103
Studija Sveučilište u Zagrebu Geodetski fakultet University of Zagreb Faculty of Geodesy Kačićeva 26; HR-10000 Zagreb, CROATIA Web: www.geof.hr; Tel.: (+385 1) 46 39 222; Fax.: (+385 1) 48 28 081 - Studija - PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM Voditelj: Prof. dr. sc. Vlado Cetl, dipl. ing. geod. E-mail: [email protected] Suradnici: Dr. sc. Hrvoje Tomić, dipl. ing. geod. Josip Lisjak, dipl. ing. geod. Zagreb, 2013.

Studija 3D

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Studija 3D

Studija

Sveučilište u Zagrebu Geodetski fakultet

University of Zagreb Faculty of Geodesy Kačićeva 26; HR-10000 Zagreb, CROATIA

Web: www.geof.hr; Tel.: (+385 1) 46 39 222; Fax.: (+385 1) 48 28 081

- Studija -

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM

Voditelj:

Prof. dr. sc. Vlado Cetl, dipl. ing. geod. E-mail: [email protected]

Suradnici:

Dr. sc. Hrvoje Tomić, dipl. ing. geod.

Josip Lisjak, dipl. ing. geod.

Zagreb, 2013.

Page 2: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 1 1

Studija

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM

Sadržaj

1. UVOD ................................................................................................................... 4

2. VRSTE 3D MODELA ................................................................................................ 6

2.1. Digitalni model reljefa ................................................................................................................... 6

2.2. Digitalni model zgrada .................................................................................................................. 8

2.3. Digitalni model površine ............................................................................................................... 8

3. IZRADA 3D MODELA ............................................................................................ 10

3.1. Terestrička izmjera ...................................................................................................................... 10

3.2. Aerofotogrametrija ..................................................................................................................... 12

3.3. Lasersko skeniranje iz zraka ........................................................................................................ 14

3.4. Sateliti ......................................................................................................................................... 15

3.5. Postojeći kartografski podaci ...................................................................................................... 16

3.6. Dubinomjeri ................................................................................................................................ 17

4. FORMATI PODATAKA I SOFTVERI ZA 3D MODELE ................................................ 18

4.1. Standardi formata podataka 3D modela ..................................................................................... 19 4.1.1. CityGML ........................................................................................................................................ 19 4.1.2. DXF ............................................................................................................................................... 22 4.1.3. GeoVRML ...................................................................................................................................... 25 4.1.4. KML ............................................................................................................................................... 26 4.1.5. ESRI Grid ....................................................................................................................................... 28 4.1.6. Ostali formati ................................................................................................................................ 29

4.2. Prikaz softvera ............................................................................................................................ 30 4.2.1. GIS softveri ................................................................................................................................... 30

4.2.1.1. ArcGIS 10.1 for Desktop (3D Analyst ekstenzija) ................................................................ 30 4.2.1.2. GeoMedia 3D i Geomedia Terrain ...................................................................................... 32 4.2.1.3. Autodesk AutoCAD ............................................................................................................. 33 4.2.1.4. Bentley Map ........................................................................................................................ 34 4.2.1.5. MapInfo Vertical Mapper 3.7.............................................................................................. 35 4.2.1.6. Global Mapper v14 ............................................................................................................. 36 4.2.1.7. GRASS GIS ........................................................................................................................... 37 4.2.1.8. SAGA ................................................................................................................................... 38

4.2.2. CAD softveri .................................................................................................................................. 39 4.2.3. Softveri za vizualizaciju ................................................................................................................. 39

4.2.3.1. Google Earth ....................................................................................................................... 39 4.2.3.2. Degree 3D ........................................................................................................................... 43

Page 3: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 2 2

Studija

4.2.3.3. 3DField ................................................................................................................................ 44 4.2.4. Ostali softveri ............................................................................................................................... 44 4.2.5. Vrednovanje i usporedba softvera ............................................................................................... 45

5. MOGUĆNOSTI PRIMJENE 3D MODELA ................................................................. 48

5.1. Katastar i geodetski poslovi ........................................................................................................ 48

5.2. Upravljanje imovinom i procjena nekretnina .............................................................................. 50

5.3. Prostorno planiranje i urbanizam ................................................................................................ 53

5.4. Graditeljstvo i izdavanje dozvola ................................................................................................. 57

5.5. Spomenici kulture i prirode ......................................................................................................... 60

5.6. Poljoprivreda i šumarstvo ........................................................................................................... 62

5.7. Zaštita okoliša ............................................................................................................................. 66

5.8. Energetika ................................................................................................................................... 69

5.9. Promet ........................................................................................................................................ 73

5.10. Komunalni vodovi ....................................................................................................................... 75

5.11. Upravljanje rizikom ..................................................................................................................... 77

5.12. Turizam, geomarketing i mediji ................................................................................................... 80

6. USPOREDBA 3D MODELA .................................................................................... 84

7. ZAKLJUČAK I PREPORUKE .................................................................................... 87

8. LITERATURA ........................................................................................................ 88

Prilozi:

Popis kratica i pojmova

Popis slika

Popis tablica

CD medij

Page 4: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 3 3

Studija

Sažetak

U velikom broju gradova diljem svijeta već su izrađeni 3D modeli, a sve više ih poduzima korake ka tom cilju. Virtualni 3D modeli gradova su u prošlosti korišteni uglavnom za vizualizaciju ili jednostavno grafičko pretraživanje gradskih prostora. U današnje vrijeme pak sve veći broj korisnika u različitim područjima poput npr. zaštite okoliša, planiranja i urbanizma, upravljanja nekretninama, upravljanja rizikom i dr. zahtijeva dodatne podatke o gradskim objektima u standardiziranom modelu i načinu prikaza. Razvojem tehnologija, kako mjernih tako i ICT-a, 3D podaci i 3D modeli postaju sastavni dio infrastruktura prostornih podataka.

Interes za 3D podacima svakog dana je sve veći, a njihova uloga postaje iznimno važna u donošenju odluka pri izgradnji, upotrebi i upravljanju s urbanom infrastrukturom. Gradska upravna tijela, velike i male tvrtke kao i privatne osobe imaju pristup 3D prostornim informacijama (strukturiranim i nestrukturiranim) u različitim mjerilima i rezolucijama što dovodi do potrebe za njihovim integriranim modeliranjem iznad, ispod i na površini zemlje. Društvo se suočava s važnom promjenom paradigme prostornih podataka iz 2D u 3D. Dokaz tome može se jasno vidjeti u rastućem interesu za 3D aplikacijama poput npr. Google Earth-a. Ta činjenica je sama po sebi jasna jer svijet oko nas je nedvojbeno trodimenzionalan i većinu ljudi više ne zadovoljavaju 2D prikazi bilo u poslovne ili njihove osobne svrhe.

Ova studija inicirana je od Grada Zagreba s ciljem da odgovori na nekoliko pitanja: Kako se izrađuju 3D modeli? Kako se modeliraju 3D podaci te koji standardi i formati se pritom koriste? Koji softveri se koriste za upravljanje 3D podacima? I konačno koje su mogućnosti primjene 3D modela gradova te koristi od toga? Kroz odgovore na postavljena pitanja, koji su dani u studiji, nameće se jasna potreba za uključivanjem 3D podataka i modela grada u Zagrebačku infrastrukturu prostornih podataka (ZIPP) kao njenog sastavnog dijela. Upotreba 3D modela grada nudi brojne potencijalne prednosti i koristi u održavanju gradske infrastrukture, uključujući jednostavnije i učinkovitije upravljanje, smanjenje redundancije, olakšani pristup relevantnim informacijama, jednostavniju komunikaciju itd. Međutim treba imati na umu kako implementacija 3D modela grada i njegova upotreba nije jednostavna već se radi o složenom, dugotrajnom i razvojnom procesu koji zahtijeva odgovarajuće resurse kao i organizacijsku podršku.

Page 5: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 4 4

Studija

1. Uvod

Povećanje urbanog stanovništva i povećanje zahtijeva lokalne infrastrukture jedan je od velikih izazova za lokalne vlasti diljem svijeta. Kako infrastruktura predstavlja sučelje između ljudi i svijeta koji ih okružuje, bolji dizajn i učinkovitije upravljanje urbanom infrastrukturom vodi ka poboljšanju kvalitete života i osigurava podršku održivom razvoju i budućnosti. Urbana infrastruktura obuhvaća djelatnosti vezane uz planiranje, projektiranje, izgradnju i uređenje naselja u tehničkom, estetskom, ekonomskom, društvenom i pravnom smislu.

U svrhu učinkovitog upravljanja prostornim i ostalim informacijama povezanih s urbanom infrastrukturom, gradovima su potrebne ažurne 3D prostorne informacije i 3D GIS sustavi. Uloga takvih sustava je podrška u donošenju odluka pri izgradnji, upotrebi i upravljanju s urbanom infrastrukturom. Prostorne informacije postale su nužno neophodna za brojne aspekte urbanog razvoja, planiranje i upravljanje (FIG 2010).

U prošlosti su prostorni podaci bili uglavnom 2D međutim s razvojem tehnologija prikupljanja prostornih podataka i zahtijeva korisnika, interes za 3D podacima je značajno porastao. Prvi 3D modeli gradova počeli su se izrađivati krajem prošlog stoljeća praćeni s dosta poteškoća. Naime alati za izradu, mogućnosti korištenja kao i adekvatni standardi bili su tek u povojima i nedovoljno razvijeni za širu primjenu 3D modela. Izrada i upravljanje 3D modelima još uvijek predstavlja novinu u usporedbi s klasičnom 2D paradigmom. Prvi učinkoviti standard CityGML, koji će biti detaljno prikazan u studiji, datira iz 2008. godine. Međutim iz današnje perspektive je vrlo jasno kako 3D modeli ne služe samo za zabavu i vizualizaciju već postoji jasna potreba za njihovom primjenom u različite svrhe (Ulm 2010). Svijet oko nas je nedvojbeno trodimenzionalan i većinu ljudi više ne zadovoljavaju 2D prikazi bilo u poslovne ili osobne svrhe.

Razvoj, kao i sve veća primjena 3D modela u upravljanju urbanom infrastrukturom potaknuta je njihovom primjenom u područjima kao što su urbano planiranje, upravljanje bukom, telekomunikacije, upravljanje rizikom, tržište nekretnina, promocija i turizam i dr.

3D model grada općenito je trodimenzionalni digitalni prikaz grada ili urbane sredine, nastao na temelju podataka dobivenih iz višestrukih izvora (aerofotogrametrija, LIDAR, satelitske snimke visoke rezolucije i dr.). 3D modeli gradova predstavljaju postojeće fizičke objekte i njihove topološke i funkcionalne odnose. Mogu sadržavati velik broj objekata različitih klasa, različitih modela podataka i struktura, a najčešće se dijele prema stupnju detaljnosti prikaza objekata (engl. Level of Detail - LoD).

U posljednjih nekoliko godina, potrebe za izradom 3D modela rastu velikom brzinom, a primjene takvih modela postaju sve šire. Virtualni 3D modeli gradova sve više se koriste od strane lokalnih vlasti. Službenici na lokalnoj razini koji služe javnim interesima svakodnevno su izloženi pritisku na koji način osigurati kontrolu ubrzane urbanizacije, poboljšati kvalitetu života, osigurati održiv promet, osigurati energetske resurse, smanjiti kriminal, pravovremeno reagirati u kriznim situacijama i sl. U upravljanju takvim kompleksnim urbanim procesima 3D modeli gradova, kako sastavni dio lokalne infrastrukture prostornih podataka (LIPP-a) imaju itekako značajnu i nezamjenjivu ulogu.

Page 6: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 5 5

Studija

Grad Zagreb je prepoznao potrebu za prostornim informacijama i tu svrhu započeo s izgradnjom Zagrebačke infrastrukture prostornih podataka (ZIPP-a) čiji je cilj jednostavno pronalaženje i pristup prostornim podacima i uslugama, koje su u vlasništvu Grada, te njihovo učinkovito korištenje u svakodnevnom radu od strane gradske uprave i građana. Jednu od temeljnih komponenti ZIPP-a čine i 3D podaci koji u posljednje vrijeme postaju sve više dostupni, a cijena njihove izrade sve više pristupačnija. Upravo u tu svrhu inicirana je izrada predmetne studije čiji je cilj ispitati mogućnosti primjene 3D modela u upravljanju gradom i njegovom infrastrukturom.

Studija je podijeljena u više poglavlja. Na početku su dane osnovne definicije različitih 3D modela te načini prikupljanja 3D podataka i izrade 3D modela. U nastavku je dan pregled različitih standarda i formata te softvera koji se koriste u upravljanju 3D modelima. Najznačajnije poglavlje odnosi se upravo na mogućnosti primjene 3D modela u različitim slučajevima upotrebe kao i koristi od toga. Na kraju studije dan je zaključak i preporuke.

Page 7: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 6 6

Studija

2. Vrste 3D modela

Svaki model prostora zapravo je njegova aproksimacija koja ovisno o stupnju detalja predstavlja vjeran ili manje vjeran prikaz stvarnosti. 3D modeli prostora posebno su kompleksni jer površina terena je kontinuirana 3D ploha, koja se ne može jednostavno i jednoznačno opisati poznatim matematičkim zakonima. 3D model predstavlja matematičku reprezentaciju trodimenzionalnog prostora. U suštini radi se o skupu podataka o točkama u 3D prostoru i drugih informacija koje računalo interpretira u virtualni objekt koji se vizualizira na zaslonu ili nekom drugom izlaznom uređaju računala.

Za potpuno opisivanje bio bi potreban beskonačan broj mjerenih točaka na površini terena. Današnje tehnologije mjerenja i modeliranja 3D podataka ipak ovisno o zahtjevima omogućavaju izradu vrlo kvalitetnih 3D modela.

Kada se govori o 3D modelima najčešće se podrazumijevaju digitalni model visina (DEM), digitalni model reljefa (DMR) ili digitalni model terena (DMT), digitalni model zgrada (DMZ) i digitalni model površine (DMP) (INSPIRE Thematic Working Group Elevation 2012).

2.1. Digitalni model reljefa

DMR (engl. Digital Elevation Model – DEM ili digitalni model visina) predstavlja skup točaka na površini Zemlje čije su prostorne koordinate pogodne za računalnu obradu (Frančula 2004). Digitalni model reljefa koristi se kao naziv za digitalne topografske i batimetrijske podatke vezane uz Zemljinu površinu, bez vegetacije i umjetno izgrađenih objekata pravilno raspoređene po koordinatnim osima. Model je numerički definiran nizom točaka s tri koordinate (X, Y i Z) u digitalnom obliku.

Službena definicija Državne geodetske uprave definira DMR kao numerički zapis položajno i visinski određenih točaka i geometrijskih elemenata koji prikazuju reljef zemljišta i iz njih izračunat matematički model površine Zemlje (digitalni model visina) (NN 109/2008).

Reljef je skupni naziv za sve oblike na Zemljinoj površini koji su nastali djelovanjem prirodnih sila. Taj termin ne obuhvaća sve elemente digitalnog modela reljefa, pa je zbog toga digitalni model reljefa neodgovarajući termin (Frančula i Lapaine 2008). Iz tog razloga, u praksi se češće koristi termin DMT odnosno digitalni model terena. DMT opisuje trodimenzionalni oblik Zemljine površine odnosno topografiju površine.

Raspored točaka u modelu može biti pravilan (engl. regular square grid - RSG) i nepravilan (engl. triangulated irregular network - TIN). Kod pravilnog rasporeda se koristi kvadratna mreža, a kod nepravilnog najčešće trokutna mreža. Kvadrati u RSG modelu mogu biti podijeljeni na dva trokuta, što se naziva triangulirani RSG (engl. triangulated RSG - TRSG), ili jednaka visina može biti dodijeljena cijelom kvadratu pa nastaje tzv. stepenasti model RSG (engl. stepped RSG - SRSG) (Slika 1).

Odabir modela koji će se koristiti ovisi o dostupnosti podataka, izgledu terena, tehnikama za analizu i obradu modela, potrebnom mjerilu i rezoluciji podataka i terena (Tomić i dr. 2009).

Page 8: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 7 7

Studija

Slika 1. TIN, stepenasti grid i triangulirani grid

Točke se kod DMR-a dobivaju neposrednom izmjerom na terenu, fotogrametrijskom izmjerom, georeferenciranjem satelitskih podataka i digitalizacijom karata (točaka i izohipsa - linija koje spajaju točke jednake nadmorske visine nad površinom mora). Rezultat digitalnog modela može izgledati kao:

prikaz 3D linijama (linijama oblika i prijelomnicama)

prikaz pojedinačnim markantnim točkama – kotama

prikaz izohipsama i kotama (digitalni model visina)

prikaz profilima

hipsometrijski prikaz (hipsometrijskom skalom boja)

prikaz sjenčanim reljefom.

Slika 2 prikazuje hipsometrijski DMR 1:5000 za dio Grada Zagreba.

Slika 2. DMR Grada Zagreba 1:5000 (URL 1)

Page 9: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 8 8

Studija

2.2. Digitalni model zgrada

DMZ (engl. Digital Building Model - DBM) nastaje prikupljanjem podataka o izgrađenim objektima i najbolje se može opisati kao skup pojedinačnih 3D objekata koji nisu međusobno povezani (Slika 3). U literaturi se često koristi i naziv Digitalni model građevina.

Slika 3. Digitalni model zgrada

2.3. Digitalni model površine

DMR odnosno DMT je definiran kao kontinuirana površina u kojoj svaka točka u položajnom smislu ima samo jednu pripadajuću visinu. To znači da nije moguće ispravno modelirati teren kod zahtjevnih karakteristika reljefa kao što je okomita stijena ili kod umjetnih objekata kao što su brane, mostovi, vijadukti i dr. Za tu svrhu koristi se DMP odnosno digitalni model površine (engl. Digital Surface Model - DSM) (Slika 4).

Slika 4. Razlika između DMT-a i DMP-a (Escriu 2012)

Page 10: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 9 9

Studija

DMP je topografski model Zemljine površine koji uključuje, objekte, vegetaciju, putove, mostove i prirodnu površinu terena. Sadrži i druge geografske elemente (npr. padnice, vode i sl.) Također može uključivati i ostale izvedene elemente o terenu poput nagiba, zakrivljenosti, vidljivosti i dr. On nastaje spajanjem dvaju modela, DMT-a i DMZ-a.

DMP je također kontinuirani model, ali u kojem svaka točka u položajnom smislu može imati jednu ili više pripadajućih visina. To se postiže spajanjem modela reljefa i objekata na način da model objekata isključuje model terena na mjestima na kojima se nalazi i obrnuto (Tomić i dr. 2012) (Slika 5).

Slika 5. Izrada i modeliranje DMP-a

Slika 6 prikazuje DMP 1:5000, rasterske podatke, za dio Grada Zagreba.

Slika 6. DMP Grada Zagreba 1:5000

Kada govorimo o 3D modelu grada podrazumijevamo DMP.

Page 11: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 10 10

Studija

3. Izrada 3D modela

3D modeli prostora izrađuju se iz prostornih podataka dobivenih različitim geodetskim metodama: terestričkom izmjerom, aerofotogrametrijom, laserskim skeniranjem iz zraka, satelitima, dubinomjerima, te iz postojećih kartografskih podataka. Točnost 3D modela izravno ovisi o točnosti podataka iz kojeg se izrađuje.

3.1. Terestrička izmjera

U terestričke metode izmjere i prikupljanja 3D koordinata točaka u prostoru ubrajaju se:

tahimetrija

GNSS

terestrički laserski skeneri.

Tahimetrijska metoda podrazumijeva izmjeru kuta i duljine između stajališne i ciljne točke totalnom mjernom stanicom, a visina ciljne točke se određuje mjerenjem vertikalnog kuta ili zenitne udaljenosti (Slika 7).

Slika 7. Totalna mjerna stanica (tahimetar) i određivanje visina

Tahimetrijska metoda je pogodna za izradu 3D modela prostora manjeg područja.

Kod GNSS-a najčešće se koriste dvije metode: RTK (engl. Real time Kinematic) i DGPS (engl. Differential GNSS). Određivanje koordinata svodi se na primanje signala s GNSS satelita i određivanja pozicije u prostoru (Slika 8).

