом снова и снова, и когда мы создавали эти трехмерные модели налоговых сборов, люди это видели», – сказал Миникоззи. Позже он раздал аудитории наклейки с изображением Графа фон Знака (Count von Count – Маппет-вампир, одержимый страстью к счету. Прим. переводчика) из детского телешоу Улица Сезам с надписью «Do the Math» (Делать математику) и с высказыванием Дж. Данджермонда «Do the Map» (Делать карту).
Решение Sugar Access для ArcGIS – уникальный гибрид настольных и облачных вычислений; представлен пример, показывающий оценку пешей доступности автобусных остановок в г. Фонтана, шт. Калифорния.
Публика посмеивалась, но значение надписей было очевидным.
ГеоДизайн для доступных городов
«Города сегодня стремятся быть более доступными для пешеходов и доброжелательными для велосипедистов, – сказал Браун, директор местного самоуправления Citilab. Исследования показывают, что люди всех возрастных групп и доходов хотят жить в районах, легкодоступных по отношению к рабочим местам. Они также предпочитают районы, где они могут выполнять ежедневные поручения и участвовать в развлекательных мероприятиях, обходясь без автомобиля. Коммерческие структуры хотят размещаться в местах вблизи транспортных узлов, университетов, больниц и оценить потенциальную рабочую силу в пределах разумной внутригородской ежедневной миграции».
Все эти привлекательные качества в сообществе представляют разные аспекты характеристики, которую градостроители называют «доступностью». Органам государственного управления и бизнесу нужны ГИС-технологии, чтобы лучше понять влияние данного аспекта транспортной системы.
Браун показал, как разработанное Citilab решение Sugar Access for ArcGIS измеряет и отображает доступность с помощью нескольких моделей проезда к точкам интереса, таким как рестораны, рабочие места, государственные и медицинские услуги и местные коммерческие предприятия, а также привлекает демографические данные о жителях, включая информацию о рабочей силе. Программное обеспечение может помочь вам проверить альтернативные сценарии, учитывая, как новая инфраструктура или развитие проектов может повлиять на поездки, пешую доступность, езду на велосипеде или расписание общественного транспорта для различных типов мест назначения. Sugar Access for ArcGIS также разрешает пользователям импортировать свои данные, такие как велосипедные дорожки, и подключать базу данных Streetlytics объемов трафика, скорости и пробок на всех улицах для 40 муниципальных районов, созданную Citilab.
Чтобы продемонстрировать, что Sugar Access for ArcGIS может делать, Браун показал карты, созданные с помощью программных инструментов, которые отображают районы города Фонтана, шт. Калифорния, имеющие самый лучший, хороший, средний и худший автобусный доступ в 20 минутах ходьбы. Такие карты помогают лучше понимать, как система общественного транспорта обслуживает жителей.
GeoPlanner for ArcGIS поддерживает все этапы процесса территориального планирования, от создания дизайна проекта до его реализации в разных сферах хозяйственной деятельности, позволяет оценивать и сравнивать показатели эффективности для альтернативных сценариев развития территории с помощью специальных панелей индикаторов (dashboards).
«С помощью Sugar Access и вашего опыта вы можете спланировать и построить более пригодный для жизни город», – сказал он.
Звездный состав докладчиков
На саммите особо отмечался интеллектуальный рост участников, их приверженность экологическим принципам, защите среды обитания и смягчению последствий урбанизации. Об этом можно судить, глядя на интересный и наводящий на размышления состав докладчиков, включающий Давида Эрли из компании PlaceWorks, Зака Фердана из Комитета по охране природы, Дэвида Роуза из Американской ассоциации планирования, и Марка Райнера из компании Non Sequitur. С ключевым докладом выступил Ноэль Крессье (Noel Cressie), почетный профессор австралийского университета Волонгонг, эксперт в пространственно-временной статистике. Он рассказал о том, как использование условных вероятностей может позволить пространственной статистике обрабатывать неопределенности в данных и процессах геодизайна.
Дж. Данджермонд подчеркнул важность геодизайна с точки зрения экологичности. Он рассказал о том, как он и ботаник Питер Равен (Peter Raven) присоединились к Полу Р. Эрлиху (Paul R. Ehrlich), автору книги «The Population Bomb» (Демографическая бомба), на собрании Калифорнийского общества дикорастущих растений (California Native Plants Society). «Это была захватывающая конференция, в которой принимали участие тысячи людей, считающих себя биофилистами (от biophilia – биофилия, инстинкт самосохранения. Прим. переводчика), заинтересованных в растениях и живых существах», – сказал Данджермонд. Он напомнил, что Эрлих встал и сказал собравшимся, что существует только 10-процентный шанс, что через 100 лет человечество будет, по-прежнему, продолжаться. «Это утверждение показалось очень спорным для той аудитории», – сказал Данджермонд, добавив, что Равен не согласился с Эрлихом, утверждая, что это будет только 1% вероятность.
«И это та ситуация, когда геодизайн, поддерживаемый географической наукой и ГИС, приходит на помощь принимающим решения и помогает создавать более умные сообщества и более экологичную Землю. Мы собрались здесь, чтобы поговорить о том, как мы создаем будущее, а не полагаться на его [будущего] милости», – сказал Данджермонд.
Демонстрации ГеоДизайн-технологий
Как отметил в ходе саммита Дж. Данджермонд, компания Esri активно работает над созданием и совершенствованием быстродействующих геодизайн-технологий, таких как CityEngine, GeoPlanner for ArcGIS, новое 64-разрядное настольное приложение ArcGIS Pro. Их возможности продемонстрировали и прокомментировали специалисты Esri.
