Геопространственные данные для ландшафта
На этапе анализа архитектор ландшафта собирает несколько объемов данных и информации, таких как природная информация (например, растительность, минералогия, геология, гидрология), информация об инфраструктуре (например, кадастр, здания, сети, архитектура) и социально-экономическая информация.
Например, перепись населения, экономические и геополитические факторы и субъекты, ресурсы, история объекта.
Эти данные и информация собираются из различных источников, таких как органы местного самоуправления, библиотека, Интернет и т. д. Для того, чтобы понять потребности и требования к пространственным данным в ландшафтной архитектуре, в этой статье будет дано объяснение разрешающей способности данных, методики сбора данных и моделирования данных для ландшафтной архитектуры.
1 Решение / уровень детализации. Требования к данным
В ландшафтном проектировании необходимо оценивать ландшафтную единицу путем оценки физического качества, состояния и функции ландшафтных особенностей и процессов внутри ландшафтной единицы, включая ландшафтные, экологические, археологические и бытовые исследования.
Dong и др. изучали эволюцию и оптимизацию ландшафтных моделей с целью повышения экологической безопасности. Они использовали три снимка ТМ за 1990, 2000 и 2010 годы с пространственным разрешением 30 м и использовали их в качестве основы для классификации ландшафта.
Снимки, сделанные компанией Parmehr и др., записанные с расстоянием выборки грунта (GSD) 10 см, были обработаны с помощью цифровой фотограмметрической системы Leica Photogrammetric Suite 9.0 (LPS) для детального проектирования зданий, дорог, зеленых зон и детских площадок в целях использования в ландшафтном планировании.
Cocco и др., осуществляют GeoDesign для оценки качества городов в двух микрорайонах в Пампуле, Белу-Оризонти, Бразилия. Они оценивают динамику эволюции этих районов, используя многокритериальный аналитический подход для изучения того, что может повлиять на уровень качества города и риск трансформации в этом районе, исходя из их пространственного феномена.
Кроме перечисленных выше геоданных, виртуальная 3D модель города может быть дополнена классическими 2D источниками растровых данных (например, растровыми 2D картами) и векторными источниками данных (например, транспортными сетями).
2 Метод сбора данных
Архитекторы и проектировщики должны иметь возможность быстро оценить целесообразность, ошибки или области конфликта между альтернативными проектами. Эти факторы должны быть учтены до выбора подходящей методики сбора данных (Li и Petschek, 2014):
- Инструменты обследования: метод обследования, метод генерации данных по облакам точек, бюджет;
- Условия местности: географическое положение, масштаб, форма и физиогномика местности, состав наземных и неземных точек;
- Задачи проектирования: требования времени, концепции проектирования;
- Переменные факторы: климатические условия, сезон, движущиеся объекты.
Основным источником данных для ландшафтной архитектуры являются топографические карты и аэрофотоснимки или спутниковые. Топографические карты используются для представления, визуализации и отображения географической справочной системы зданий, дорог или транспортных систем, деревьев, рельефа местности, а также землепользования/ландшафтного покрова.
Контуры и высота точек на топографических картах и аэрофотоснимках используются для создания цифровой модели рельефа (ЦМР). Для построения трехмерной модели требуются наземные снимки объекта с нескольких точек обзора.
Dong и др. использовали три снимка ТМ в качестве основы для классификации ландшафта. Sadek., и Parmehr, использовали наземные фотографии, которые были сделаны традиционным фотографическим методом с помощью цифрового фотоаппарата.
Другой метод сбора данных - использование лазерного сканера. Лазерный сканер может быстро получать 3D данные в высоком разрешении.
Li и Petschek, провели эксперимент по применению 3D-лазерного сканера в проекте ландшафтного дизайна. Они обнаружили, что с помощью этого метода легче получить данные об облаках точек с высоким разрешением для 3D пространственных данных, хотя он и имеет некоторые ограничения. Этот метод не рекомендуется при дождливых, туманных и снежных погодных условиях, а также при слишком большом количестве движущихся объектов. Он также не рекомендуется для участков, покрытых множеством нерегулярной растительности или объектов, из-за усилий и времени, необходимых для удаления шумовых точек при обработке данных.
Виртуальнкя 3D-модель города Берлина.
- Кадастровые данные: Кадастровая база данных предоставляет официальные следы зданий и земельных участков.
- Цифровая модель рельефа: Доступные DTM на основе сетки различаются по разрешению и расширению.
- Аэрофотосъемка.
- Модели зданий: здания представлены на различных уровнях детализации, включая блок-модели (LOD-1), геометрические модели (LOD-2), архитектурные модели (LOD-3), детальные модели помещений (LOD-4).
- Версии и варианты: Объект данного города может быть обновлен и, следовательно, иметь несколько версий. Аналогичным образом, данный район может содержать различные варианты коллекций городских объектов.
Sheppard наблюдал за последствиями использования лазерного сканера для ландшафтного планирования. В своих исследованиях он отметил, что есть некоторые преимущества данных, которые были получены с помощью лазерного сканера, используемого в ландшафтном планировании, а именно:
- визуализация,
- уровень детализации,
- высокий уровень доверия к данным,
- высокотехнологичное изображение.
Использование высокодетальных 3D-данных, например, тех, которые были получены с помощью лазерного сканера, может расширить наше понимание восприятия окружающей среды, улучшить процессы вовлечения общественности, внести свой вклад в более информированные проекты и управлять различными визуальными/пространственными явлениями, важными для общества в определенных типах ландшафтов.
Ландшафтные архитекторы могли бы воспользоваться преимуществами Мобильной системы картирования для своих нужд. Ландшафтные архитекторы могут создать базу данных ГИС-файлов для этапа проектирования своего проекта до того, как данные будут использованы в ГИС для картирования объектов ландшафта. Эти данные могут быть импортированы в базу пространственных данных до картирования объектов. Предварительное наличие шаблонных файлов может обеспечить бесперебойную передачу данных на протяжении всего этапа проектирования ландшафтной архитектуры.
Различные масштабы планирования требуют различных данных и методов.
- Растровые данные более полезны для планирования, так как вовлекаются большие площади, а высокое разрешение не требуется. Обработка растровых данных намного быстрее, чем векторных, особенно при наложении карт и анализе буферов.
- С другой стороны, векторные данные обычно используются для районного и локального планирования из-за необходимости анализа с очень высоким разрешением.
3 Моделирование данных
Ландшафтная архитектура может быть смоделирована в 2-х и 3-х измерениях, в то время как сегодня довольно часто в моделях фиксируется и временная размерность (4-х измерения). Обычно визуализируются изменения в работах по ландшафтной архитектуре в разные сезоны года или видно влияние дизайна в будущем.
Модель данных для ландшафтной архитектуры может быть построена на основе базы данных пространственных данных.
При реконструкции городского моделирования или ландшафта наиболее часто используются облачные точки и базовые данные. В других работах предлагаются описания крупных городов и предлагаются дополнительные преимущества по сравнению с изображениями на уровне улиц, в частности, описания тонких крыш. Такие описания городов, как правило, получают либо на основе данных с воздуха для реконструкции в 3D существующих ландшафтов, либо на основе городских грамматик для искусственного создания реалистичных городов.
Садек и др. разрабатывают свою трехмерную модель города, используя следующую методику моделирования, которая разделена на несколько задач и краткую структурную сводку, представленную схемой рабочего процесса
Для моделирования данных, необходима трехмерная топология.