Page 12: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 11 11

Studija

Slika 8. GNSS prijemnik i određivanje 3D koordinata

Uspostavom državne mreže referentnih GNSS stanica Republike Hrvatske (CROPOS) olakšana je izmjera i određivanje koordinata točaka s ortometrijskim (nadmorskim) visinama uz korištenje modela geoida (URL 2). Svrha CROPOS sustava je omogućiti određivanje položaja u realnom vremenu s točnošću od 2 cm u horizontalnom te 4 cm u vertikalnom smislu na čitavom području države. Kao i kod tahimetrijske, GNSS metode su pogodne za manja područja.

U novije vrijeme za izradu 3D modela objekata i površina na manjem području koriste se terestrički laserski skeneri (Slika 9).

Slika 9. Terestrički laserski skener

Njihov princip rada temelji se na tahimetriji, odnosno mjerenju horizontalnog i vertikalnog kuta te udaljenosti do pojedine točke prostora. Rezultat skeniranja je skup trodimenzionalnih koordinata XYZ točaka koji se naziva oblak točaka (Slika 10).

Page 13: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 12 12

Studija

Slika 10. Oblak točaka (engl. Point Cloud)

Prostorna udaljenost između susjednih snimljenih točaka unutar oblaka točaka ovisi o blizini objekta snimanja i tehničkoj specifikaciji samog instrumenta. Većina današnjih skenera može snimiti vrlo guste oblake točaka, pa je tako moguće dobiti točke na snimljenom objektu međusobno udaljene tek jedan milimetar (Matijević i Roić 2002 ).

3.2. Aerofotogrametrija

Ovom metodom se podaci o prostoru dobivaju kroz proces zabilježbe, mjerenja i interpretacije zračnih snimaka. Metoda je pogodna za izradu DMT-ova većih područja. 3D model se dobiva stereofotogrametrijskom restitucijom odnosno 3D fotogrametrijskim kartiranjem iz zračnih snimaka (stereoparova) (Slika 11).

Slika 11. 3D model iz aerofotogrametrije

Page 14: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 13 13

Studija

Osnovni princip stereofotogrametrije je da se isto područje snima sa dva snimka uz odgovarajući uzdužni i poprečni preklop (Slika 12), a 3D model se formira upravo u preklopu tih snimaka.

Slika 12. Aerofotogrametrijsko snimanje

Iz orijentiranih stereoparova (Slika 13) (stereomodela) na stereoinstrumentima, izmjerom se kartiraju topografski objekti pridruživanjem objektnim cjelinama, grupama i objektnim vrstama (klasama) sukladno odgovarajućoj specifikaciji ili standardu. U Hrvatskoj je usvojen CROTIS (engl. Croatian Topographic Information System). CROTIS je model organizacije topografskih podataka kojim je propisana klasifikacija topografskih podataka pri njihovu prikupljanju, obradi, točnosti, načinu prikazivanja i prijenosu. Stupio je na snagu 2002, odlukom ravnatelja Državne geodetske uprave Republike Hrvatske.

Slika 13. Stereopar

Page 15: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 14 14

Studija

3.3. Lasersko skeniranje iz zraka

Ova metoda se afirmirala u posljednjih desetak godina kao potpuno automatizirana i izuzetno učinkovita metoda prikupljanja prostornih podataka (Gajski 2007). U literaturi se uobičajeno koristi pojam laserska altimetrija ili LiDAR (engl. Light Detection and Ranging) (Slika 14).

Slika 14. LiDAR

Obzirom na veliku učestalost mjerenja i do 200 kHz, u kratkom je vremenu moguće detaljno izmjeriti oblik površine terena i objekata na njoj. U svrhu dobivanja položajnih koordinata uz laser se koristi i inercijalni sustav (engl. Inertial Navigation System) te GNSS (najčešće GPS) senzor koji istovremeno određuje (opaža) i položaj.

Osnovna prednost prema standardnim fotogrametrijskim metodama leži u tome da je za izmjeru neke točke dovoljno prikupiti podatke samo jednog snimališta. Nije potreban uvid u istu točku i sa susjednog snimališta u nizu, kao što je to slučaj kod aerofotogrametrije. Na taj način je moguće posebno kvalitetno izmjeriti plohu terena u šumovitim područjima i gradovima. Rezultat skeniranja je kao i kod terestričkih laserskih skenera oblak točaka (Slika 15).

Page 16: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 15 15

Studija

Slika 15. LiDAR oblak točaka, Trg maršala Tita (URL 3)

Sama izrada 3D modela (DMP-a) iz oblaka točaka zahtijeva daljnju obradu kroz interpolaciju karakterističnih točaka objekata pri čemu je važan čimbenik gustoća mjerenih točaka po objektu. Prostorna rezolucija (gustoća) prikupljenih podataka LiDAR-om obično se kreće od 1 do 10 točaka po m².

3.4. Sateliti

Opažanje zemljine površine moguće je primjenom senzora smještenih na satelitima. Obzirom na izvore energije ti uređaji mogu biti pasivni i aktivni. Pasivni uređaji registriraju emitirana ili reflektirana zračenje objekata na površini Zemlje, dok aktivni koriste vlastiti izvor energije koja se odašilje prema površini Zemlje odakle se njezin reflektirani dio prima i registrira (radari).

Najčešće korišteni podaci u praksi za izradu DMR-a su podaci SRTM (Slika 16) (engl. Shuttle Radar Topography Mission).

Slika 16. DMR iz SRTM podataka za dio Hrvatske

Page 17: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 16 16

Studija

Podaci SRTM-a dostupni su javnosti od kraja 2003. godine i pokrivaju širine na području 60˚ sjeverne i 54˚ južne geografske širine. Za područje Hrvatske dostupni su podaci 3˝x3˝ (92 m x 66 m) u datotekama koje pokrivaju područje 1˚x1˚. Također dostupan je i DMR izrađen iz tih podataka na rezoluciju 30˝x30˝ (Bašić i Buble 2007). Deklarirana točnost podataka SRTM-a je 16 m za visinsku i 20 m za horizontalnu komponentu, a stvarna točnost je još i bolja. Općenito, satelitskim metodama se mogu izrađivati 3D modeli velikih područja, ali sa smanjenom točnošću.

Povećanjem prostorne rezolucije satelitskih senzora u novije vrijeme moguće je izrađivati i 3D modele iz satelitskih snimaka i to na principu stereofotogrametrije. Slika 17 prikazuje 3D model grada izrađen temeljem satelitskih snimaka sa Quickbird satelita čija je prostora rezolucija 70 cm (Kocaman i dr. 2006).

Slika 17. 3D model grada iz Quickbird satelitskih snimaka

Sateliti visoke rezolucije te razvoj novih algoritama za procesiranje tih podataka nesumnjivo otvaraju nove mogućnosti u izradi 3D modela površina. Objekti modelirani iz satelitskih podataka pružaju prednosti u različitim aplikacijama, gdje su dovoljne glavne značajke zgrada i krovne konstrukcije. 3D objekti dobiveni i QuickBird-om čija je rezolucija 70 cm ili IKONOS-om s rezolucijom od 1m mogu predstavljati važan sloj u GIS bazi podataka za simulacije prirodnih katastrofa, u planiranju, analizi mikroklime i dr.

3.5. Postojeći kartografski podaci

Iz postojećih analognih kartografskih podataka moguće je izrađivati DMR odnosno DMT. U tu svrhu je sa analognih izvornika potrebno digitalizirati slojnice (izohipse) i kote (visine) prikazanih karakterističnih točaka. Slojnice su na analognoj karti prikazane kao linije s određenom ekvidistancijom (Slika 18).

Page 18: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 17 17

Studija

Slika 18. Prikaz reljefa na HOK-u (Hrvatska osnovna karta M 1:5000) slojnicama i kotama

Svaka slojnica sadrži beskonačan broj točaka na istoj visini. Kod digitalizacije se slojnica vektorizira određenim brojem točaka. Najčešće se radi o točkama infleksije uzduž slojnice, a pravilo je kako digitalna slojnica ne smije odstupati od njene odgovarajuće analogne slojnice.

3.6. Dubinomjeri

Dubinomjeri (engl. Echo Sounder) su uređaji koji se koriste za mjerenje dubina temeljem kojih je moguća izrada 3D modela morskog dna (Pribičević 2005). Metoda je poznata i kao batimetrija (određivanje dubina) i dio je hidrografije. Osim na moru batimetrija se koristi i na kopnu kod rijeka, jezera i dr. Kombiniranjem mjerenja dubinomjera s GNSS mjerenjima moguće je izrađivati 3D modele morskog dna, jezera ili rijeke (Slika 19).

Slika 19. 3D model jezera iz batimetrijskih mjerenja

Page 19: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 18 18

Studija

4. Formati podataka i softveri za 3D modele

U 3D modeliranju potrebno je obaviti slijedeće radnje u svrhu izrade DMR-a, DMZ-a ili DMP-a (Weibel i Heller 1991):

1. Prikupljanje podataka (konstrukcija modela)

2. Manipuliranje podacima (poboljšanje i modificiranje konstruiranog modela)

3. Interpretacija (analize 3D modela, dobivanje novih informacija)

4. Vizualizacija

5. Aplikacija (specijalizirana primjena u određenim područjima/strukama).

Imajući u vidu proces 3D modeliranja i zadatke, te s obzirom na svrhu i način korištenja, softvere koji podržavaju rad s trodimenzionalnim modelima možemo načelno podijeliti na:

1. Softveri za modeliranje i analize

a. GIS bazirani

b. CAD bazirani

2. Softveri za vizualizaciju

3. Ostali softveri.

U primjeni za upravljanje gradom zasigurno prednost imaju 3D modeli u GIS okruženju. Iako su inicijalno 3D modeli bazirani na CAD tehnologiji gdje su točnost mjera i geometrija presudni, CAD softverima nedostaje sposobnost za analizom prostornih podataka.

Za razliku od CAD softvera, GIS alati u kombinaciji s 3D modelom omogućuju:

prostorne analize informacija iz višestruko integriranih izvora podataka

prostorno lociranje informacija, npr. pronalaženje lokacije prema koordinatama ili prema udaljenosti od drugih sadržaja

vizualizaciju informacija učinkovitije i intuitivnije

davanje odgovora na pitanja brže i točnije

učinkovitije planiranje posla i aktivnosti.

DMR/DMZ/DMP modeli uglavnom sadrže podatke o većim površinama (općine, gradovi, regije), a u upravljanju gradom za objekte na terenu i sam teren su vezani i mnogi atributni odnosno opisni podaci. Zbog toga je od presudne važnosti za učinkovito evidentiranje i analiziranje imati 3D model povezan s bazom podataka i podržan GIS softverom što predstavlja optimalan način korištenja 3D modela u upravljanju gradom.

Page 20: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 19 19

Studija

4.1. Standardi formata podataka 3D modela

Pri izboru softvera za rad s 3D modelima, treba voditi računa o mogućnosti podržavanja trenutnih standarda formata podataka. U nastavku je dan prikaz nekih relevantnih standarda.

4.1.1. CityGML

CityGML je otvoreni model podataka i format baziran na XML jeziku za pohranu i razmjenu virtualnih 3D modela gradova (URL 4). To je aplikacijska shema za GML verziju 3.1.1, međunarodni standard za razmjenu prostornih podataka razvijen od strane Open Geospatial Consortiuma (OGC-a) (URL 5) i podržan od ISO TC211 tehničkog odbora (URL 6). Trenutna verzija CityGML 2.0.0 objavljena je u travnju 2012. godine.

Cilj CityGML-a je definiranje zajedničkih osnovnih entiteta, atributa i relacija u 3D modelima gradova. Ovo je osobito važno za ekonomično upravljanje i održavanje 3D modela, omogućujući ponovnu upotrebu istih podataka jednog 3D modela u različitim područjima primjene. CityGML uključuje geometrijski model (Slika 20) i tematski model.

Slika 20. Geometrijski model CityGML-a u UML-u

Page 21: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 20 20

Studija

Geometrijski model sadrži konzistentnu i homogenu definiciju geometrijskih i topoloških svojstava prostornih objekata, dok tematski model primjenjuje geometrijski model za različite tematske sadržaje – DMP, karakteristična mjesta (zgrade, mostovi, tuneli), vegetacija, korištenje zemljišta, transport, itd.

Prostorne objekte koji nisu obuhvaćeni moguće je modelirati prema konceptu generičkih objekata i atributa (Slika 21).

Slika 21. Model generičkih objekata i atributa

CityGML razlikuje 5 razina detalja (LoD – Levels of Details), pri čemu objekti sa većom razinom LoD-a postaju detaljnije prikazani uzimajući u obzir i geometriju i tematiku (Slika 22). CityGML datoteke mogu, ali i ne moraju, sadržavati višestruke reprezentacije (i geometrije) za pojedini objekt u različitim LoD simultano.

Slika 22. Razina detalja (LoD) definiranih u CityGML-u

Page 22: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 21 21

Studija

Tablica 1 prikazuje karakteristike LoD podjele 3D modela od LoD 0 do LoD 4.

Tablica 1. Karakteristike LoD podjele 3D modela

LOD0 LOD1 LOD2 LOD3 LOD4

Obim podataka Veća područja Regije i gradovi

Dijelovi gradova i područja

zadatka

Pojedinačni modeli

Pojedinačni modeli

Apsolutna točnost (XY/Z)

<LOD1 5m/5m 2m/2m 0.5m/0.5m 0.2m/0.2m

Stupanj generalizacije

Maksimalni stupanj

generalizacije

Blokovi generaliziranih objektata >

6×6m/3m

Pojedinačni generalizirani

objekti>4×4m/2m

Pojedinačni generalizirani

objekti>2×2m/1m

Modelirani konstruktivni

elementi objekta

Struktura krova - Ravni krov Standardni tipovi krova i orijentacija

Stvarna struktura

krova

Stvarna struktura

krova

Standardni objekti u urbanim

sredinama

- Samo važni objekti

Standardni objekti

Stvarni objekti Modelirani stvarni objekti

Vegetacija - Važni veći objekti

Standardni objekti viši od

6m

Standardni objekti viši od

2m

Modelirani stvarni objekti

Upotreba zemljišta

- >50×50m >5×5m <LOD2 <LOD2

U kojoj LoD razini izraditi model ovisi prvenstveno o njegovoj namjeni. Primjerice, ukoliko se želi napraviti analiza utjecaja buke u gradu koristit će se LoD 1 model, no ukoliko se gradi značajni objekt (hotel, muzej, dvoranu, stadion, naselje) i želimo ga se prezentirati javnosti ili tržištu, trebalo bi ga modelirati u razini LoD 4 (Novaković i dr. 2009).

CityGML definira geometriju, semantiku i prikaz topografskih objekata u urbanim ili ruralnim područjima. Objekti se dijele u tematske cjeline (Slika 23).

Slika 23. UML prikaz CityGML tematskih cjelina

Page 23: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 22 22

Studija

Osnovne prednosti CityGML-a u odnosu na ostale formate su sljedeće:

Reprezentacija semantike i odnosa među objektima (fokus na semantici i topologiji izuzetno je važan za mnoge aplikacije)

Interoperabilnost (mogućnost razmjene 3D modela između različitih sustava)

Osnovni model (CityGML semantički definira objekte, atribute i relacije koje su koriste u većini aplikacija).

Osnovni model usklađen je s europskim katastarskim i topografskim modelima i može se višestruko koristiti u različitim aplikacijama. Za specifične aplikacije poput navigacije u zatvorenom prostoru i sl., osnovni model je moguće nadograditi odgovarajućim objektima i njihovim obilježjima pomoću ADE (Application Domain Extension) mehanizma. CityGML je implementiran kao aplikacijska shema GML verzija 3.1.1 (GML3).

CityGML je implementiran u mnogim softverskim rješenjima i koristi se u mnogim projektima u svijetu. U nacionalnim insfrastrukturama prostornih podataka (NIPP-ovima) brojnih zemalja (Nizozemska, Njemačka, Francuska, itd.) služi kao platforma za prijelaz sa 2D na 3D. CityGML također je preuzet u INSPIRE-u za modeliranje 3D zgrada (INSPIRE Thematic Working Group Building 2012).

S obzirom da je CityGML temeljen na GML jeziku, može se koristiti u širokoj lepezi GML kompatibilnih OGC web servisa za pristup podacima, procesiranje i katalogiziranje kao WFS, WPS i Catalog Service.

4.1.2. DXF

Drawing Interchange Format (DXF) je format za razmjenu 2D i 3D prostornih podataka. Razvio ga je Autodesk kao podršku interoperabilnosti između AutoCAD softvera i drugih CAD softvera. DXF datoteke mogu biti u ASCII ili u binarnom obliku, no ASCII oblik je u praksi rašireniji.

DXF datoteka se sastoji od kodova i njima pridruženih vrijednosti. Svakom elementu podataka, odnosno njegovoj vrijednosti u DXF datoteci prethodi cijeli broj koji se naziva group code. On definira koji element podataka slijedi te njegovo značenje. DXF se tako sastoji od sekcija koje čine grupa zapisa, a koji su kombinacija koda i vrijednosti. Tako doslovno sve informacije i podaci koje korisnik definira u crtežu, mogu biti zapisani u DXF datoteci, i to u slijedećoj strukturi:

HEADER sekcija – sadrži opće informacije o crtežu

CLASSES sekcija – sadrži podatke o klasama instanci koje se pojavljuju u ostalim sekcijama datoteke

TABLES sekcija – sadrži definicije raznih tablica simbola

BLOCKS sekcija – sadrži definicije blokova koji su umetnuti u crtež

ENTITIES sekcija – sadrži zapise o geometrijskim objektima u crtežu

OBJECTS – sadrži zapise o objektima bez geometrije – svi objekti koji nisu entiteti niti simboli su zapisani u ovoj sekciji

Page 24: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 23 23

Studija

THUMBNAILIMAGE sekcija – sadrži zapise o slici (prikazu) crteža (ova sekcija je neobvezna).

U specifikaciji DXF formata razlikuju se pojmovi objekt i entitet. Entiteti su prostorni objekti s geometrijom, dok objekti iz sekcije OBJECTS nemaju geometrijsku niti grafičku reprezentaciju. Tu npr. spadaju rječnici. Ovo je važno imati na umu zbog razlika u korištenju terminologije u različitim specifikacijama.

Kod INSPIRE-a primjerice (u generičkom konceptualnom modelu i podatkovnim specifikacijama) pod pojmovima „feature“ i „spatial object“ podrazumijevaju se svi objekti koji mogu biti povezani s prostorom dok se kod ISO 19100 grupe normi pojam „spatial object“ koristi za prostorni podatak, odnosno objekt s geometrijom ili topologijom.

DXF format podataka nema jasno definiranu shemu za topološka ili tematska svojstva 3D modela (kao CityGML), no podržava pohranjivanje 3D geometrije, i to u obliku 3DSOLID (ispunjena) ili 3DFACE (transparentna) (Slika 24) tijela, zatim kao površine (SURFACES – extruded, lofted, revolved i swept) te kao mreže (MESH) vektora spojenih u čvorovima (TIN ili RSG strukture). Isto tako, pohranjuje osnovne elemente crteža u trodimenzionalnom obliku. Npr., točka, linija ili poligon – na način da u sekciji ENTITIES pohranjuje zapise o X, Y i Z koordinatama (Slika 25) točke, početne i krajnje točke linije (Slika 26) ili lomne točke poligona.

Slika 24. Specifikacija DXF datoteke sa kodovima i objašnjenjima za 3DFACE objekt

Page 25: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 24 24

Studija

Slika 25. Specifikacija DXF datoteke sa kodovima i objašnjenjima za točke

Slika 26. Specifikacija DXF datoteke sa kodovima i objašnjenjima za linije

U specifikaciji (Autodesk 2011) sadržani su svi kodovi za pojedine elemente crteža. Autodesk redovito ažurira ovu specifikaciju te objavljuje kako bi omogućio interoperabilnost i programerima olakšao kreiranje aplikacija koje čitaju i pohranjuju DXF datoteke. Gotovo svi CAD i GIS softveri podržavaju rad s DXF formatima datoteka.

Page 26: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 25 25

Studija

4.1.3. GeoVRML

VRML (Virtual Reality Modeling Language) je računalni jezik za 3D modeliranje. VRML definira format datoteka koji integrira grafiku i multimediju. Koncepcijski, svaki VRML je 3D vremenski baziran prostor koji sadrži grafičke i zvučne objekte koje je moguće dinamički modificirati kroz razne mehanizme. VRML ima iznimnu primjenu u vizualizaciji.