Сначала Роб Мэттьюз, используя геодизайн-подход, применил инструменты приложения GeoPlanner for ArcGIS для создания гипотетического маршрута системы скоростного автобусного транспорта (Bus Rapid Transit; BRT) через центр города Сан-Диего, Калифорния. Далее, с помощью инструментов этого приложения он провел изучение вопросов транспортного планирования в различных масштабах, от общегородской маршрутизации BRT до точечного размещения остановок и оценки соответствия правилам землепользования для поддержки транспорт-ориентированного развития города (Transit Oriented Development; TOD).
GeoPlanner for ArcGIS – это специальное веб-приложение, с помощью которого пользователи могут создавать, редактировать, анализировать и предоставлять совместный доступ к проектам территориального планирования. Оно включает инструменты для создания и рассмотрения альтернативных сценариев развития территории, получая обратную связь в реальном времени на пригодность дизайнерских разработок в плане количественной оценки их эффективности и соответствия важным метрикам планирования, таким как близость к существующим городским транспортным маршрутам, паркам, рабочим местам и домовладениям.
Оценка пригодности гипотетического маршрута скоростного автобуса (BRT) с учетом близости к паркам и имеющейся сети городского транспорта, а также существующего и потенциального населения и наличия рабочих мест.
Мэтьюз также продемонстрировал способность приложения выполнять живой интерактивный анализ в облаке. В качестве примеров он привел расчет пешей доступности предложенных остановок BRT, обогащая схемы дизайна демографическими данными, и оценку пригодности мест размещения остановок с помощью сервиса взвешенного наложения растров.
Затем он показал, как можно использовать это приложение для сравнения альтернативных вариантов проекта с использованием инструментальной панели для ключевых показателей эффективности. Наконец, он подготовил опцию с более высокой плотностью застройки, чтобы выполнить экспорт проекта в ArcGIS Pro для дальнейшей доработки в 3D.
Натан Шеппард в своей демонстрации использовал ArcGIS Pro, чтобы разместить этот созданный его коллегой проект центра Сан-Диего в более крупном масштабе. 3D-модели существующих зданий (данные предоставлены компанией Pictometry) стали ситуационной контекстной основой района новой застройки, а план предлагаемого здания был оцифрован в 2D, используя высокоточные инструменты редактирования. Синхронизированный с 2D просмотр в 3D отобразил простую форму зданий в виде их плановых контуров, вытянутых по высоте, а потом модели зданий были представлены в близком к реальному виде путем добавления символьных текстур на основе правил и процедур CityEngine. С помощью простого пространственного запроса определялись здания, возведение которых окажет влияние на существующие подземные водоводы, и изучались результаты выполненных ранее оценок солнечного и ветрового воздействия, чтобы увидеть, приведет ли реализация проекта в данном дизайнерском решении к появлению зон, которые могут стать причинами возникновения «тепловых островов». Были определены несколько таких районов с высокой солнечной радиацией и низкой скоростью ветра. В этом случае можно использовать ArcGIS Pro для интерактивного размещения в проекте отдельных деревьев, чтобы уменьшить нагрев. Но Шеппард сказал, что проблема лучше решалась параметрически, как часть процесса проектирования конфигурации улицы.
С помощью ArcGIS Pro вы можете одновременно просматривать и оценивать градостроительные данные в 2D и 3D, включая результаты решения сложных аналитических задач, таких как моделирование воздушных потоков между зданиями.
Затем Шеппард передал демонстрацию своему коллеге Патрику Бруксу, который продемонстрировал возможности 3D-моделированимя в Esri CityEngine. CityEngine поддерживает быстрые итерации дизайна, предоставляя пользователям инструментарий и правила создания города, района или даже улицы.
«Эти возможности реализуются с помощью методов 3D-моделирования в CityEngine, – отметил Патрик. – Если вам важна точность вашего 3D трубопровода, то вам они действительно понравятся». Используя данные из демонстрации Шеппарда, Патрик показал зрителям Complete Streets, так называемое «правило для улиц», включающее в себя знания и положения руководящих принципов и стандартов дорожно-транспортной планировки. Он использовал Complete Streets, чтобы создать модель улицы по умолчанию, после чего добавил в нее велосипедные дорожки шириной 2,5 метра, 1,2-метровые буферные зоны для каждой дорожки, а затем газоны, бордюры и деревья.
Пользователи могут не только визуализировать велосипедные дорожки, бордюры и деревья в 3D, но и использовать Complete Streets для получения аналитических отчетов по различным аспектам геометрии улицы, которые помогут вам составить грубую смету на строительные работы.
Подводя краткий итог представленных на саммите докладов и живых презентаций, представитель компании Esri Эрик Виттнер констатировал, что «Тщательное планирование нашего окружения с использованием ГИС, 3D-моделирования и наилучшей практики проектирования (дизайна) будет иметь решающее значение для построения устойчивого будущего».
Различные варианты дизайна улиц с добавлением велосипедных дорожек, бордюров, газонов, разметок и деревьев, все в 3D, можно создавать с помощью Esri CityEngine Complete Streets.
В качестве заключения
Материалы саммитов и видеозаписи выступлений доступны на http://geodesignsummit.com/. Можно подписаться на @geodesignsummit в Twitter. Geodesign Summit вернется в Редландс 27-28 января 2016 года, семинары и учебные занятия запланированы на 25-26 января.
Очередной Европейский саммит по ГеоДизайну пройдет 11-13 октября 2015 года в Зальцбурге, Австрия, см.: http://geodesignsummit.com/europe/.