VRML je sposoban prikazati kako statične tako i animirane dinamičke 3D modele stvarnog svijeta (Slika 27). Također, sposoban je povezati te modele vezama ostvarenim linkovima sa drugim medijima kao npr. tekstom, zvukom, filmovima i slikama.

Slika 27. VRML prikaz centra Grada Zagreba

Dok je ranije za pregled trodimenzionalnih objekata na Internetu bilo potrebno otvoriti posebnu aplikaciju, pojavom VRML-a to se promijenilo. VRML upotrebljava za zapis svojih datoteka ASCII format te je u svojoj osnovi tekstualna datoteka koja sadrži opise objekata i transformacija koje se na njima izvode. Za VRML se još kaže da je 3D HTML jer ga je moguće pregledavati pomoću web preglednika novijih verzija, dok je kod starijih koji nemaju tu mogućnost potrebna nadogradnja s posebnim dodatkom.

VRML je po svojoj prirodi dinamičan. Ne opisuje format stranice kao npr. HTML, već opisuje 3D model i njegovu okolinu. HTML nudi dvodimenzionalni, a VRML trodimenzionalni prikaz (Medan 2004). VRML se počeo razvijati 1994. te je nakon nekoliko verzija, 1997. godine verzija VRML97 prihvaćena i potvrđena kao standard ISO/IEC 14772 od strane ISO-a.

GeoVRML je format razvijen za prikaz geoprostornih podataka koristeći standard VRML97 (URL 7). Trenutna verzija je GeoVRML 2.0. Neke od značajki GeoVRML formata su:

Definirani koordinatni sustavi

Pojačana preciznost na milimetarsku točnost

Page 27: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 26 26

Studija

Sadrži metapodatke i link na potpuni opis metapodataka

Animacija – mogućnost interpolacije unutar podržanih koordinatnih sustava tako da animacije mogu biti iz perspektive određene točke u koordinatnom sustavu

Upiti – moguće je očitavanje koordinate bilo koje georeferencirane točke

Navigacija – osnovna podrška za navigaciju – npr. uzima se u obzir pretpostavka smanjivanja brzine kod povećanja visine – nagiba.

4.1.4. KML

Keyhole Markup Language (KML) je format temeljen na XML-u razvijen za prikaz prostornih podataka u aplikacijama kao što su Google Earth i Google Maps, ali i ostalim aplikacijama za pregled modela Zemlje. Također koristi se za prikaze u 2D web preglednicima te u mobilnim aplikacijama.

Svaki KML se sastoji od kolekcije grafičkih elemenata, slika i postavki. Koristi se za slijedeće:

Simboliziranje i prikaz geoinformacija prvenstveno unutar različitih aplikacija koristeći simbole, boje, slike i anotacije

Kreiranje različitih pogleda na 3D objekte u KML datoteci

Definiranje stilova

Organizaciju prostornih objekata po hijerarhiji

Lociranje i orijentaciju 3D objekata s teksturama

Za pohranu atributa o geografskim objektima

Za definiranje korisničke interakcije sa geoinformacijama, odnosno prostornim objektima.

S obzirom da se KML većinom koristi s Google Earth aplikacijom koja ima sloj 3D zgrade, te DMT na kojem se one nalaze, KML se uglavnom koristi za prikaz 3D modela zgrada na DMT modelu koji je preklopljen sa satelitskim snimcima. KML datoteke podržavaju 3D modele, njihovo preklapanje s rasterskim datotekama (satelitskim ili aerofotogrametrijskim snimcima) kako bi se izradio fotorealistični model, opisne, odnosno atributne podatke o tim modelima, simbole, te ostale postavke kao poglede, itd.

KML datoteke mogu biti samostalne, ili kao paketi u obliku KMZ arhive. KML datoteke i KMZ arhive mogu biti dijeljene e-mailom, objavljene lokalno za dijeljenje u lokalnoj mreži ili objavljene na Internetu putem web servera.

Google je predložio KML da se usvoji kao OGC standard, te je danas verzija KML 2.2 OGC implementacijski standard za reprezentaciju geoinformacija te njihov prikaz u softverima za pregled modela Zemlje. KML je komplementaran većini ključnih OGC standarda kao GML, WFS i WMS. KML 2.2 koristi određene elemente geometrije proizašle iz GML 2.1.2, kao točka, poligon, itd. Slika 28 prikazuje dijagram elemenata KML datoteke.

Page 28: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 27 27

Studija

Slika 28. Dijagram elemenata KML datoteke (OGC 2008)

Danas podršku za KML ima većina GIS aplikacija (ArcGIS, GRASS GIS, GeoMedia, itd.). S obzirom da KML format objedinjuje geometriju, simbole, opise, atribute, slike i postavke u jednu datoteku daje GIS korisnicima mogućnost dijeljenja njihovih slojeva i karata s drugim korisnicima koji ne moraju nužno biti GIS profesionalci.

KML ima širok krug korisnika. Mnogo običnih korisnika koristi KML za identificiranje svojih kuća, planiranje putovanja i opisivanje događaja te kroz KML dijele svoja iskustva na Google-ovim besplatnim uslugama. Znanstvenici ga koriste za izradu karata raznih resursa, modela i trendova kao erupcije vulkana, meteoroloških promjena, seizmičkih aktivnosti ili pronalazišta mineralnih sirovina. Stručnjaci u prometu i procjeni nekretnina, arhitekti, gradske razvojne agencije za prostorno planiranje i druge institucije koriste KML za prijedloge projekata konstrukcija, vizualizaciju prostornih planova, itd. U nastavi se koristi za istraživanje ljudi, mjesta i događaja te njihove povijesti i sadašnjosti. Brojne velike svjetske organizacije kao npr. National Geographic, UNESCO i dr. koriste KML za prikaz svojih velikih baza prostornih podataka.

Page 29: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 28 28

Studija

4.1.5. ESRI Grid

ESRI Grid je rasterski format podataka kojeg je razvio ESRI. Postoje dva tipa grid-a, tzv. integer i floating-point. Integer grid se koristi za prikaz diskretnih podataka, pojedinačnih objekata, dok se floating-point grid koristi za reprezentaciju kontinuiranih podataka.

Diskretni podaci, odnosno pojedinačni objekti, koji se katkada nazivaju tematski, kategorijski ili diskontinuirani, imaju poznate granice koje se mogu jasno definirati. Moguće je jasno i precizno odrediti gdje objekt počinje i završava. Slika 29 prikazuje primjer diskretnih i kontinuiranih podataka.

Slika 29. Diskretni i kontinuirani podaci

Diskretni podaci su npr. objekti poput jezera, zgrada, ceste i dr. Za razliku od diskretnih, kontinuirani podaci predstavljaju površine u kojima je svaka lokacija na površini određena mjera. Kontinuirani podaci su oni podaci gdje svaka lokacija odražava mjerenu veličinu od referentne točke. Npr., DMT je kontinuirana površina pri čemu je fiksna točka razina mora, a vrijednosti su geoidne visine.

Digitalne trodimenzionalne modele terena ESRI Grid format prikazuje u floating-point tipu. Pri tome svaka ćelija rastera ima vrijednost, a ta vrijednost je atribut koji opisuje tu lokaciju. Npr., u DMT-u, ako neka ćelija ima vrijednost 122.16, to znači kako je reljef na toj lokaciji na 122.16 m nadmorske visine.

Raspon vrijednosti koje je moguće pohraniti u ESRI Grid formatu su:

Za floating-points grid: vrijednosti od -3.4 x 1038 do 3.4 x 1038

Za integer grid: vrijednosti od -2147483648 do 2147483647 (od -231 do (231-1)).

Koordinatni sustavi u ESRI Grid formatima su isti kao i u drugim rasterskim georeferenciranim formatima. Redovi i stupci su paralelni s x i y osima koordinatnog sustava. Kako svaka ćelija ima potpuno iste dimenzije kao i druge ćelije u istom rasteru, lokacija i površina koju prekriva ćelija se može odrediti iz broja njenog retka i stupca. Grid datoteke također mogu pohranjivati neke dodatne informacije, kao podatak o koordinatnom sustavu pridruženom tom grid-u.

Svaki grid je strukturiran po ćelijama kao najmanjim jedinicama, zatim blokovima i skupinama blokova – tile. Veličina skupine blokova u grid-u ovisi o broju redova i stupaca

Page 30: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 29 29

Studija

u trenutku izrade grid-a. Trenutno je gornja granica veličine skupine blokova vrlo velika, 4.000.000 x 4.000.000 ćelija. Sukladno tome, većina grid-ova koji se koriste u GIS aplikacijama spremljena je u jednu skupinu blokova. Slika 30 prikazuje strukturu grid-a. Najmanja jedinica je ćelija, zatim određeni broj ćelija čini blok, a tile je skupina blokova.

Slika 30. Struktura grid-a: ćelije, blokovi i skupine blokova

Grid se pohranjuje kao direktorij odnosno skup datoteka i tablica koje sadrže informacije o grid-u. Tablica 2 prikazuje datoteke i tablice koje sadrži grid direktorij.

Tablica 2. Datoteke i tablice direktorija ESRI Grid-a

Red. Br.

Naziv tablice - datoteke

Opis

1 BND tablica Sadrži granični okvir grid-a; koordinate krajnjih točaka okvira

2 HDR datoteka Binarna datoteka; informacije o veličini ćelije, tipu (integer ili floating-point), metodi sažimanja grid-a, itd.

3 STA tablica (samo floating-point grid)

Statistički podaci; minimum, maksimum, standardno odstupanje, srednja vrijednost

4 VAT tablica (samo integer grid)

Tablica atributa pridruženih pojedinoj ćeliji, te broju ćelija za koje vrijede ti atributi

5 Datoteke w001001.adf i w001001x.adf

U slučaju većih grid-ova, ako su pohranjeni u više skupina blokova, svaka skupina blokova se numerira s obzirom na prostorne odnose sa prvom, baznom skupinom blokova. Ove datoteke sadrže podatke o prvoj skupini blokova.

6 LOG datoteka ASCII datoteka koja sadrži informacije o izradi i zapise o promjenama nastalim nakon izrade grid-a.

4.1.6. Ostali formati

Ostali važni i često korišteni formati koji se mogu izdvojiti su 3D Studio MAX/3ds Max, X3D, COLLADA, OpenStreetMap-3D, GeoTIFF, Intergraph Grid, DEM, DTED, LiDAR LAS format, STDS, SRTM, Terrain ASCII, Arc ASCII i BT (Binary Terrain).

Page 31: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 30 30

Studija

4.2. Prikaz softvera

Softveri se, kako je već prije rečeno, mogu načelno podijeliti u nekoliko različitih kategorija, no GIS softveri nesumnjivo pružaju maksimalnu iskoristivost 3D modela te su kod njihove primjene u upravljanje gradom zasigurno bolji izbor od CAD-a ili softvera koji imaju samo mogućnost vizualizacije 3D modela.

4.2.1. GIS softveri

4.2.1.1. ArcGIS 10.1 for Desktop (3D Analyst ekstenzija)

ArcGIS je jedan od najvažnijih i najnaprednijih GIS alata u svijetu. To je komercijalni softver u vlasništvu ESRI – tvrtke sa najraširenijom zastupljenošću GIS softvera u svijetu (URL 8).

ArcGIS 10.1 je zadnja verzija sa naprednim mogućnostima prostornih analiza, upravljanja podacima, visokom razinom interoperabilnosti, alatima za kartiranje i vizualizaciju, geokodiranje, napredno i automatizirano editiranje, sadrži podršku za veliki broj projekcija i definicija koordinatnih sustava, podržava rasterske i vektorske podatke.

ArcGIS 10.1 for Desktop ima ekstenziju za rad s 3D podacima, 3D Analyst. 3D Analyst omogućuje naprednu vizualizaciju, analizu i kreiranje 3D modela.

3D Analyst dolazi sa dvije aplikacije, ArcGlobe i ArcScene. Sa ove dvije aplikacije moguće je:

Pregledavati podatke na 3D globusu (ArcGlobe)

Pregledavati podatke u 3D prikazu

Kreiranje upita koristeći 3D udaljenosti, odnosno prostorne odnose (Slika 31)

3D analize (Slika 32 i Slika 33)

Kreirati i održavati trodimenzionalne modele

Uvesti 3D podatke iz raznih izvora

Kreirati slojnice.

Slika 31. Primjer upita s 3D udaljenostima

Page 32: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 31 31

Studija

Slika 32. 3D analiza utjecaja planirane zgrade na postojeće poglede

Slika 33. Izrada linije dogledanja

3D Analyst razlikuje dva tipa trodimenzionalnih podataka, entitete (prostorne objekte) i površine. Entiteti mogu biti pohranjeni u bazi podataka i to ESRI formatima File Geodatabase i Personal Geodatabase te pomoću ArcSDE se mogu povezati sa ostalim bazama podataka (Oracle, SQL Server itd.). Površine mogu također biti pohranjene u bazi podataka, no podržani su i drugi formati – TIFF, JPEG2000, IMG, PIX, kao i ESRI TIN i ESRI GRID.

3D entiteti su trodimenzionalni objekti (točka, linija ili poligon) koji imaju pohranjene z koordinate. Oni reprezentiraju pojedinačne objekte. Za razliku od entiteta, površine reprezentiraju kontinuirana područja sa tri dimenzije.

U ArcGIS 3D Analyst moguće je preklopiti sa 3D površinom i entitet sa samo dvije dimenzije (x i y koordinate) kojemu nedostaje podatak o visini ili z koordinata. Takve objekte također je moguće vizualizirati u 3D ako postoji odvojeni izvor podataka 3D površina na koju se može georeferencirati odnosno preklopiti 2D entitet. 3D Analyst

Page 33: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 32 32

Studija

omogućuje kreiranje 3D modela iz sirovih podataka mjerenja, te nadalje njihovu konverziju u druge formate (vektorske, rasterske).

ArcGIS razlikuje podatke općenito s pridruženom koordinatom z koji mogu biti u bilo kojem obliku kao i specijalizirane tipove podataka za rad s 3D modelima površina, a to su:

Rasterski formati

TIN (vektorski formati)

Terrain data (unikatni oblik podataka za ArcGIS)

Izvorni formati mjerenja (LAS, itd.).

3D modele je moguće:

Uređivati

Dodavati nove 3D objekte na površinu (entitete)

Preklapati sa satelitskim i aerofotogrametrijskim snimcima

Objavljivati u raznim oblicima (renderirani 2D prikazi, video animacije, KML datoteke, itd.)

Analizirati (izrada slojnica, bilo jedne slojnice klikom na točku u 3D modelu, ili izradu slojnica za cijeli model, izračun najstrmijih putanja, hidroloških analiza, analize linija dogledanja, izrada profila i njihovih grafova, digitalizacija rasterske grafike preklopljene na 3D površini u 3D model).

ArcGIS Desktop 10.1 s 3D Analyst dodatkom je cjeloviti GIS alat za rad s 3D modelima. On koristi sirove podatke mjerenja (npr. LAS format) isto kao i uvoz gotovih 3D modela, te nadalje podržava njihovu potpunu obradu i editiranje, te objavljivanje.

ArcGIS sa svojim dodatkom Data Interoperability podržava većinu formata podataka, uključujući i 3DS, CityGML, COLLADA, DEM, SDTS, DTED, IDRISI, KML, SKETCHUP, VRML, XYZ, itd.

4.2.1.2. GeoMedia 3D i Geomedia Terrain

GeoMedia 3D je proizvod Intergrapha (URL 9). GeoMedia 3D je set integriranih aplikacija sa širokim mogućnostima za geoprostorno procesiranje.

Omogućuje vizualizaciju, navigaciju, analizu i interakciju s 3D podacima, dinamičko integriranje 3D modela površina, satelitskih snimaka, podataka iz prostorne baze i ostalih vektorskih podataka.

GeoMedia 3D je potpuno integrirana s desktop GIS aplikacijom GeoMedia, tako da omogućuje korištenje svih alata i mogućnosti GIS softvera. Osim aplikacije GeoMedia, integrira aplikacije GeoMedia Grid, Skyline TerraBuilder i GeoMedia Terrain.

Podržava niz formata za trodimenzionalne modele kao DTED, DEM, SDTS, IMG, ESRI Grid, TIFF, itd.

Page 34: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 33 33

Studija

Ciljna grupa korisnika GeoMedia Terrain su regionalne i lokalne agencije za upravljanje prostornim podacima, za promet, gradski uredi za prostorno planiranje i uređenje i ostale institucije koje generiraju karte i prostorne podatke, ili imaju potrebu za preciznim analizama terenskih podataka i kreiranja statičkih ili dinamičkih vizualizacija svojih rezultata.

Osnovne značajke u funkciji procesiranja i vizualizacije 3D modela koje GeoMedia Terrain podržava su:

Izrada slojnica

Kodiranje terena bojama prema visini

Poligoni nagiba i dogledanja

Analize linija dogledanja

Kodiranje bojama i sjenčanje reljefa

Statistike modela

Visinski profili iz 3D modela

3D vizualizacija.

GeoMedia Terrain podržava formate Terrain ASCII, Arc ASCII, DTED, GTOPO30, Intergraph Grid, SDTS, SRTM, DEM.

4.2.1.3. Autodesk AutoCAD

Autodesk je jedan o najvećih proizvođača softvera za inženjersku upotrebu (URL 10). Počeli su se najprije razvijati CAD softveri, međutim najnovije jače verzije uglavnom imaju GIS funkcionalnosti.

Autodesk u ponudi ima paket proizvoda koji uključuje 11 aplikacija:

AutoCAD Civil 3D;

Infrastructure Modeler;

Raster Design;

3ds Max Design;

AutoCAD;

AutoCAD Map 3D;

Navisworks Simulate;

Autodesk Storm and Sanitary Analysis;

Revit Structure;

Utility Design;

Navisworks Manage.

Page 35: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 34 34

Studija

Ovaj paket sadrži aplikacije koje imaju GIS funkcionalnosti (Map 3D), a integracijom s ostalim aplikacijama otvaraju se i većina drugih opcija i mogućnosti od potrebe u primjeni 3D modela.

AutoCAD Map 3D 2013 je zadnja verzija koja također podržava veliki broj standardnih formata u 3D modeliranju, kao i mogućnost primjene svih GIS analiza na 3D modelima (Slika 34).

Slika 34. AutoCAD Map 3D

Snaga AutoCAD Map-a leži u tome što ujedinjuje CAD sa GIS alatima čineći ga tako jednim od vrlo prihvatljivih izbora. Međutim, obzirom na svoju robusnost, ponekad iziskuje napredne tehničke sposobnosti kao i visoku razinu znanja korisnika.

4.2.1.4. Bentley Map

Bentley Map je desktop GIS rješenje tvrtke Bentley koje je izvorno dizajnirano za rad s 3D podacima i upravljanje infrastrukturom (URL 11).

Bentley Map podržava rad s Oracle Spatial i SQL Server Spatial bazama podataka. Aplikacija omogućuje uređivanje i dizajn 3D objekata (Slika 35), alate prostornih analiza nad 3D modelima (Slika 36), specijalizirane alate za upravljanje zemljištem, mogućnosti animacija i izrade 3D karata.

Bentley Map podržava formate ESRI SHP, MapInfo TAB, ODBC, WFS, WMS, Google KML, 3D PDF, ima integriran CityGML predložak za izradu 3D modela gradova, ima mogućnost integriranja sa sučeljem FME (Feature Manipulation Engine), ETL prostornog alata za transformiranje podataka iz jednog izvora u drugi koji podržava više od 250 formata.

Page 36: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 35 35

Studija

Slika 35. Prikaz 3D modela objekata u Bentley Map-u

Slika 36. Prikaz rezultata 3D analize u Bentley Map

4.2.1.5. MapInfo Vertical Mapper 3.7

MapInfo Vertical Mapper 3.7 je najnovija verzija softvera za rad s 3D grid modelima tvrtke Pitney Bowes (URL 12). Vertical Mapper nije u naravi GIS aplikacija, no u integraciji s MapInfo Professional moguće je koristiti funkcije GIS softvera.

Aplikacije omogućuju:

Izradu 3D modela

Vizualizaciju 3D modela

Prostorne analize.

Page 37: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 36 36

Studija

Vertical Mapper 3.7 podržava kreiranje grid-a iz drugih modela – ASCII Grid, DTED, GeoSoft, MONA, DEM, SDTS itd.

Također je moguće uvesti i rasterske datoteke Bitmap, JPEG 2000, GIF, ECW, PNG, GeoTIFF.

4.2.1.6. Global Mapper v14

Global Mapper je GIS aplikacija tvrtke Blue Marble Geographics (URL 13). S obzirom na svoju „veličinu“ od samo 100 MB potrebnog prostora za instalaciju, te jednostavnost instalacije samo pokretanjem jedne instalacijske datoteke, Global Mapper v14 je napredna aplikacija koja nudi niz GIS funkcionalnosti, između ostalog i rad s 3D modelima.

Aplikacija omogućuje:

Rad s vanjskim bazama podataka (MySQL, Oracle, PostGIS/PostgreSQL, SpatiaLite/SQLite, ESRI File i Personal Geodatabase)

Povezivanje i pristup on-line podacima

Georeferenciranje rastera

Digitalizaciju

Prostorne analize (trodimenzionalnih modela)

3D vizualizaciju i kreiranje karata (Slika 37).

Slika 37. Prikaz podataka LIDAR-a u Global Mapper-u

Alati za prostorne analize uključuju:

Izradu uzdužnih profila

Kreiranje linije dogledanja

Generiranje moguće putanje vodnih putova

Page 38: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 37 37

Studija

Kreiranje slojnica

Izračun kubatura terena.

Global Mapper podržava brojne formate za 3D modeliranje kao LIDAR LAS, ArcInfo ASCII, DEM, COLLADA 3D Models, Geosoft, Idrisi format, JPEG2000, Surfer Grid, GeoTIFF, GML.

4.2.1.7. GRASS GIS

GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System) je open source projekt Open Source Geospatial Foundation (URL 14). Posljednja stabilna verzija softvera je GRASS 6.4, verzija GRASS 6.5 je u fazi testiranja, a u pripremi razvoja je i verzija GRASS 7.

GRASS 6.4 omogućuje:

Rasterske analize

Vektorske analize

3D analize (grid i TIN, te 3D modela objekata):

o Kreiranje slojnica

o Analize nagiba i vidljivosti

o Kreiranje površina iz podataka LIDAR i ostalih izvornih formata ili slojnica

Vizualizaciju (preklapanja različitih izvora) (Slika 38 i Slika 39)

Izradu karata

Geostatistiku

Rad s vanjskim bazama (DBF, SQLite, PostgreSQL, MySQL, ODBC…).

Slika 38. DOF preklopljen na DMP

Page 39: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 38 38

Studija

Slika 39. Vizualizacija toka podzemnih voda u GRASS GIS-u

GRASS GIS osim rada s vanjskim bazama podataka podržava i niz formata kroz povezivanje s GDAL (Geospatial Data Abstraction Library) i OGR knjižnicom kao što su GML, KML, ArcInfo ASCII, GeoTIFF, JPEG2000, SRTM, DEM.

4.2.1.8. SAGA

SAGA (System for Automated Geoscientific Analyses) je open source projekt koji razvija GIS softver za geoznanosti koji je korisnički orijentiran i lak za upotrebu (URL 15).

Softver je modularne građe, između ostalog i sadrži i modul za analizu DMR/DMP modela (Slika 40). Neke od mogućnosti su:

Analiza vidljivosti

Sjenčanje reljefa

Hidrološke i geomorfološke analize

Projekcije vodotoka

Izrada vertikalnih profila.

Slika 40. Različite vizualizacije obrade i analize DMR-a u SAGA softveru

Page 40: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 39 39

Studija

SAGA podržava formate iz GDAL knjižnice kao i vektorske formate. Zadnja verzija je SAGA 2.0.8.

4.2.2. CAD softveri

Za razliku od GIS softvera, CAD softveri nemaju mogućnost pridruživanja atributnih ili opisnih podataka geometrijskim podacima, bilo iz baze ili u sustavu pohrane u datotekama. Kod CAD softvera je težište na preciznosti geometrije, a ne na tematici. CAD softveri se koriste u aero industriji, automobilskoj industriji, strojarstvu, robotici, elektrotehnici, projektiranju postrojenja, medicini itd. Zbog toga nisu potpuno primjenjivi na upravljanje DMR/DMZ/DMP modelima. Veliki je broj proizvođača CAD softvera prešao na GIS pristup, te su nadogradili funkcionalnosti softvera. No, CAD softveri i dalje imaju mogućnost pregleda, izrade ili vizualizacije nekih DMR/DMZ/DMP modela, no ne i analiza.

Neki od CAD softvera s mogućnostima rada s 3D podacima su:

SolidWorks

ArchiCAD

ProgeCAD

Microstation V8i.

4.2.3. Softveri za vizualizaciju

Softveri za vizualizaciju 3D modela omogućuju vizualizaciju, ali ne i učinkovitu analizu i obradu 3D modela. U tom smislu, nisu primjenjivi za korištenje 3D modela u upravljanju gradom i urbanom infrastrukturom. Njihova primjena se prije svega odnosi na vizualizaciju i promidžbu. U nastavku su opisani neki od tih softvera.

4.2.3.1. Google Earth

Google Earth je softver za prikaz modela Zemlje, te drugih prostornih podataka (URL 16). Google Earth Desktop dolazi u tri izdanja: Google Earth, Google Earth Pro i Google Earth Enerprise. Google Earth je besplatan softver, dok su druge dvije verzije komercijalne. Google Earth Pro, kao i serverska verzija Enterprise omogućuju uvoz drugih GIS formata kao ESRI Shapefile, MapInfo, KML, GML, GeoTIFF, IMG, te podatke digitalnih modela terena DTED, DEM i dr.

Iako Google Earth Pro nema tipične funkcije GIS softvera (kompleksne analize) ipak omogućuje pregled i jednostavna mjerenja udaljenosti i površina kao i 3D mjerenja. Također Google Earth Pro omogućuje izradu linije dogledanja (Slika 41), zatim procjene potrebnog materijala na gradilištima kroz 3D mjerenja, izračun visina i površina zgrada itd. U besplatnoj verziji omogućeno je samo grubo mjerenje udaljenosti.

Page 41: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 40 40

Studija

Slika 41. Linija dogledanja u Google Earth Pro

U Google Earth-u je moguć pregled postojećih podataka koje je Google ustupio. Navigacijom je moguće pristupiti bilo kojem mjestu na Zemlji te ga istražiti u 3D prikazu ukoliko je za to mjesto ili objekt dostupan 3D model (Slika 42, Slika 43 i Slika 44).

Dostupni su slijedeći slojevi podataka:

Granice i toponimi

Mjesta

Fotografije

Prometnice

3D zgrade

Oceani

Prikaz meteoroloških podataka

Galerije s prikazima povezanim s raznim podacima (potresi, erupcije vulkana, itd.)

Ostalo (POI točke interesa, veze na razne web stranice, itd.)

Slika 42. Prikaz 3D modela zgrade HNK i Muzeja za umjetnost i obrt u Zagrebu u Google Earth-u

Page 42: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 41 41

Studija

Slika 43. Prikaz 3D modela zgrade HNK iz drugog kuta pogleda (sa zemlje)

Slika 44. 3D prikaz Medvedgrada

Google Earth integrira izvore poput: Wikipedie, GeoEye, European Space Agency, NASA, National Geographic, 360Cities, YouTube, itd.

Osim dostupnih podataka, moguć je uvoz vlastitih prostornih podataka ili 3D modela u obliku KML datoteka ili KMZ arhive koji su tada integrirani sa svim ostalim podacima koje Google Earth pruža te na taj način omogućuje uvid u odnose u prostoru s ostalim objektima i područjima. Google Earth Pro, kao što je već rečeno, podržava i druge formate.

Unutar Google Earth-a također je moguće postavljanje oznaka odnosno točke s opisom, kreiranje poligona, obilježavanje putanje linijom te zatim izvoz tih podataka u KML format. Google Earth podržava i povezivanje s GPS uređajima te praćenje putanje uređaja u realnom vremenu te isto tako i uvoz već prikupljenih podataka mjerenja iz GPS uređaja i njihovo smještanje izravno u 3D model te izvoz tih podataka u KML.

Page 43: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 42 42

Studija

Osim mogućnosti prikaza vlastitih podataka u obliku KML datoteke jedna od osobina Google Earth-a je mogućnost prikaza i istraživanja već objavljenih 3D modela zgrada. Google kroz dvije dodatne aplikacije: Google Building Maker (Virtualni graditelj) i Google SketchUp, omogućuje amaterskim korisnicima diljem svijeta da na temelju Google-ovih podataka, satelitskih i aerofotogrametrijskih snimaka izrade sami svoj 3D model zgrade od interesa te ga daju Google-u na recenziju (Slika 45).

Slika 45. Modeliranje zgrade u Building Maker aplikaciji

Ukoliko izrađeni model zgrade bude ocijenjen pozitivno, objavljuje se u sloju 3D zgrade. Na taj način Google je razvio alat kojim će eksponencijalnim rastom, a zalaganjem amatera korisnika iz cijelog svijeta, potencijalno kreirati fotorealistični DMP cijelog svijeta. Naravno točnost takvog modela ovisna je o metodama izrade te dostupnih podloga, ali takav model je zasigurno vrlo iskoristiv u različite svrhe.

Osim desktop verzija Google Earth-a, razvijene su i verzije za korisnike mobilnih telefona i tableta, kao i dodatak za obične web preglednike.

Page 44: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 43 43

Studija

4.2.3.2. Degree 3D

Degree 3D je open source softver za kreiranje i vizualizaciju 3D modela (URL 17). Temeljen je na standardima uobičajenim u upravljanju prostornim informacijama te uključuje upravljanje i pristup podacima kao 3D modeli objekata (entiteta), modela gradova, reljefa i terena te njihove odgovarajuće teksture, kao i njihove međusobne kombinacije (Slika 46 i Slika 47).

Slika 46. Prikaz određenog područja sa svim izvorima podataka

Trodimenzionalni modeli mogu biti uvezeni kao CityGML ili VRML, dok ih je moguće exportirati kao CityGML. Za upravljanje podacima koristi se PostgreSQL baza sa PostGIS proširenjem u kombinaciji sa sustavom pohrane u datotekama.

Moguće je pristupiti podacima i preko OGC web servisa (WMS, WFS, WCS).

Slika 47. Vizualizacija istog područja u raznim kombinacijama izvora podataka

Page 45: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 44 44

Studija

4.2.3.3. 3DField

3DField 3.7.9 je zadnja verzija ovog softvera za kreiranje slojnica i vizualizaciju 3D modela (URL 18). Softver kreira karte slojnica, vizualizaciju podataka kroz dijagrame, 3D reljefne karte (Slika 48), crno bijele i karte u boji.

Moguće je učitati formate DEM, GRD Surfer, ArcInfo ASCII, DBF, JPG, GeoTIFF, ESRI Shape, SRTM, itd.

Slika 48. 3D karta sa slojnicama

4.2.4. Ostali softveri

Osim navedenih softvera postoje i mnogi drugi softveri koji podržavaju 3D modeliranje:

CATIA

Blink3D

FreeCAD

TopMod3D

Blender

Pro/ENGINEER

Seamless3d

Neki od njih ne podržavaju 3D modele površina, nego samo trodimenzionalno modeliranje pojedinih objekata. Također postoje i softveri specijalizirani i dizajnirani za specifične aplikacije u određenim područjima odnosno strukama. Neki od poznatijih su VTP (Virtual Terrain Project) (open source softver za akademsku zajednicu), Navi Model (za upravljanje vodovima), fGIS (za šumarstvo) i dr.

Page 46: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 45 45

Studija

4.2.5. Vrednovanje i usporedba softvera

Kod ocjene korisnosti softvera za određenu namjenu, postoji nekoliko kriterija po kojima se može racionalizirati i optimizirati odluka o izboru softvera.

U slučaju primjene 3D modela u gradskoj upravi Grada Zagreba, s obzirom na veličinu gradske administracije, stupanj razvoja grada i status zasigurno veliku ulogu igraju trenutno važeći standardi, mogućnost korisničke podrške, tehničke mogućnosti aplikacije i drugi parametri. Sukladno tome za kriterije u vrednovanju softvera uzeti su sljedeći parametri: razina interoperabilnosti kroz podržanost određenog standardnog formata podataka, korisnička podrška, ažurnost softvera, ekonomski čimbenici (OS ili komercijalni), i tehnološka razvijenost (Tablica 3).

Page 47: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 46 46

Studija

Tablica 3. Usporedba softvera

R. br.

Softver Geo

VRML City GML

DEM Geo TIFF

LAS BT Korisnička podrška

Ažurnost softvera

Open Source ili komerci-

jalni

Tehnološka razvijenost

(GIS analize)

Broj bodova

1. ArcGIS 10.1 (3D Analyst)

DA DA DA DA DA DA Dobra DA Kom. Visoka 15

2. GeoMedia 3D i GeoMedia Terrain

DA DA DA DA DA NE Dobra DA Kom. Visoka 14

3. AutoCAD Map3D DA DA DA DA DA NE Dobra DA Kom. Visoka 14

3. Bentley Map DA DA DA DA DA DA Dobra DA Kom. Srednja 13

5. MapInfo Vertical Mapper

NE NE DA DA DA NE Dobra DA Kom. Srednja 10

6. GRASS GIS DA DA DA DA DA DA Srednja DA OS Visoka 14

7. ArchiCAD NE NE DA NE NE NE Dobra DA Kom. Niska 6

8. VTP softver NE NE DA DA DA DA Dobra NE OS Srednja 11

9. deegree DA DA NE NE NE NE Nema DA OS Srednja 6

10. 3DEM NE NE DA DA DA NE Nema NE OS Niska 4

11. SAGA NE NE NE DA NE DA Srednja NE OS Visoka 9

12. Google Earth Pro NE NE DA DA NE NE Srednja DA Kom. Niska 5

Legenda (broj bodova):

Korisnička podrška: Nema – 0 Srednja – 1 Dobra – 2 OpenSource ili komercijalni: Komercijalni – 0 OS – 1

Tehnološka razvijenost: Niska – 0 Srednja – 1 Visoka – 2 Vrijednost: NE – 0 DA – 1

Page 48: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 47 47

Studija

Kod zbrajanja bodova pojedinim vrijednostima se pridružuju bodovi kao iz tablice. Zbog važnosti korisničke podrške i tehnološke razvijenosti te vrijednosti imaju težinski koeficijent 2.

Prema tablici usporedbe softvera izrađen je graf procijenjene korisnosti pojedinog softvera u primjeni 3D modela u upravljanju gradom (Slika 49).

Slika 49. Procjena korisnosti softvera

Iz uzorka od 11 odabranih i prikazanih softvera razvidno je kako je zastupljenost komercijalnih veća u višim rangovima, dok je zastupljenost open source softvera u nižim rangovima (Slika 50). Temeljem toga može se zaključiti kako su komercijalni softveri načelno prihvatljiviji za upravljanje 3D modelima i njihovu primjenu u gradskoj upravi.

Slika 50. Zastupljenost OS ili komercijalnog softvera u pojedinom rangu iz prikazanog uzorka

Page 49: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 48 48

Studija

5. Mogućnosti primjene 3D modela

Kako je primjena 3D modela počela još davnih 1950-tih godina, do danas su se ti modeli i njihovi oblici prilično razvili. S obzirom na karakter i mogućnosti analiza te operacija nad 3D digitalnim modelima, njihova primjena je vrlo široka. Kako su DMT/DMP/DMZ modeli usko povezani s GIS-om, oni također imaju multidisciplinarni karakter te su kao takvi primjenjivi poglavito u geo i inženjerskim strukama.

U nastavku je dan pregled primjene 3D modela prostora u različitim područjima povezanim uz upravljanje urbanom infrastrukturom u gradu.

5.1. Katastar i geodetski poslovi

Geodeti uvelike primjenjuju DMR/DMZ/DMP modele kako u katastru, tako i u drugim geodetskim poslovima.

U Hrvatskoj je tradicionalno solidno razvijen sustav upisa 2D katastarskih čestica u katastar i zemljišne knjige iako su brojni upisi zastarjeli zbog neredovitog održavanja pa ponegdje upisana stanja ne odgovaraju onima u naravi. Opis obilježja zemljišta u 3D smislu vrlo je siromašan. Posebni dijelovi nekretnine upisuju se u zemljišne knjige pojedinačnim nacrtima u 2D ali sa naznakom kata na kojem se nalaze, i tu se može govoriti o 2.5D pristupu. Taj pristup privremeno omogućuje upise prava u slojevima, ali promjene nisu podržane. Zato je potrebno razviti upis 3D objekata prava s prostornim opisom. To bi podržalo upis i bolji opis specifičnih, a vrlo skupih građevina kao što su mostovi i tuneli (Vučić i dr. 2012) (Slika 51).

Slika 51. Primjeri građevina kojima 2D katastar nije dovoljan

FIG je pokrenuo inicijativu za uspostavom 3D katastra (URL 19). Osnovana je FIG radna grupa za 3D katastar čiji cilj je vođenje i kreiranje smjernica za uspostavu 3D katastra za zemlje sudionike sukladno normi ISO 19152 Land Administration Domain Model (LADM) koja je usvojena 2012. a koja predviđa i pruža podršku za 3D reprezentaciju podataka (Oosterom 2011). Sukladno tome katastarski podaci su najbolje održavani u obliku vektorskog DMP-a.

Page 50: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 49 49

Studija

Radna grupa u kreiranju smjernica razmatra modele 3D katastra, 3D katastar u infrastrukturi prostornih podataka, temporalnu komponentu podataka (4D), kao i mogućnost korištenja, korisnička sučelja, prezentaciju podataka 3D katastra građanima itd. Na službenim stranicama su objavljeni ispunjeni upitnici o 3D katastrima koje su ispunjavali predstavnici brojnih zemalja sudionika, između njih je i upitnik u kojem su neke ocjene trenutnog stanja s 3D katastarskim podacima u Hrvatskoj (URL 20), kao i neka predviđanja za 2014. godinu.

Potreba za stambenim prostorom oduvijek često višestruko premašuje površinu dostupnog zemljišta, što prisiljava investitore na gradnju viših građevnih struktura s većom gustoćom (Erba 2012). Slika 52 zorno prikazuje nemogućnost pravilnog i preglednog upisa svih stambenih jedinica, ili nekretnina izgrađenih na tom području.

Slika 52. Improvizirano stambeno naselje s ilustracijom potrebnih upisa različitih etažnih nekretnina

Zbog toga je potrebno uspostaviti 3D katastar s trodimenzionalnim modelom zgrada (Slika 53).

Slika 53. Primjer modeliranja 3D katastra (Oosterom i dr. 2012)

Page 51: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 50 50

Studija

No čak ni sam DMZ nije dovoljan, jer bi on u katastru bio smješten na ravninsku podlogu, katastarski plan, te bi svi objekti bili smješteni na istoj razini. Dodavanjem reljefa, tj. uvođenjem potpunog DMP-a stvara se osnova za pravilan način 3D upisnika nekretnina odnosno zemljišta.

Nadalje, kako je izrada DMR-a moguća iz slojnica i kota sa neke druge kartografske podloge, uz pomoć raznih softvera moguć je i obrnuti proces. Tako je već postojeći DMR u geodeziji moguće koristiti za izrade raznih karata, podloga (PGP-ova, itd.), u aerofotogrametriji DMR čini temelj za izradu digitalnog ortofota DOF-a.

Također, kod projekta i izvedbe geodetskih mreža (npr. mreže za izgradnju brana ili mostova, ili apsolutne mreže za praćenje pomaka i deformacija) prethodna radnja rekognosciranju terena te stabilizaciji točaka je provjera vizura između točaka mreže. Kod velikih projekata mreža, gdje je teško intuitivno odabranim točkama pri rekognosciranju terena konstantno provjeravati dogledanja na drugu točku, za ovo se može koristiti analiza linije dogledanja na DMT-u.

Gradski ured za katastar i geodetske poslove Grada Zagreba obavlja poslove katastra nekretnina, područnih registara prostornih jedinica, katastra vodova, pregleda i potvrđivanja parcelacijskih i drugih geodetskih elaborata, reviziju i održavanje stalnih geodetskih točaka, vođenje izvorne evidencije naselja, ulica i kućnih brojeva, te druge stručne geodetske poslove. U navedenim poslovima primjena 3D modela je od iznimne važnosti i koristi.

5.2. Upravljanje imovinom i procjena nekretnina

3D modeli zgrada imaju i važnu primjenu kod upravljanja objektima i infrastrukturom odnosno u Facility Managementu (FM-u). FM je multidisciplinarna struka koja osigurava funkcionalnost izgrađenog prostora kombiniranjem podataka o ljudima, mjestima, procesima i tehnologijama. FM-om se strateški organiziraju tri elementa: predmeti/objekti (prostor), ljudi i procesi (Vojnović 2006). Slika 54 prikazuje vizualizaciju prostorija Geodetskog fakulteta u Zagrebu iz 3D FM sustava.

Slika 54. Prikaz prostorija Geodetskog fakulteta u Zagrebu

Page 52: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 51 51

Studija

Ovakav FM sustav može se koristiti u različite analize, vizualizacije i upravljanje resursima ovisno o detaljnosti podataka unesenih u sustav.

Jedna od pretpostavki za učinkovito tržište nekretnina je uspostava sustava procjene vrijednosti nekretnina s uniformiranim čimbenicima i vrijednostima, otpornog na različite interpretacije i subjektivne procjene pojedinog stručnjaka, te mogućnost automatizirane masovne procjene nekretnina (Tomić 2010).

Važno je razlikovati procjenu poljoprivrednog zemljišta od građevinskog, odnosno izgrađenog zemljišta. Za masovnu procjenu poljoprivrednog zemljišta potrebno je koristiti DMR model bez vegetacije, drugih objekata i građevina, dok je za procjenu izgrađenog zemljišta nužno koristiti DMP.

Kod procjene poljoprivrednog zemljišta, kao što je opisano u (Matijević i dr. 2006), osnovno je obilježje njegova proizvodna sposobnost. Dvije su osnovne sastavnice koje utječu na proizvodnu sposobnost:

Veličina, oblik i položaj katastarske čestice;

Kvaliteta tla.

Iz DMR-a je moguće odrediti obilježja katastarske čestice određena reljefom (prostorni položaj čestice – nagib), koje očito utječu na proizvodnu sposobnost čestice.

Masovna procjena izgrađenog zemljišta je nešto kompleksnija zbog puno više čimbenika koji utječu na vrijednost nekretnine. Ovdje je zato u primjeni potreban DMP. Kod procjene izgrađenog zemljišta razlikujemo položajne čimbenike (korištenje i namjena prostora, prostorna povezanost, udaljenost od točaka utjecaja na vrijednost) te individualne čimbenike (površina katastarske čestice, oblik i kompaktnost katastarske čestice, duljina ulične fronte, površina i volumen zgrade, poligon vidljivosti, položaj u zgradi). Ukoliko se radi o automatskom izračunu ovih čimbenika za masovnu procjenu nekretnina, DMP je nužan poglavito za izračune volumena zgrada, položaja posebnih dijelova nekretnina i najkompleksniju analizu izračuna poligona vidljivosti.

Jedan od bitnih čimbenika koji utječu na vrijednost nekretnine je kvaliteta pogleda. Uz današnje mogućnosti analiziranja prostornih podataka, osim kreiranja 2D poligona moguća je i 3D analiza (Slika 55 i Slika 56).

Slika 55. 2D i 3D poligon vidljivosti

Page 53: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 52 52

Studija

Slika 56. Uzdužni presjek terena i pripadajuća vidljivost horizontalne vizure

Koristeći DMP, umjesto samo DMR-a ili DMZ-a moguće je računati poligone vidljivosti uzimajući u obzir i reljef i građevine (Slika 57 i Slika 58).

Slika 57. Poligon vidljivosti omeđen terenom i zgradama

Slika 58. Poligon vidljivosti omeđen samo zgradama

Rezultati analize i vizualizacije DMP modela važni su za planiranje slijedećih koraka, održavanje vlastite imovine, simulacije i procjene rizika, što je od velikog značaja za menadžere u velikim korporacijama koji upravljaju imovinom na velikim površinama, te razne institucije i tijela lokalne, regionalne i državne vlasti.

Page 54: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 53 53

Studija

Gradski ured za imovinsko pravne poslove i imovinu Grada obavlja poslove koji se odnose na denacionalizaciju, vlasništvo i druga stvarna prava, izvlaštenje i druga ograničenja vlasništva i drugih stvarnih prava, korištenje građevinskog zemljišta, stjecanje, raspolaganje, upravljanje i korištenje nekretninama, pokretninama i pravima u vlasništvu Grada, imovinsko-pravne poslove u vezi s pripremom zemljišta za izgradnju Grada, uređivanje vlasničko-pravnih odnosa, urbanu komasaciju, uknjižbu i evidenciju imovine Grada. Primjena 3D modela moguća je u obavljanju mnogih zadaća, a poglavito u upravljanju i korištenju nekretninama. S druge pak strane, kvalitetan 3D model mogao bi biti osnova za objektivan sustav procjene nekretnina u Gradu.

5.3. Prostorno planiranje i urbanizam

Više vrsta informacija se koristi za izradu prostornih planova i strateških politika. To su informacije o ljudima - stanovništvu, fizičke informacije, ekonomske i informacije o okolišu. Sve se te informacije pojavljuju u prostoru, odnosno moguće ih je georeferencirati pa ih možemo smatrati geoinformacijama u toj primjeni. 3D modeli u GIS okruženju su načelno mnogo korisniji za prostorno planiranje i urbanizam nego ravninske karte i planovi istog područja jer omogućuju obilježavanje određenih informacija od interesa, kreiranje scenarija i predviđanje ekonomskih utjecaja, te procjenu utjecaja na okoliš planiranog novog zahvata u prostor.

Alati koji se ustaljeno koriste za obradu DMP-a omogućuju izračune i prikaze linija dogledanja koje su vrlo korisne ukoliko planirana građevina ili skup građevina imaju određene kriterije ili zahtjeve u tom pogledu. Nadalje, mogućnosti analize toka voda na terenu daje poglavito DMR, te je na taj način moguće predvidjeti moguće izljeve te njihove daljnje tokove, te se ta mjesta mogu označiti kao nepovoljna za prostorno širenje ili gradnju, ili pak odabrati najpovoljniju lokaciju za postavljanje određene brane ili zaštite od poplava u slučaju planiranja gradnje na takvom području.

Pomoću analize nagiba terena, odnosno alata za izračun najkraćeg ili najekonomičnijeg puta, a pri tome uzimajući u obzir razvedenost reljefa te uspone i padove, moguće je izabrati te planirati lokacije za gradnju strateških objekata (policija, vatrogasci, hitna pomoć) za koje je bitan uvjet blizina te mogućnost povezivanja na prometnice.

Kod planiranja lokacije za odašiljače (radio ili mreže mobilnih komunikacija) također je bitan DMP u urbanim sredinama, kako bi se izborom lokacije osigurao nesmetan signal.

U urbanizmu, vizualizacija je jedan od glavnih alata za pravilnu procjenu estetskih posljedica planiranog urbanističkog zahvata. Vizualizacija DMP-a preklopljenog odgovarajućim teksturama, odnosno fotorealističnim DMP modelom je zasigurno najrealističniji prikaz prostora.

Načelno, većina velikih gradova koji su razvijali, odnosno naručili izradu DMP-a, su u prvom planu imali uspostavu tzv. 3D grada kao podršku prostornom planiranju i urbanizmu, no nastankom 3D modela počelo ih se je primjenjivati i za brojne druge namjene: hitne situacije, telekomunikacije, komunalna služba, marketing, itd.

U istraživanju kojeg su proveli (Batty i dr. 2000) o aplikacijama i primjeni 3D modela gradova u prostornom planiranju i urbanizmu, prepoznate su 63 aplikacije, od kojih 38 u

Page 55: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 54 54

Studija

gradovima s više od milijun stanovnika. Najrazvijenije specijalizirane aplikacije za određenu primjenu 3D modela, a poglavito u prostornom planiranju, su prema istraživanju razvijene u gradovima Tokyo i New York.

Stručnjaci sa švicarskog Instituta za geodeziju i fotogrametriju u suradnji sa stručnjacima sa Instituta za lokalno, regionalno i nacionalno planiranje su u svrhu dokazivanja primjene 3D modela u prostornom planiranju izradili fotorealistični DMT područja Greater Kunming Area u Kini. Cilj je bio pokazati da 3D modeli u prostornom planiranju omogućuju da proces planiranja bude jednostavan za primjenu, podaci moraju biti prilagodljivi razini planiranja i svim mjerilima, te orijentirani ka podršci planiranja održivog razvoja.

Pri izradi fotorealističnog DMP-a (Slika 59) korišteni su satelitski snimci LANDSAT 7 ETM+ i IRS 1C PAN. Snimke su spojene u jednu kombiniranu sliku kako bi se sačuvala prostorno mjerilo IRS 1C PAN snimka i spektralne informacije LANDSAT 7 ETM+ snimka.

Slika 59. 3D vizualizacija izrađenog fotorealističnog modela

Nakon što je fotorealistični DMP izrađen, izveden je zaključak kako je njegova primjena u planiranju itekako korisna, te kako je za prostorno planiranje na lokalnoj razini potrebno koristiti aerofotogrametrijske snimke više rezolucije umjesto satelitskih snimaka. U tu svrhu su izrađeni planovi implementacije u GIS-u u svrhu prostornog planiranja, i to za planiranje slijedećih tema (Louy i dr. 2002):

Naselja i krajolik

Opskrba i odlagališta

Page 56: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 55 55

Studija

Gradske prometnice

Javna gradska infrastruktura

Zaštita jezera.

Ovakav pristup vrlo je prihvatljiv u prostornom planiranju brzo rastućih urbanih sredina, gdje lokalna samouprava ima mogućnosti provesti opsežno planiranje.

U Beču se već niz godina koristi 3D model grada u planiranju razvoja i donošenju odluka u prostoru (Dorffner i Belada 2011). Primjene uključuju arhitektonske natječaje, izradu maketa planiranih zahvata u prostoru, analize dogledanja pri planiranju visokih zgrada i građevina blizu zaštićene povijesne jezgre (Slika 60), vizualizacije strateških projekata za političare, medije i građane i dr.

Slika 60. Analiza vizualnog utjecaja planirane zgrade u povijesnoj jezgri Beča

U Gradu Zagrebu također je već uspješno korišten 3D model grada u urbanističkom planiranju i projektiranju. Neki od značajnijih primjera su Projekt Integrirani grad - idejno rješenje povezivanja Trga Franje Tuđmana, Trga Francuske republike i Trga Krešimira Ćosića (Slika 61) te Blok Badel - međunarodni natječaj za izradu idejnog urbanističko- arhitektonskog rješenja Bloka Badel u Zagrebu (Slika 62).

Page 57: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 56 56

Studija

Slika 61. Integrirani grad

Slika 62. Blok Badel

U oba slučaja korišten je DMP s visokom razinom detalja LOD 2.

U Gradu Zagrebu je planiranje razvoja, prostorno planiranje i urbanizam u nadležnosti više gradskih upravnih tijela i ustanova – Gradskog ureda za strategijsko planiranje i razvoj Grada, Gradskog ureda prostorno uređenje, izgradnju Grada, graditeljstvo, komunalne

Page 58: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 57 57

Studija

poslove i promet, te Zavoda za prostorno uređenje Grada Zagreba. Oni obavljaju poslove predlaganja strategijskih odluka i programa razvoja Grada, vođenje registra podataka o prostoru, vođenje postupaka izrade i donošenja dokumenata prostornog uređenja, izrada prostornih planova, izrada izvješća o stanju u prostoru, i stručno-analitičke poslove iz područja prostornog uređenja. Primjenom 3D modela u radu gradskih upravnih tijela i ustanova postigao bi se sinergijski učinak u cjelokupnom planiranju i razvoju Grada.

5.4. Graditeljstvo i izdavanje dozvola

DMT je izvrsna podloga za projektiranje građevinskih objekata jer omogućuje brzo i točno određivanje koordinata i visina u svakoj točki. Zato je u graditeljstvu primjena DMT-a vrlo raširena. DMT se uglavnom koristi u niskogradnji, poglavito linijskih objekata.

Tipične analize nad DMT-om omogućuju brzu i pouzdanu izradu uzdužnih i poprečnih profila potrebnih u svim fazama projektiranja i gradnje (Slika 63), obračun volumena originalnog i projektiranog stanja ili u različitim epohama od posebne važnosti kod gradnje kamenoloma, klizišta, smetlišta, akumulacija i sl., izračun potrebne kubature iskopa ili nasipa terena iznad ili ispod određene razine, što je često potrebno pri građevinskim radovima kako bi se odredila količina materijala (masa, volumen) kojeg treba dovesti ili odvesti na gradilište. Tako, na primjer pri izgradnji ceste treba još u fazi planiranja trasu odrediti tako da je ukupna masa materijala kojeg treba premjestiti minimalna.

Slika 63. Usporedba vertikalnih profila za dvije alternativne trase projektirane prometnice

U cestogradnji kao i kod drugih uzdužnih objekata posebno je prikladna metoda računanja masa iz poprečnih profila.

Page 59: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 58 58

Studija

Kod plošnih objekata kao kod aerodroma, igrališta, bazena, kamenoloma, šljunčara i slično preporučljiva je druga metoda, tzv. metoda računanja masa iz prizmi, također pomoću DMR-a.

Ukoliko je na području projekta dostupan digitalni model reljefa, moguće je izračun masa automatizirati uz pomoć odgovarajućih računalnih programa (Pribičević i Medak 2003).

Dakle, DMR nalazi primjenu u projektiranju i gradnji prometnica za potrebe (Petrie i Kennie 1987):

Izračuna potrebnih zemljanih radova iz kubatura za procjenu troškova

U projektiranju cesta (nagibi terena)

Projektiranju križanja i ostalih elemenata prometnica

Za vizualizaciju uklopa u teren strukturnih elemenata velikih građevina (npr. betonskih temelja ili stupova, upornjaka mostova, te gornjeg ustroja mostova)

Projektiranja željezničkih pruga i brzih transportnih sustava

Radova i iskopa kanala i riječnih preusmjeravanja

Nadzora i vizualizacije gradnje tunela kroz izradu poprečnih i uzdužnih profila tunela.

Kod gradnje građevina i građevinskih zahvata na velikim površinama koristi se za:

Projektiranje i praćene gradnje zračnih luka, odnosno pista

Melioracije zemljišta i radove na obnovi zemljišta uništenog nakon rudarskih radova (izravnavanje umjetnih neravnina nastalih od otpadnog materijala, punjenje jama nastalih kod iskopa šljunka, itd.)

Analize toka voda za procjenu kapaciteta rezervoara i odteretnih kanala

Gradnju brana

Itd.

Nadalje DMT u kombinaciji s DMZ-om tj. DMP moguće je primjenjivati u procesu izdavanja dozvola za gradnju. U procesu izdavanja dozvole, referent mora pregledati tehničku dokumentaciju, te projekte kako bi ustanovio usklađenosti ili eventualna odstupanja od dozvoljenih parametara. S obzirom na to da se dozvole za gradnju izdaju prije početka gradnje, teško je na osnovu 2D projekata vizualizirati utjecaj novoprojektirane građevine u prostoru. Privremenim unosom novoprojektirane građevine na DMP, moguće je u potpunosti vizualizirati te predvidjeti stanje na terenu nakon gradnje, te analizama doći do podataka o usklađenosti izgrađene građevine s uvjetima gradnje izrečenim u prostornom planu (npr. maksimalni koeficijent iskoristivosti i izgrađenosti, maksimalna etažnost i bruto razvijena površina, maksimalna visina objekta, minimalna udaljenost od susjednih međa, itd.)

U Hrvatskoj je u tijeku legalizacija bespravno sagrađenih zgrada prema Zakonu o postupanju s nezakonito izgrađenim zgradama (NN 86/2012). Tim se Zakonom uređuju uvjeti, postupak i pravne posljedice uključivanja u službeni pravni sustav nezakonito

Page 60: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 59 59

Studija

izgrađenih zgrada, a postojanje 3D katastra bi uvelike olakšalo proces legalizacije i upisa takvih zgrada. Slučajevi kao što su npr. „na legalno izgrađenoj garaži je nelegalno dograđen jedan stan“ ili „ zgrada ima dozvolu za 2 kata a izgrađena su 3 kata“ su nažalost u Hrvatskoj česta pojava, pa je građevinskoj, geodetskoj i pravnoj struci potreban bolji opis nekretnine, naročito njene treće dimenzije (Vučić i dr. 2012).

Kod koeficijenta izgrađenosti (tlocrtna površina/površina građevne parcele) je relativno lako kontrolirati na 2D podlogama, no koeficijent iskoristivosti (BRP/površina građevne parcele) zbog potrebe prikaza svih etaža mnogo lakše bi bilo kontrolirati kroz vizualizaciju u 3D prikazu.

Isto tako, kod uvjeta o minimalnoj udaljenosti od međe kod prostornih planova gdje su uvjeti gradnje za ovaj parametar izrečeni relativno na projektiranu visinu (npr. h/2), referentu je lakše vidjeti pravi utjecaj smještaja u prostoru zgrade određene visine u DMP-u, nego iz 2D nacrta i numeričkih podataka.

3D model u postupke provedbe dokumenata prostornog uređenja započeo je primjenjivati i Grad Dubrovnik (Slika 64), za čije potrebe je izrađen detaljan model koji uključuje i oblikovanje krovova zgrada (LoD 2). Primjena je planirana za 3D vizualizacije postojećih i planiranih objekata za građanstvo i stručnu javnost tijekom javnih rasprava i uvida u prostor, izračun solarnog potencijala objekata iz podataka o krovovima i ekspoziciji prema suncu, nagibu krovova, izradu simulacija zasjenjenosti određenih područja, simulaciju pogleda s određenih mjesta, planiranje razmještaja wireless pristupnih točaka – Hot spots itd.

Slika 64. 3D model Dubrovnika (URL 21)

Poslove iz ovog područja u Gradu Zagrebu su pretežito u nadležnosti Gradskog ureda za prostorno uređenje, izgradnju Grada, graditeljstvo, komunalne poslove i promet. Uz

Page 61: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 60 60

Studija

ostale poslove, Ured obavlja poslove koji se odnose na izdavanje akata vezanih uz provedbu dokumenata prostornog uređenja i gradnje (lokacijska dozvola, rješenje o uvjetima gradnje i dr.), izgradnju Grada, pripremu i izvođenje gradskih projekata, vodno gospodarstvo i vode, vodopravnu inspekciju. Primjena 3D modela moguća je u većini navedenih zadaća, a posebno u pripremi i izvođenju projekata te kontroli.

5.5. Spomenici kulture i prirode

Velika važnost u svijetu se pridaje zaštiti kulturne baštine za buduće naraštaje. Sami smo svjedoci velikih razaranja za vrijeme domovinskog rata. Nadalje, prirodne katastrofe poput potresa, tsunamija, erupcije vulkana, požara mogu uništiti spomenike kulture i prirode. Naravno, zaštita spomenika je primaran zadatak, ali sama daljnja obrada, prezentacija i analiziranje može se obaviti na računalu temeljem fotorealističnog 3D modela, odnosno virtualne replike spomenika (Gašparović i Gajski 2012).

Kod očuvanja kulturne baštine, veliku ulogu mogu igrati digitalni modeli terena za dokumentiranje pojedinih artefakata, te u procesima restauracije.

Na primjeru 3D rekonstrukcije starog rimskog grada Augusta Raurica u Švicarskoj koja je napravljena na Basel University for Applied Sciences pokazana je potreba i moguća primjena DMT modela u zaštiti i prezentaciji kulturne baštine. U tom projektu, prvi zadatak je bio izraditi 3D model modernog grada Augst koji je djelomično izgrađen na ruševinama Augusta Raurica. DMT je napravljen koristeći fotogrametrijske snimke kao i DMZ izrađen u CAD-u (Slika 65).

Slika 65. 3D model modernog grada Augst

Drugi zadatak je bio izraditi 3D model starog grada Augusta Raurica. DMR model je kreiran iz arheoloških setova podataka, dok je DMZ izrađen temeljeno na postojećem drvenom 3D modelu starog grada (Slika 66) (Wüst i dr. 2004).

Page 62: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 61 61

Studija

Slika 66. 3D model rekonstruiranog grada Augusta Raurica s DOF-om i DMT-om

Kombinacijom ovih 3D modela je za rezultat moguće istraživati, vizualizirati i prezentirati ovaj spomenik kulture kao i druga arheološka nalazišta bez opasnosti od uništavanja bilo kakvih bitnih predmeta ili dokaza djelovanjem čovjeka na terenu.

Grad Beč koristi detaljni 3D model u zaštiti svoje povijesne jezgre (Slika 67). Primjena je, osim dokumentiranja postojećeg stanja zaštićenih građevina, i u očuvanju vrijednih vizura i poteza u gradu (Dorffner i Belada 2011).

Slika 67. 3D model povijesne jezgre Beča

Page 63: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 62 62

Studija

Kulturni i prirodni spomenici imaju neprocjenjivu vrijednost. Ova činjenica je često prepoznata kad su već ugroženi, ili čak uništeni. Korištenjem 3D modela, moguće je renovirati ih, ili u najgorem slučaju rekonstruirati takve objekte kulturnog nasljeđa. Osim dugoročnog digitalnog očuvanja, odnosno dokumentiranja ovakvih spomenika, korištenjem 3D modela moguće je interaktivno prezentirati i vizualizirati spomenike građanima kojima imaju važnost.

Gradski zavod za zaštitu spomenika kulture i prirode obavlja poslove zaštite kulturnih dobara, izradu konzervatorske dokumentacije, izdavanje uvjeta i dozvola, zaštitu prirode, radove i zahvate na području zaštićenih dijelova prirode i dr. Primjena 3D modela sama po sebi se nameće kao nužno potrebna posebno prije početka radova na konzervaciji odnosno očuvanju kulturne baštine.

5.6. Poljoprivreda i šumarstvo

ARKOD (sustav evidencije zemljišnih parcela u RH) je nacionalna evidencija uporabe zemljišta u Republici Hrvatskoj. Cilj ARKOD-a je omogućiti poljoprivrednicima lakši i jednostavniji način podnošenja zahtjeva za poticaje kao i njihovo transparentno korištenje (Luketić i dr. 2012).

ARKOD sadrži slijedeće podatke:

1. Podaci o ARKOD čestici zemljišta:

a. Identifikacijski broj (ID) ARKOD čestice zemljišta

b. Vrsta uporabe zemljišta sa pripadajućom šifrom

c. Naziv ARKOD čestice zemljišta (domaće ime)

d. Površina ARKOD čestice zemljišta

2. Podaci o posjedniku

a. Matični identifikacijski broj poljoprivrednog gospodarstva

b. Osobni podaci

3. Prostorni podaci:

a. DOF u mjerilu 1:5000

b. Inicijalni LPIS sloj

c. Digitalni katastarski plan (DKP)

d. DMR u mjerilu 1:5000

e. Podaci iz Središnjeg registra prostornih jedinica

f. Topografska karta u mjerilu 1:25000

Iz popisa podataka koje sadrži ARKOD razvidno je da poljoprivrednici koriste DMR svakodnevno kroz ARKOD.

Isto tako, ovi zahtjevi za poticaje prolaze kontrolu prihvatljivosti za poticaje u poljoprivredi koju provodi Agencija za plaćanja u poljoprivredi, ribarstvu i ruralnom

Page 64: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 63 63

Studija

razvoju ili neka druga pravna osoba kojoj se to povjeri. Kontrole tih zahtjeva se provode raznim metodama, između ostalog i daljinskim istraživanjem. Kontrole daljinskim istraživanjem koriste ortorektificirane satelitske ili zračne snimke vrlo visoke rezolucije za lociranje poljoprivredne čestice zemljišta, te utvrđivanje njezinih granica i površine u smislu prihvatljivosti za plaćanje obzirom na prijavljenu poljoprivrednu kulturu i grupu kultura.

Osim toga, za razliku od neizravnih, posrednih primjena u poljoprivredi, DMR se koristi za analize nagiba i smjera nagiba poljoprivrednog zemljišta u svrhu ocjene proizvodne sposobnosti zemljišta. To izravno utječe i na procjenu poljoprivrednog zemljišta (vidi poglavlje 5.2. ).

Prema narudžbi Gradskog ureda za poljoprivredu i šumarstvo Grada Zagreba, Zavod za pedologiju Agronomskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu izradio je projekt pod nazivom „Inventarizacija poljoprivrednog zemljišta Grada Zagreba i preporuke za poljoprivrednu proizvodnju“. Jedan od ulaznih podataka bio je i digitalni model reljefa na osnovi kojeg je izrađeno zoniranje prema nadmorskoj visini i nagibu terena (Slika 68).

Slika 68. Nadmorske visine i nagib terena u Gradu Zagrebu

Dobiveni podaci korišteni su zajedno s drugim podacima (pedološke osobine tla, hidrologija, klima, geologija, vegetacija i dr.) u višenamjenskoj procjena pogodnosti poljoprivrednog zemljišta za ratarstvo, povrtlarstvo, voćarstvo, vinogradarstvo i travnjake (Husnjak i dr 2008).

Page 65: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 64 64

Studija

U šumarstvu, DMR se može koristiti za planiranje pošumljavanja. Kod pošumljavanja se mora paziti da se smanji rascjepkanost šume i očuva bioraznolikost. Kako bi se ovo postiglo potrebno je imati osnovne informacije o terenu s prostornog aspekta. U procesu pošumljavanja rade se tzv., modeli prikladnosti za određene vrste. U radu (Felicisimo 2003) je izrađen i prikazan takav model za vrstu Quercus Pyrenaica u Extramanduri, Španjolska.

Za izradu modela izrađen je i korišten DMR digitalizacijom slojnica sa postojeće topografske karte te njegovi derivati:

Karta trenutne raspodijele vrste Quercus Pyrenaica;

Model potencijalne osunčanosti (analizom sjenčanja terena iz DMR-a simulacijom nastaje model, a kao rezultat je moguće procijeniti vrijeme izloženosti direktnim sunčevim zrakama svake točke na terenu);

Statistički podaci o temperaturi za svaku točku na DMR-u dobiveni interpolacijom na području analize sa ukupno 140 meteoroloških stanica.

Iz modela je moguće kreirati karte prikladnosti za pošumljavanje određenom vrstom (Slika 69).

Slika 69. Karta prikladnosti za pošumljavanje vrstom Quercus Pyrenaica

Što je siva boja tamnija, to je lokacija prikladnija za pošumljavanje vrstom Quercus Pyrenaica. Crna boja je izvan područja analize, a bijela boja je neprikladno zemljište.

DMR se koristi i kod projektiranja šumskih prometnica. Analize i operacije nad DMR-om omogućuju brzu izradu profila, volumena iznad ili ispod neke horizontalne ili kose ravnine, procjenu troškova, volumene iskopa i nasipa, dogledanja, itd. Također se koristi za analizu

Page 66: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 65 65

Studija

optimalnog razmještaja i gustoće šumskih cesta na određenom području, te za izbor najpovoljnije trase šumskih cesta.

Nadalje, smanjenje srednje udaljenosti privlačenja kod gospodarskih šumskih cesta, odnosno srednje daljine pristupa površini kod protupožarnih prometnica krškog područja Hrvatske, jest osnovna zadaća izgradnje šumskih prometnica, a na digitalnom modelu terena uspješno se mogu korigirati geometrijske srednje udaljenosti i to sa čimbenikom nagiba terena, dok je simulacijom sastojinskih elemenata lako utvrditi koeficijent zaobilaženja horizontalnih prepreka. Navedena dva koeficijenta potrebita su za brzo određivanje stvarne srednje udaljenosti.

Dobrobiti od primjene DMR/DMP u šumarstvu su prikazane jednom analizom izrađenom na primjeru Hrvatskih šuma d.o.o., UŠP Požega (Pičman i dr. 1997).

Tijekom 1995. godine izrađeno je pet projekata šumskih cesta ukupne duljine 7593,20 m s ukupno 610 poprečnih presjeka, 177 tjemena i 88 lomova niveleta. Analizirajući ove podatke za 1 000 m šumske ceste uzeti su kao prosjek 80 poprečnih presjeka, 23 tjemena i 12 lomova nivelete, te na osnovi toga utvrđeno je vrijeme koje je potrebno za rad jednog projektanta. Iz dobivenih rezultata zaključeno je da se za izradbu 1 km šumske ceste utroši 2370 min ili 39,5 radnih sati, odnosno 5 radnih dana za jednog projektanta. Ako se ova utrošena vremena izrade projekta 1 km šumske ceste postave u omjer s klasičnim načinom izradbe koje iznosi 20 radnih dana, rezultat je da se primjenom DMR-a u GIS softveru potroši 25% radnih dana koji bi bili potrošeni klasičnim načinom.

Korištenjem DMT-a, odnosno razlike DMT-a i DMR-a moguće je doći do volumena vegetacije te na taj način procijeniti količinu šumskog etata (količine drveta predviđenog za rušenje, odnosno prodaju) ili općenito drvne mase na određenom području. Slika 70 prikazuje sjenčeni prikaz digitalnog modela reljefa i digitalnog modela površina za isto područje Grada Zagreba. LIDAR metoda omogućuje klasifikaciju i razlikovanje površine terena i vegetacije na njemu (Slika 71) (Bretar i Checata 2007).

Slika 70. Ježdovec - model reljefa i model površina s vegetacijom

Page 67: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 66 66

Studija

Slika 71. Klasifikacija podataka LIDAR snimanja

Gradski ured za poljoprivredu i šumarstvo obavlja poslove koji se odnose na unapređivanje i razvoj poljoprivrede i šumarstva, upravljanje i zaštitu poljoprivrednog zemljišta, šuma i šumskog zemljišta, potpore u poljoprivredi i šumarstvu, lovstvo, vinarstvo, zaštitu bilja, stočarstvo i veterinarstvo, zaštitu životinja i dr. U tim područjima najveću primjenu imaju digitalni modeli reljefa, dok digitalni modeli zgrada imaju relativno malu primjenu te nisu obrađeni u ovom poglavlju.

5.7. Zaštita okoliša

Svi alati i mogućnosti DMR/DMP modela spomenute u prijašnjim poglavljima mogu se primijeniti i u zaštiti okoliša. U zaštiti okoliša je potrebno pratiti brojne statističke podatke, te obavljati procjene kroz razne analize. Npr., hidrološke analize toka voda, zaštite od buke, analize emisija i imisija raznih plinova, analize mogućnosti širenja biološki otrovnih materijala itd.

U Hrvatskoj je osnovana Agencija za zaštitu okoliša (AZO) kao javna ustanova za prikupljanje, objedinjavanje i obradu podataka o okolišu Republike Hrvatske te izvješćivanje o stanju okoliša. Za ispunjavanje tih obveza uspostavljen je ISZO (Informacijski sustav zaštite okoliša) čija je potreba i razvoj definiran Zakonom o zaštiti okoliša (NN 110/2007). Unutar ISZO koji se razvija kako bi bio kompatibilan Europskom informacijskom sustavu za okoliš (Shared Environmental Information System - SEIS), AZO koristi DMR u kombinaciji s brojnim drugim podacima za analize i vizualizaciju stanja u okolišu (Slika 72).

Page 68: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 67 67

Studija

Slika 72. GIS preglednik baze podataka o pokrovu i namjeni korištenja zemljišta CORINE Land Cover Croatia s uključenim slojem reljefa

CORINE Land Cover Hrvatska predstavlja digitalnu bazu podataka o stanju i promjenama zemljišnog pokrova i namjeni korištenja zemljišta Republike Hrvatske za razdoblje 1980.-2006. Baza CLC Hrvatska je konzistentna i homogenizirana sa podacima pokrova zemljišta cijele Europske unije.

Prema Izvješću o radu (AZO 2011), podaci koji se prate i analiziraju su pohranjeni u 44 baze podataka, raspodijeljenih u 11 glavnih tematskih podsustava:

Informacijski sustav kakvoće zraka;

Informacijski sustav kopnenih voda;

Informacijski sustav mora;

Informacijski sustav zaštite prirode;

Informacijski sustav tla;

Informacijski sustav gospodarenja otpadom;

Informacijski sustav poljoprivrede i šumarstva;

Informacijski sustav industrije i energetike;

Informacijski sustav prometa i turizma;

Informacijski sustav zdravlja i sigurnosti;

Informacijski sustav općih tema zaštite okoliša.

DMR se može koristiti za analize kakvoće zraka, širenja onečišćenog zraka, mogućnosti širenja stakleničkih plinova, analizama za izdvajanje potencijalno onečišćenih lokaliteta, vizualizaciju eksploatacijskih i istražnih polja mineralnih sirovina, itd.

Unutar najveće baze podataka Agencije za zaštitu okoliša, Registra onečišćavanja okoliša (ROO), skupljaju se podaci o izvorima, vrsti količini, načinu i mjestu ispuštanja, prijenosa i odlaganja onečišćujućih tvari i otpada u okoliš koji se pohranjuju na razdoblje od 10 godina. ROO prati onečišćenja u Hrvatskoj prikupljanjem podataka o ispuštanju 128

Page 69: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 68 68

Studija

onečišćujućih tvari uključujući teške metale, pesticide, stakleničke plinove i čestice te otpadu u sastavnice okoliša (zrak, vodu i/ili more i tlo). Onečišćujuće tvari koje se prate izabrane su zbog potencijalnog rizika koji predstavljaju za zdravlje ljudi i stanje okoliša.

Sukladno tome, primjena DMR/DMP je od presudne važnosti u zaštiti okoliša zbog mogućnosti analiza ugroženih lokaliteta, tokova ili većih područja kako bi se na vrijeme moglo reagirati u aktivnostima za zaštitu okoliša.

U zaštiti okoliša, prema (Lang i Blaschke 2010) 3D modeli se u rasterskom ili vektorskom obliku uz primjenu GIS softvera mogu koristiti za brojne kompleksne analize i dobivanje parametara u mjerama strukture krajolika, a u svrhu očuvanja okoliša i bioraznolikosti. DMR/DMP modeli i GIS analize nad njima omogućuju izračune i usporedbu efektivno korištenih površina za staništa životinjskih i biljnih vrsta, analize utjecaja fragmentacije krajolika, mogućnosti najpovoljnijih lokaliteta ili tokova krajolika, modeliranje mreže biotopa, općenito prikaza vertikalnih struktura krajolika.

S područja istraživanja okoliša, te sa strane modeliranja, rasteri su posebno prikladni za prikazivanje kontinuiranih fenomena. Poznati primjeri toga su rasterski digitalni modeli terena.

Jedan od čimbenika koji se uzima u obzir u prostornom uređenju jest i zagađenje bukom koje uvelike utječe na zdravlje ljudi. Strategija Europske unije za održivi razvoj, odnosno trenutačno valjani šesti Akcijski program, stavlja među ciljeve i aktivnosti smanjenja utjecaja buke na ljude.

U Hrvatskoj se zaštita od buke počela intenzivnije razmatrati tek u posljednjih nekoliko godina, a zakonska regulativa uređena je Zakonom o zaštiti od buke i pripadajućim pravilnicima. Iako je buka subjektivni pojam određen fizikalnim značajkama zvuka i fiziološkim svojstvima uha i ljudskog organizma, moguće je objektivno mjeriti indikatore buke i na osnovi mjerenja modelirati, odnosno ocjenjivati količinu zagađenja bukom. Obveznici izrade karata buke dužni su, sukladno zakonu, osigurati 3D digitalan model područja izrade karte buke. Za to je potreban specifičan 3D model prostora kojega su sastavni dijelovi:

visinske točke kojih je relativni međuodnos s najvećom mogućom dostupnom točnošću, ali ne lošijom od 1,5 m;

prijelomnice i linije oblika;

sve građevine i vrste pokrova terena.

Grad Rijeka je započeo 2008. godine s izradom strateške i konfliktne karte buke za cestovni i pružni promet grada Rijeke. Strateška karta buke jest temeljna karta buke namijenjena cjelovitom ocjenjivanju izloženosti stanovništva buci od različitih izvora buke. Iz navedenog razloga izrađuju se strateške karte buke koje obuhvaćaju samo jedan određeni glavni izvor buke. Konfliktna karta buke jest razlikovna karta buke koja se izrađuje na temelju izrađene strateške karte buke, a iz koje je vidljiva razlika između postojećeg i/ili predviđenog stanja imisije buke i dopuštenih razina buke (URL 22). Slika 73 prikazuje isječak Strateške karte buke grada Rijeke – cestovni promet.

Page 70: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 69 69

Studija

Slika 73. Isječak Strateške karte buke grada Rijeke – cestovni promet

Grad Zagreb je također započeo aktivnosti na izradi karata područja ugroženih bukom pri čemu su nužni 3D podaci o reljefu i zgradama.

U Sektoru za zaštitu okoliša i gospodarenje otpadom Gradskog ureda za energetiku, zaštitu okoliša i održivi razvoj obavljaju se poslovi vezani za procjenu utjecaja na okoliš i zaštitu zraka, zaštitu voda, zaštitu od buke, vibracija i svjetlosnog onečišćenja, gospodarenje otpadom te programsku potporu, informiranje i okolišno održivi razvoj. 3D modeli koji uključuju reljef i zgrade imaju veliku primjenu u tim područjima što daje važan poticaj za izradu sveobuhvatnog 3D modela grada.

5.8. Energetika

Javne ustanove kao što su Hrvatska elektroprivreda, Janaf, INA itd., imaju velike potrebe za naprednim i ažurnim upravljanjem, te inventarizacijom svojih postrojenja. Digitalni modeli površina u te svrhe omogućuju brz i točan pregled stanja, kao i različite analize potrebne za učinkovito i stručno upravljanje i planiranje energetskih postrojenja.

Specifičnosti DMR/DMP modela omogućuju razne analize:

Ocjena potencijalnih lokacija za elektrane – npr. za male hidroelektrane gdje je reljef jedan od glavnih kriterija;

Procjenu moguće proizvedene energije u hidroelektranama kroz procjenu protoka iz DMR-a;

Izračun volumena akumulacija;

Planiranje i upravljanje akumulacijama;

Planiranje naftnih bušotina;

Page 71: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 70 70

Studija

Vizualizacija, upravljanje, i inventarizacija vodova energenata;

Prikaze stanja dalekovodnih mreža;

Izbor lokacije za gradnju energetskih postrojenja uzimajući u obzir zaštitu okoliša;

Procjene troškova i cost/benefit analize.

Jedan od primjera učinkovite primjene DMR/DMP modela je u Sektoru za razvoj Elektroprivrede Hrvatske Zajednice Herceg-Bosne. U Sektoru za razvoj u sklopu projekta Mostarsko blato izrađena je predstudija izvodljivosti “Višenamjenski projekt Dubrava”, prikazana u (Marinčić 2007), čija se višenamjenska primjena, među ostalim, ogleda u sljedećem:

Proizvodnji električne energije;

Navodnjavanju;

Zaštiti od poplava;

Sportu i rekreaciji;

Obnovi postrojenja od povijesnog, energetskog i kulturnog značaja;

Itd.

Izrađen je3D modeli brane i šetnice akumulacije Dubrava, brane i šetnice akumulacije Luke, privatnih i poslovnih objekata izgrađenih do 2001. godine, dalekovodnih stupova s vodičima električne energije digitaliziranih s katastarskog plana mjerila 1:2500, lociranih bunarskih bušotina itd. (Slika 74).

Slika 74. DMP područja Dubrave – sa svim objektima i postrojenjima

Pomoću DMP-a u GIS okruženju moguće je obavljati analize i vizualizacije u raznim redovitim radnim procesima u inventarizaciji i održavanju postrojenja. Npr., kreiranje poprečnih profila skraćuje vrijeme jednog operatera sa vjerojatno cijelog radnog dana, na samo nekoliko sekundi uz rezultate u profesionalnom i efektivnom obliku (Slika 75 i Slika 76).

Page 72: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 71 71

Studija

Slika 75. Odabir profila na 3D modelu te prikaz podataka o odabranom profilu

Slika 76. Poprečna vizualizacija odabranog profila i prikaz podataka u točki profila

Nakon jednostavnog odabira i upita profila, prikazuju se podaci kao npr. horizontalna udaljenost, udaljenost na terenu, minimalna i maksimalna visina terena, najveći nagib, itd., od važnosti za održavanje i upravljanje područjem obuhvata brana i akumulacija, a primjenjivo i na ostala energetska postrojenja.

Za gradsku razinu posebno je zanimljiva primjena 3D modela za potrebe procjene potencijala za korištenje solarne energije. Pri tome se koristi LoD 2 ili detaljniji model grada koji sadrži detaljan model krovova. Grad Beč je razvio projekt solarnog katastra („Solarkataster“) koji prikazuje potencijal pojedinog krova ili dijela krova za proizvodnju električne energije pomoću solarnih panela. Na taj način vlasnik zgrade, pojedinac ili tvrtka, može procijeniti isplativost takvog ulaganja. Karta je građanima dostupna na službenoj web stranici Grada Beča, u okviru wienna GIS-a (Slika 77) (URL 23) . Slične aktivnosti se odvijaju i u drugim gradovima – Münchenu, Lisabonu, Parizu i dr. (URL 24).

Page 73: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 72 72

Studija

Slika 77. Solarni potencijal krovova grada Beča

Sve značajnije područje u svijetu, a i kod nas, je poboljšanje energetske učinkovitosti građevina. Procjenjuje se da se na grijanje troši četvrtina ukupno proizvedene energije (Njemačka). Potrošnja energije za grijanje izravno ovisi o volumenu građevine, godini izgradnje, vrsti i načinu korištenja, te se za potrebe poboljšanja energetske učinkovitosti izrađuju 3D modeli gradova koji sadrže navedene informacije (URL 25). Tendencija je povezivanja svih informacija vezanih za energetiku grada u energetske atlase izrađene korištenjem 3d modela gradova. Jedan od prvih takvih projekata razvijen je za grad Berlin – Energy Atlas Berlin (Slika 78) (Krüger i Kolbe 2012).

Slika 78. Energetski atlas Berlina

Page 74: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 73 73

Studija

U Sektoru za energetiku, gospodarenje energijom i energetski održivi razvoj Gradskog ureda za energetiku, zaštitu okoliša i održivi razvoj obavljaju se poslovi vezani za opskrbu i sustavno gospodarenje energijom, primjenu mjera energetske učinkovitosti i energetski održivi razvoj, te poslovi vezani za promicanje energetske učinkovitosti i održivog gospodarenja energijom. U navedenim poslovima naročito je značajna primjena 3D modela zgrada, po mogućnosti razine detaljnosti koja uključuje realno modeliranje oblika krovova.

5.9. Promet

3D digitalni modeli se koriste u prometu u svim fazama, kako u planiranju prometnica tako i u fazi korištenja prometnica.

Prometne mreže dijelimo na:

1. Cestovne

2. Željezničke

3. Zračne

4. Plovne

Kod planiranja najčešće cestovnih prometnica, no i željezničkih pruga, DMT se koristi za identifikaciju pojedinih segmenata ceste ili pruge (Slika 79), izračun troškova za svaki pojedini segment, analize kombinacije cestovnih segmenata koji će minimizirati potrebne radnje u konstrukciji, održavanju i transportu, te vizualizaciju rezultata planerima (Liu i Sessions 1993).

Slika 79. Prikaz mogućih trasa od polazne do odredišne točke na DMR-u

Kod odabira povoljnih trasa ceste, svaki segment je uvjetovan određenim kriterijem maksimalnih nagiba koje vozila za koje se cesta projektira mogu svladati, a također i nestabilnih strmih padina koje treba izbjeći. Kod rasterskih modela možemo do ovih

Page 75: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 74 74

Studija

vrijednosti doći iz razlike visina svake pojedine ćelije u grid mreži, i horizontalne udaljenosti ćelija, dok u vektorskom modelu izravno možemo doći do nagiba svakog pojedinog segmenta, odnosno spojnice pojedinih točaka modela. Segmenti koji ne zadovoljavaju postavljene kriterije, automatski se izbacuju iz mreže planirane ceste, a prikazuje se konačno mreža mogućih segmenata koji zadovoljavaju postavljene kriterije.

Ovakva analiza se nadalje može proširivati te od mreže mogućih segmenata filtrirati one koji će minimizirati troškove gradnje, u pogledu najpovoljnije točke uvođenja u gradilište, najmanje potrebnog materijala koje treba premjestiti, izračuna kubatura (vidi poglavlje 5.4. ) itd.

Prednost koju pružaju DMT modeli kod prometnica, ovisno o prostornoj rezoluciji i namjeni za koju su nastali, je mogućnost uzastopnih upita te izvlačenja podataka u bilo kojoj točki uzduž prometnice dok se kod klasičnih metoda podaci prikupljaju selektivno uglavnom manjom gustoćom, što daje iskrivljeni prikaz.

Općenito, kod projekata velikih razmjera što uglavnom podrazumijevaju izgradnje i zahvati na cestovnim i željezničkim prometnicama, DMR/DMP modeli su prikladniji (Morgan 2009) za izradu svih potrebnih podloga te analiza za izvedbu potrebnih informacija.

Kod faze korištenja digitalni modeli površina i reljefa se također primjenjuju ponajviše u zračnom i plovnom prometu, kao podloge za navigaciju prometovanja. U plovnom prometu brodovi koriste podatke reljefa morskog dna ili dna plovne rijeke. Moguće je koristiti postojeće 3D podatke nastale iz batimetrijskih mjerenja, ali često imaju i uređaje, echo-soundere koji u realnom vremenu prikupljaju podatke kreirajući ažuran 3D model dna (Slika 80). Na te načine je osigurana nesmetana plovidba i izbjegavanje nasukavanja na morske grebene i sl.

Slika 80. 3D model morskog dna pomoću echo-soundera

Page 76: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 75 75

Studija

U zračnom prometu DMR/DMP se također koristi kao podloga za navigaciju te izbjegavanje visokih struktura. Osim ovoga koristi se u simulacijama letova, u aplikacijama za uvježbavanje pilota, kao i za planiranje leta.

Poseban je značaj korištenja 3D modela u gradovima koji imaju podzemne prometne sustave (metro, tuneli i sl.). U tim slučajevima je jedini način za zoran prikaz slojevitosti vektikalnih odnosa upravo modeliranje u tri dimenzije.

Sektor za promet Gradskog ureda za prostorno uređenje, izgradnju Grada, graditeljstvo, komunalne poslove i promet obavlja poslove vezane uz tehničku regulaciju i sigurnost prometa, poslove organizacije sustava javnog parkinga, poslove vezane za semaforizaciju i organizaciju sustava automatskog upravljanja prometom, te organizacije javnog gradskog, cestovnog i auto taksi prometa. U navedenim područjima 3D model grada može povećati funkcionalnost kroz izradu simulacija prometa, navigaciju vozila te kao podloga za donošenje odluka u prostoru.

5.10. Komunalni vodovi

Kod komunalnih vodova, slično kao i kod energetike i energetskih postrojenja, 3D digitalni model koristan je u smislu pravilne evidencije i predodžbe položaja voda u prostoru.

Komunalni vodovi su svi vodovi postavljeni podzemno ili nadzemno, a služe za:

snabdijevanje naselja ili industrije (vodom, plinom, toplinskom ili električnom energijom);

za odvodnju otpadnih voda i kišnice;

za održavanje veza.

U Republici Hrvatskoj obveza vođenja katastra vodova je definirana Zakonom o državnoj izmjeri i katastru nekretnina (NN 16/2007), a sadržaj, te način izrade i vođenja je propisan Pravilnikom o katastru vodova (NN 71/2008). Ustaljena je trenutna praksa vođenja katastra vodova u Hrvatskoj u 2D, dok je treća dimenzija, odnosno podatak o visini voda upisan kao atribut.

No, već u Članku 8. Pravilnika je dan nagoviještaj o potrebi vođenja katastra vodova u 3D. Članak 8. glasi: Podaci o položaju vodova i objekata koji pripadaju vodovima iskazuju se prostornim koordinatama (x, y, h).

Najvažnija komponenta upisa vodova u katastar je njihov položaj, pa se u tu svrhu geodetskim metodama mjere vodovi što podrazumijeva izmjeru u položajnom i visinskom smislu. Trenutna praksa po kojoj se vodovi upisuju u poseban upisnik položajno sa naznakom visine kao atribut je samo tehnička, a upisani podaci nemaju značaj za prava u odnosu na vodove koji se upisuju u zemljišnoj knjizi. U njoj se vrlo šturo upisuje služnost. Nerazvijenost i nepotpunost katastra vodova ukazuje na potrebu iznalaženja novih pristupa (Vučić i dr. 2012), a kroz integraciju s 3D katastrom, odnosno upotrebom DMP modela u katastru, s vodovima u trodimenzionalnom obliku kao poseban sloj.

Page 77: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 76 76

Studija

Osim za evidenciju vodova, točan smještaj vodova u prostoru služi i u svim budućim radovima kopanja u svrhu održavanja, zamjene ili postavljanja novih vodova. Kako bi se izbjegle moguće neželjene posljedice, potrebno je izvršiti uvid u smještaj postojećih vodova u prostoru prije takvih radova. Naime, različiti vodovi kao vodovod, plinovod, toplovod, kanalizacija, telekomunikacije i dr. se ukopavaju na različitim visinama, te se u 2D prikazu naizgled sijeku u mnogim sjecištima, a visinska predodžba samo kao atribut ne daje pravilan uvid u stanje u prostoru. Zato je integracija s DMP modelom korisna za efikasno vođenje, evidentiranje, održavanje i polaganje novih komunalnih vodova (Slika 81).

Slika 81. Primjer modeliranja vodova u 3D modelu

Ukoliko je upravljanje prostorom zbog sve većih zahtjeva, napretka tehnologije i razvitka društva temeljeno na trodimenzionalnim modelima, katastar komunalnih vodova mora biti usklađen s tim kako bi se osigurala efikasna izgradnja, izrada planova za uređenje prostora, projektiranje priključaka za lokacije stambenih industrijskih i drugih objekata, projektiranje novih vodova, rekonstrukciju postojećih, pronalaženje kvarova na vodovima, osiguranje od oštećenja postojećih vodova kod raskopavanja javnih površina ili drugih zemljanih radova, te dobivanje osnovnih podataka za inventuru i utvrđivanje vrijednosti uređenog građevinskog zemljišta (Vrus 2003).

Upravljanje komunalnom infrastrukturom jedna je od primjena 3D modela grada i u Beču (URL 26). Osim za potrebe vođenja evidencija vodova, naročit je značaj 3D modela prilikom planiranja daljnjeg razvoja ili rekonstrukcija komunalnih mreža i njihovih konflikta s drugim sustavima (npr. metro) (Slika 82).

Page 78: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 77 77

Studija

Slika 82. Položaj podzemnih vodova i objekata podzemne željeznice u Beču

Komunalnim vodovima na lokalnoj razini u Gradu Zagrebu upravljaju podružnice Zagrebačkog holdinga – Vodoopskrba i odvodnja, Plinara, Digitalni grad i dr. Podacima o vodovima se uglavnom upravlja putem 2D ili 2.5D GIS sustava. 3D model grada može biti koristan izvor dodatnih informacija za nadopunu postojećih modela podataka, a konačni cilj treba biti izgradnja potpunih 3D sustava podataka komunalnih vodova.

5.11. Upravljanje rizikom

Korištenje 3D modela gradova u upravljanju rizikom je prilično nova i vrlo atraktivna tema u području geoznanosti (Kwan i Lee 2005). Različite vrste 3D modela i različite funkcionalnosti su potrebne kod različitih grupa korisnika. 3D modeli gradova pružaju važne informacije u raznim aspektima upravljanja rizikom, a posebno su učinkoviti za slučajeve evakuacija (URL 27).

3D modeli omogućavaju arhiviranje oblika i konfiguracije grada u nekom vremenskom trenutku. U slučaju većih katastrofa (npr. potresa), pristup podacima 3D modela omogućava brzu procjenu štete, te naposljetku i samu obnovu uništenih područja.

Postoji više razloga za korištenje 3D modela gradova kod upravljanja rizikom. Samo neke od mogućnosti primjene 3D modela su:

3D vizualizacija, utvrđivanje položaja i orijentacije (vani i u zatvorenim prostorima)

Page 79: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 78 78

Studija

Vizualizacija potencijalnih opasnosti koje bi mogle prouzročiti daljnju štetu - (npr. instalacije plina) korištenjem tzv. „proširene stvarnosti“ (eng. augmented reality) (Slika 83).

Slika 83. „Proširena stvarnost“ ( Augmented Reality) – prikaz potencijalnih opasnosti

Planiranje vođenja operacija kod upravljanja rizikom (npr. određivanje evakuacijskih putova)

Simulacije katastrofa (poplave, širenje raznih zagađenja ...) (Slika 84)

Slika 84. Simulacija požara i poplave

Uvježbavanje osoba koje sudjeluju u akcijama spašavanja (virtualna stvarnost) (Slika 85)

Slika 85. Uvježbavanje službi za sudjelovanje u akcijama spašavanja („virtualna stvarnost“)

Page 80: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 79 79

Studija

Međusobno povezano semantičko modeliranje prostornih i tematskih svojstva 3D objekta i njihovo udruživanje su jedna od najvažnijih obilježja CityGML-a. Objektne klase imaju tematski bogate atribute, te omogućuju mnogo konkretnih upita, kao npr:

Koje zgrade imaju najmanje 10 katova iznad razine terena?

Gdje se nalaze zgrade s dovoljno velikim ravnim krovom, prikladnim za slijetanje helikoptera?

Kako geometrija 3D objekata mora biti prikazana s najmanje jednim tijelom, izračunavanje volumena i masa je olakšano. U slučajevima požara ili poplava, moguće je točno izračunati koliko će dima, odnosno vode, ući u npr. tunel, pješački pothodnik ili zgradu. Izračun masa je također zanimljiv, npr. kod otklanjanja materijala nakon katastrofe.

Mogućnost povezivanja s vanjskim izvorima podataka može omogućiti povezivanje bilo kojeg CityGML objekta ili njegovog dijela sa skupom drugih podataka (npr. katastar i zemljišna knjiga). Ovakav način povezivanja također omogućava npr. povezivanje objekata instalacija neke zgrade s bazama podataka koje sadrže tehničke podatke o tim objektima (npr. hidranti, protupožarna vrata).

Vrlo korisna primjena 3D modela s podacima o unutrašnjosti građevine (LOD 4) je u evakuaciji građevina. Npr. u slučaju poplave poznavanje visine katova iznad i ispod površine terena omogućuje određivanje do kojeg će stupnja zgrada biti zahvaćena poplavom. Ovakva informacija može biti vrlo korisna kod planiranja evakuacije, te kod procjene mogućih šteta – npr. za osiguravajuće kuće.

Unutrašnjost zgrada je modelirana po prostorijama. Prostorije su topološki povezane s površinama koje predstavljaju otvore (vrata, prozori ...). Ovakvo topološko susjedstvo omogućava izradu grafa pristupačnosti (Slika 86) koji može poslužiti za računanje evakuacijskih putova (na temelju algoritama za pronalaženje najkraćeg puta) (Slika 87).

Slika 86. Unutrašnjost građevine (lijevo), te graf pristupačnosti (desno) dobiven topološkim ispitivanjem susjedstva prostorija – moguća primjena u evakuaciju građevine

Page 81: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 80 80

Studija

Slika 87. Prikaz najkraćeg puta između 2 ulaza (A i B) i mjesta katastrofe

U domeni upravljanja rizikom postoji veliki interes za moguće uporabe 3D modela. Moguće primjene 3D modela gradova vide se kod raznih vizualizacija, simulacija katastrofa, procjenjivanja nastalih šteta, uvježbavanja timova nadležnih za pružanje pomoći u hitnim situacijama, pružanja pomoći kod planiranja evakuacije građevina i dr.

Ured za upravljanje u hitnim situacijama Grada Zagreba obavlja poslove koji se odnose na: uređivanje i planiranje, organizaciju, financiranje i provedbu zaštite i spašavanja, obrane, civilne zaštite, zaštite od požara, elementarnih nepogoda i vatrogastva, rukovođenje, koordiniranje i zapovijedanje operativnim snagama i provedbu operativnih mjera i aktivnosti, tajnost podataka, informacijsku sigurnost te druge poslove. Moguće primjene 3D modela gradova vide se kod raznih vizualizacija, simulacija katastrofa, procjenjivanja nastalih šteta, uvježbavanja timova nadležnih za pružanje pomoći u hitnim situacijama, pružanja pomoći kod planiranja evakuacije građevina i dr.

5.12. Turizam, geomarketing i mediji

Jedna od prvobitnih namjena 3D modela gradova, a koja je i danas među važnijima jest upravo mogućnost vizualizacije i korištenje u promidžbene i turističke svrhe.

Potkraj 2008. Grad Zagreb je, u suradnji s tvrtkom Geofoto d.o.o., pokrenuo određene aktivnosti na izradi 3D modela visoke točnosti i makete Grada Zagreba. U svibnju 2009. predstavljeni su prvi rezultati projekta – 3D model i maketa užega gradskog središta (Gradski ured za strategijsko planiranje i razvoj grada 2009). Izrada 3D modela zasnovana je na digitalnom aerofotogrametrijskom snimanju te složenoj geodetskoj i računalnoj obradi. Rezultat su vektorski podaci na razini točnosti mjerila 1:1000. Maketa gradskog

Page 82: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 81 81

Studija

središta izrađena je na osnovi 3D modela korištenjem 3D plotera (Slika 88). Daljnje aktivnosti na žalost nisu rezultirale konkretnim projektom i izradom cjelovitog 3D modela grada.

Slika 88. 3D maketa djela Grada Zagreba

Također i neki drugi gradovi u Hrvatskoj koriste 3D modele u turističke svrhe. Slika 89 prikazuje 3D model Grada Varaždina koji je besplatno dostupan na Webu (URL 28).

Slika 89. 3D model Grada Varaždina

Primjena DMP modela u turizmu može imati veliki značaj jer omogućuju izradu vizualno efektnih karti, te raznih animacija baziranih na fotorealističnim 3D modelima. Ovakve

Page 83: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 82 82

Studija

vizualizacije se mogu koristiti u promidžbenim porukama putem medija te raznih drugih sredstava promidžbe za privlačenje turista.

DMP je i od iznimne važnosti u geomarketingu. Geomarketing je sustavna empirijska znanost predviđanja razvoja tržišta, u svrhu gospodarskog i ekonomskog razvoja. Geomarketing je specijalni alat u tradicionalnom poslovnom marketingu usmjeren na geosegmentaciju (geodetsko razdvajanje nekretnina) i geopozicioniranje (smještanje u prostor dobara i proizvoda). Tradicionalni geomarketing pomaže poduzećima u usklađivanju produkata i usluga s životnim stilom, navikama i režimima korisnika, omogućava prostorne usporedne analize, pomaže u izradi GIS sustava za planove trgovinskih prostora, predviđanje prodaje, formiranje prodajnih teritorija, plan položajnog oglašavanja kao i sredstva oglašavanja.

Koristeći glavni alat geomarketinga - GIS, gdje je danas korištenje 3D modela state of the art primjene GIS-a u geomarketingu, lokalne vlasti počinju uviđati geomarketing kao alat za promociju lokalne i regionalne ekonomije, ekonomskog razvoja u smislu povećanja geoekonomskog tj. regionalnog nadmetanja. Takav marketing je usmjeren na privlačenje pozornosti investitora za ta područja, s namjerom da se ta područja učini otvorenim za svjetsko tržište i ekonomiju.

Isto tako činjenica je da novi pristup regionalnom razvoju i politici, nastoji pružiti ohrabrenje u poduzetničkim poduhvatima i gradi poduzetničke kapacitete u regiji kao sredstvo za podizanje nacionalnog rasta (gospodarstva) po principu održivosti. U nastajućem “od dna prema vrhu” pristupu regionalnom razvoju i politici, jedinice regionalne i lokalne samouprave, tj. kod nas gradovi, općine i županije, bile one u relativnom napretku ili zaostale, se sve više potiče da pomognu sebi, i postanu generatori vlastitog rasta i razvoja (Lisjak 2010).

Primjena 3D modela u GIS okruženju kroz geomarketing pomaže promociji određenih mjesta u regiji da postanu perspektivna za ekonomski razvoj, imajući na umu njihove održive funkcije. Moguće su razne analize od interesa za investitore, kao:

Izbor optimalne lokacije za izgradnju nove tvornice – uzimajući u obzir prostorne podatke o nagibima terena, blizinama prometnica;

Izbor lokacije za postavljanje reklamnog stupa ili plakata – primjenom alata za analizu linija ili poligona dogledanja;

Izbor radiostanice za oglašavanje obzirom na dosege postavljenih radio odašiljača;

Itd.

Osim navedenoga, u medijima se 3D modeli koriste za vizualizacije u reklamama, zatim informativnom programu, vijestima, i poglavito vremenskoj prognozi (Slika 90).

Page 84: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 83 83

Studija

Slika 90. DMR kao podloga u vremenskoj prognozi (URL 29)

U Hrvatskoj je uz institucije koje posjeduju digitalni model reljefa kao DGU, privatne tvrtke Geofoto, GISDATA, Zavod za fotogrametriju itd., i Hrvatska radio televizija (HRT) koja ga koristi za svrhe raznih vizualizacija u informativnom i zabavnom programu.

Promidžba i informiranje sastavni je dio rada svake gradske vlasti, a 3D modeli gradova su koristan alat u tom području. U izradi 3D modela za potrebe turizma, informiranja građana i medija naročito bi korisna bila i suradnja gradske uprave i Turističke zajednice grada Zagreba, nositelja aktivnosti turističke promocije Grada.

Page 85: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 84 84

Studija

6. Usporedba 3D modela

S obzirom na tri vrste obrađenih 3D modela (DMR/DMZ/DMP), te moguće primjene, izrađena je tablična usporedba modela, te ocjena iskoristivosti pojedinog modela za svaku moguću primjenu (Tablica 4).

Tablica 4. Usporedba trodimenzionalnih modela prema područjima primjene s ocjenom iskoristivosti (niska, srednja, visoka)

Područje primjene

Digitalni model reljefa

(terena)

Digitalni model zgrada

Ukupno

Katastar i geodetski poslovi 2 2 4

Upravljanje imovinom i procjena nekretnina 1 2 3

Prostorno planiranje i urbanizam 3 3 6

Graditeljstvo i dozvole 2 2 4

Spomenici kulture i prirode 1 3 4

Poljoprivreda i šumarstvo 3 1 4

Zaštita okoliša 2 3 5

Energetika 2 3 5

Promet 1 1 2

Komunalni vodovi 3 2 5

Upravljanje rizikom 3 3 6

Turizam, geomarketing i mediji 1 2 3

primjenjivost: 1- niska, 2- srednja, 3-visoka

Ukoliko pridružimo svakoj ocjeni vrijednost kako je u opisu grafa (Slika 91), iz ove usporedbe razvidno je kako je u različitim područjima najviše iskoristiv DMP, što je i logično jer su njegove sastavnice DMR i DMZ te on objedinjuje podatke oba modela.

Page 86: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 85 85

Studija

Slika 91. Graf iskoristivosti modela

Iz analize proizlaze konkretni projekti i poslovi u gradskoj upravi koji bi se mogli unaprijediti korištenjem 3D modela, ili je postojanje 3D modela preduvjet za njihovu izradu:

kontrola geodetskih elaborata;

izrada razvojnih strategija;

provedba urbanističko-arhitektonskih natječaja;

izrada urbanističkih planova uređenja i detaljnih planova uređenja;

projektiranje prometnica;

izdavanje dozvola za gradnju;

evidencija zaštićenih spomenika kulturne baštine;

procjena poljoprivrednih i šumskih resursa;

izrada karata buke;

izrada solarnog katastra;

planiranje komunalnih vodova;

simulacije hitnih situacija i operativni poslovi;

turistička promidžba;

informiranje građana.

Primjena je naravno i puno više, kao što je obrazloženo u poglavlju 5., a ovdje su navedeni samo poslovi i projekti u kojima bi se u relativno kratkom roku mogao implementirati 3D model grada. Kao ključni subjekti u primjeni 3D modela iz analize slijede:

Page 87: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 86 86

Studija

Gradski ured za strategijsko planiranje i razvoj Grada

Gradski ured za energetiku, zaštitu okoliša i održivi razvoj

Ured za upravljanje u hitnim situacijama

Gradski ured za katastar i geodetske poslove

Zagrebački holding

Gradski zavod za zaštitu spomenika kulture i prirode

Gradski ured za prostorno uređenje, izgradnju Grada, graditeljstvo, komunalne poslove i promet.

Page 88: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 87 87

Studija

7. Zaključak i preporuke

Velik broj gradova diljem svijeta izradio je 3D model, a sve više ih stremi ka za izgradnji takvih modela. Njihova primjena rezultira mnogim aplikacijama i koristima u svakodnevnom radu gradskih ureda i službi. 3D modeli su naravno zanimljivi i građanima.

Prvi 3D modeli gradova su se uglavnom koristili u svrhu vizualizacije. Danas je njihova uloga višestruka i višenamjenska što jasno pokazuju primjeri obrađeni u ovoj studiji. Razlozi sve većoj popularnosti i svrsishodnoj upotrebi 3D modela su prije svega razvoj mjerne tehnologije prikupljanja 3D podataka kao i softvera za manipuliranje 3D podacima. Isto tako treba naglasiti i razvoj modela za pohranu 3D podataka poput CityGML-a koji osim geometrije (grafike) sadrži semantiku i topološke odnose što je preduvjet za korištenje 3D podataka u GIS okruženju. Objekti su unutar modela razloženi prema logičkim kriterijima koji slijede strukture koje su dane ili se mogu primijetiti u stvarnom svijetu.

S ekonomskog stajališta, semantičko 3D modeliranje gradova ima smisla samo ako se podaci mogu koristiti od strane različitih korisnika i u više aplikacija. Naravno to zahtijeva iznalaženje zajedničkog informacijskog modela za primjenu od strane različitih korisnika i aplikacija.

Temeljem istraživanja provedenih u ovoj studiji, 3D model Grada Zagreba treba implementirati kao sastavni i temeljni skup prostornih podataka ZIPP-a. Mogućnosti primjene takvog modela su neupitno opravdane. Postojeći sirovi rasterski 3D model Grada Zagreba iz LiDAR-a predstavlja dobru osnovu za daljnje modeliranje. Međutim postojeći format i njegova mogućnost korištenja vrlo je ograničena te je potrebno pokrenuti izradu vektorskog 3D modela koji će biti primjenjiv u različitim područjima.

Za izradu vektorskog modela preporuča se koristiti CityGML kao cjelovit i kompletan model te format podataka koji uz geometriju sadrži semantiku i topološke odnose između objekata. Razinu modeliranja 3D modela (LoD0 - LoD4) treba prilagoditi ovisno o konkretnoj primjeni i potrebi. Općenito, cijelo područje grada trebao bi biti modelirano minimalno s LoD1 ili LoD2 razinom detalja što u potpunosti zadovoljava većinu primjena poput modeliranja buke, planiranja, upravljanje prometom itd. LoD2 razina omogućila bi npr. procjenu energetske učinkovitosti kroz ocjenu mogućnosti postavljanja solarnih ćelija i sl. itd. Detaljnije razine poput LoD3 mogu se izrađivati po potrebi npr. za detaljno urbanističko planiranje, upravljanje rizikom, itd. Najdetaljniju razinu, LoD 4, moguće je izraditi i koristiti prema konkretnim potrebama i projektima.

Za fizičku implementaciju i pohranu modela te daljnje analize preporuča se koristiti ArcGIS softversko rješenje na kojem je bazirana većina postojećih prostornih podataka ZIPP-a.

Kako su 3D podaci od interesa i za građanstvo preporuka je također razmotriti mogućnost njihovog pregledavanja unutar Geoportala ZIPP-a. Uz pregled trebalo bi omogućiti i alate za mjerenje u 3D modelu što bi svakako bilo atraktivno i korisno.

Page 89: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 88 88

Studija

8. Literatura

Autodesk (2011): AutoCAD 2012 - DXF Reference, Autodesk Inc., San Rafael, SAD.

AZO (2011): Izvješće o radu 2011. (Sažetak), Agencija za zaštitu okoliša, Zagreb.

Bašić, T., Buble, G. (2007): Usporedba globalnog modela visina SRTM3 s postojećim digitalnim modelima reljefa na području Hrvatske, Geodetski list, br. 2, str. 93.-111.

Batty, M., Chapman, D., Evans, S., Haklay, M, Kueppers, S., Shiode, N., Smith, A., Torrens, P.M. (2000): Visualizing the City: Communicating Urban Design to Planners and Decision Makers, Center for Advanced Spatial Analysis, London, pub. 26.

Bretar, F., Checata, N. (2007): Digital terrain model on vegetated areas: Joint use of airborne lidar data and optical images. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 36 (3/W49A).

Dorffner, L., Belada, P. (2011): Vienna – Digital City. Possibilities for capable applications based on high resolution 3D-city-models. Proceedings of EuroSDR Board Meetings, 118th Meetings, Vienna, Austria. May 2011.

Erba, D. A. (2012): Application of 3D Cadastres as a Land Policy Tool, Land Lines, the quarterly journal of the Lincoln Institute of Land Policy.

Escriu, J. (2012): Data Specification Elevation v3.0. Proceedings of 2012 INSPIRE Conference, Istanbul, 25th - 27th June.

Felicísimo, A. M. (2003): Uses of Spatial Predictive Models in Forested Areas Territorial Planning, IV International Conference on Spatial Planning, Zaragoza, Spain, Proceedings.

FIG (2010): Rapid Urbanization and Mega Cities: The Need for Spatial Information Management. International Federation of Sureyors (FIG) Publication No 48.

Frančula, N. (2004): Digitalna kartografija, Interna skripta, 3. prošireno izdanje, Geodetski fakultet, Zagreb.

Frančula, N, Lapaine, M. (2008): Geodetsko geoinformatički rječnik. Republika Hrvatska, Državna geodetska uprava.

Gajski, D. (2007): Osnove laserskog skeniranja iz zraka. Ekscentar, br. 10, str. 16-22.

Gašparović, M, Gajski, D. (2012): Direktive i standardi EU u terestičkoj fotogrametriji i laserskom skeniranju, Zbornik radova V. Simpozija ovlaštenih inženjera geodezije, Opatija.

Gradski ured za strategijsko planiranje i razvoj grada (2009): Info, broj 2.

Page 90: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 89 89

Studija

Husnjak, S. i dr. (2008): Inventarizacija poljoprivrednog zemljišta Grada Zagreba i preporuke za poljoprivrednu proizvodnju. Agronomski fakultet Sveučilišta u Zagrebu.

INSPIRE Thematic Working Group Building (2012): Data Specification on Building – Draft Guidelines.

INSPIRE Thematic Working Group Elevation (2012): Data Specification on Elevation – Draft Guidelines.

Kocaman, S., Zhang, L., Gruen, A., Poli, D. (2006):3d city modeling from high-resolution satellite images. ISPRS Workshop on Topographic Mapping from Space, Ankara, Turkey.

Krüger, A., Kolbe, T. H. (2012): Building analysis for urban energy planning using key indicators on virtual 3d city models - the Energy atlas of Berlin. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXIX-B2.

Kwan, M-P., Lee., J. (2005): Emergency response after 9/11: the potential of real-time 3D GIS for quick emergency response in micro-spatial environments. Computers, Environment and Urban Systems, No 29, pp 93-113.

Lang, S., Blaschke, T. (2010): Analiza krajolika pomoću GIS-a. ITD Gaudeamus, Požega.

Lisjak, J. (2010): Geomarketing Požeško-slavonske županije, diplomski rad, Geodetski fakultet, Zagreb.

Liu, K., Sessions, J. (1993): Preliminary Planning of Road Systems Using Digital Terrain Models, International Journal of Forest Engineering, vol. 4, br. 2.

Louy, O., Zhang, L., Feiner, J., Gruen, A., Schmid, W.A.(2002): Photo-Textured Digital Terrain Models as a Basis for Regional and Local Planning, International Workshop on Visualization and Animation Of Landscape, Kunming, China, Proceedings.

Luketić, N., Zulijani, E., Biljecki, Z., Rapaić, M. (2012): Kontrola jedinstvenih zahtjeva za izravna plaćanja metodama daljinskog istraživanja i klasičnim mjerenjem na terenu, Zbornik radova V. Simpozija ovlaštenih inženjera geodezije, Opatija.

Marinčić, D. (2007): 3D modeli i vizualizacija u GIS okružju, Geodetski list, br. 4.

Matijević, H., Roić, M (2002): Terestrički laserski skeneri, Geodetski list, br. 3, str. 171-187.

Matijević, H., Mastelić Ivić, S., Cetl, V. (2006): Automatsko računanje 3D obilježja katastarske čestice za potrebe masovnog vrednovanja, Kartografija i geoinformacije, br. 6.

Medan, R. (2004): Podrška upravljanju Geodetskim fakultetom i VRML, diplomski rad, Geodetski fakultet, Zagreb.

Page 91: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 90 90

Studija

Morgan, D. (2009): Using Mobile Lidar to Survey Railway Infrastructure, FIG Commision 5, 6 SSGA Workshop, Proceedings.

Narodne novine (2007): Zakono o državnoj izmjeri i katastru nekretnina, 16.

Narodne novine (2007): Zakon o zaštiti okoliša, 110.

Narodne novine (2008): Pravilnik o katastru vodova, 71.

Narodne novine (2008): Pravilnik o topografskoj izmjeri i izradbi državnih karata, 109.

Novaković, I., Bačić-Deprato, I., Franić, S., Tonković, T. (2009): Izrada i ispis trodimenzionalnog modela Grada Zagreba. Zbornik radova II. Simpozija ovlaštenih inženjera geodezije, Opatija.

OGC (2008): OGC KML Encoding Standard, Open Geospatial Consortium Standard.

OGC (2012): OGC City Geography Markup Language (CityGML) Encoding Standard, Open Geospatial Consortium Standard.

Oosterom, P. (2011): Preface of the Proceedings 2nd International Workshop on 3D Cadastre. Delft, Netherlands.

Oosterom, P., V., Vandysheva, N., Ivanov, A., Pakhomov, S., Spiering, B., Stoter, J., Zlatanova, S. (2012): Design of 3D cadastre model in the Russian Federation. Geospatial World, March.

Petrie, M., Kennie, T. J. M. (1987): Terrain Modelling in Surveying and Civil Engineering, Computer Aided Design, vol. 19.

Pičman, D., Pentel, T., Mikić, B. (1997): Planiranje i projektiranje šumskih prometnica primjenom osobnog računala, Šumarski list br. 11-12.

Pribičević, B., Medak. D. (2003): Geodezija u građevinarstvu, VBZ, Zagreb.

Pribičević, B. (2005): Pomorska geodezija, Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet, Zagreb.

Tomić, H., Cetl, V., Kapović, Z. (2009). Specifičnosti modela prostora za izradu karata buke. Građevinar, Vol 61, No 4.

Tomić, H. (2010): Analiza geoprostornih podataka za potrebe vrednovanja nekretnina u urbanim područjima, doktorska disertacija, Geodetski fakultet, Zagreb.

Tomić, H., Roić, M., Mastelić Ivić, S. (2012). Use of 3D cadastral data for real estate mass valuation in the urban areas. 3rd International Workshop on 3D

Cadastres:Developments and Practices 25-26 October, ShenZhen, P. R. China.

Ulm, K. (2010): Virtual 3D City Models – Satisfaction through sutainability. Geomatics World, Vol 18, No 6.

Page 92: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 91 91

Studija

Vučić, N., Roić, M., Kapović, Z. (2012): 3D katastar – katastar za Europsku uniju, Zbornik radova V. Simpozija ovlaštenih inženjera geodezije, Opatija.

Vojnović, P. (2006): Izrada 3D FM sustava Geodetskog fakulteta korištenjem prostorne baze podataka.

Vrus, A. (2003): Katastar vodova kao dio sustava prostornih podataka, diplomski rad, Geodetski fakultet, Zagreb.

Weibel, R., Heller, M. (1991): Digital Terrain Modeling, Geographical Information Systems: Principles and Applications, Longman, London.

Wüst, T., Nebiker, S., Landolt, R. (2004): Applying the 3D GIS DILAS to archaeology and cultural heritage projects – requirements and first results, 10th ISPRS Congress, Istanbul, Turkey, Proceedings.

Page 93: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 92 92

Studija

Popis URL-ova:

URL 1. ZIPP katalog metapodataka, 10. 01.2 013. https://e-uprava.apis-it.hr/zipp/katalogMetapodataka.aspx

URL 2. CROPOS, http://www.cropos.hr/, 10. 01. 2013.

URL 3. LiDAR, http://www.geofoto.hr/index.php/hr/lidar.html, 11. 01. 2013.

URL 4. CityGML, http://www.citygml.org/, 11. 01. 2013.

URL 5. CityGML, http://www.opengeospatial.org/standards/citygml, 11. 01. 2013.

URL 6. ISO TC 211, http://www.isotc211.org/, 11. 01. 2013.

URL 7. GeoVRML, http://www.ai.sri.com/geovrml/, 14. 01. 2013.

URL 8. ArcGIS, http://www.esri.com/, 14. 01. 2013.

URL 9. GeoMedia, http://www.intergraph.com/, 14. 01. 2013.

URL 10. AutoCAD, http://usa.autodesk.com/, 14. 01. 2013.

URL 11. Bentley Map, 15. 01. 2013. http://www.bentley.com/en-US/Products/Bentley+Map/

URL 12. MapInfo, http://www.pb.com/software/, 15. 01. 2013.

URL 13. Global Mapper, http://www.bluemarblegeo.com, 15. 01. 2013.

URL 14. GRASSGIS, http://grass.osgeo.org/, 16. 01. 2013.

URL 15. SAGA GIS, http://www.saga-gis.org/en/index.html/, 16. 01. 2013.

URL 16. Google Earth, http://www.google.co.uk/earth/index.html, 16. 01. 2013.

URL 17. degree 3D, 17. 01. 2013., http://wiki.deegree.org/deegreeWiki/deegree3/deegree3D

URL 18. 3D Field, http://field.hypermart.net/, 17. 01. 2013.

URL 19. FIG radna skupina za 3D katastar, 18. 01. 2013. http://www.gdmc.nl/3DCadastres/

URL 20. FIG Upitnik za Hrvatsku za 3D katastar, 18. 01. 2013, http://www.gdmc.nl/3dcadastres/participants/3D_Cadastres_Croatia.pdf

URL 21. GDi GISDATA. http://croatia.gdi.net/?p=2502, 18. 01. 2013.

URL 22. Karta buke. http://www.rijeka.hr/KartaBukeGrada, 21. 01. 2013.

Page 94: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 93 93

Studija

URL 23. Vienna’s Solar City Map. http://agnesscottgerman.wordpress.com/2011/10/21/viennas-solar-city-map/, 21. 01. 2013.

URL 24. EU project POLIS unleashes solar energy potential. http://www.ecofys.com/en/press/eu-project-polis-unleashes-solar-energy-potential, 21. 01. 2013.

URL 25. 3D Model of Buildings Energy Efficiency. http://www.umweltpruefung.tu-berlin.de/v-menue/forschung/laufende_projekte/3d_model_of_buildings_energy_efficiency/, 21. 01. 2013.

URL 26. The Vienna 3D City Model. http://www.geoinformatics.com/blog/online-articles/the-vienna-3d-city-model, 29. 01. 2013.

URL 27. 3D GIS in Support of Disaster Management in Urban Areas, http://www.directionsmag.com/article.php?article_id=2049 18. 01. 2013.

URL 28. 3D model Varaždina na Google Earthu, 24. 01. 2013, http://www.varazdin.hr/hr/naslovnica/novosti-u-tijeku/3d-model-varazdina-na-google-earthu.html.

URL 29. Nova TV. http://dnevnik.hr/vijesti/vremenska-prognoza/, 24. 01. 2013.

Page 95: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 94 94

Studija

Popis kratica i pojmova

2D ustaljena kratica za oznaku dvodimenzionalnih prikaza, koordinatnih

sustava, itd.

2.5D ustaljena kratica za oznaku dvodimenzionalnih prikaza podataka kojima je visina pridružena kao opisni podatak

3D ustaljena kratica za oznaku trodimenzionalnih prikaza, koordinatnih sustava, itd.

4D ustaljena kratica za oznaku trodimenzionalnih prikaza podataka s temporalnom komponentom

ARKOD nacionalna evidencija uporabe zemljišta u Hrvatskoj

ASCII American Standard Code for Information Interchange

AZO Agencija za zaštitu okoliša

BT Binary Terrain - format podataka VT softvera

CAD Computer Aided Design

CityGML City Geography Markup Language – otvoreni standard za razmjenu i prikaz 3D modela gradova baziran na GML jeziku

CLC CORINE Land Cover baza podataka

CROPOS Hrvatski pozicijski sustav - državna mreža referentnih GNSS stanica

DBM digital building model - eng. naziv za DMZ

DEM digital elevation model, eng. naziv za digitalni model reljefa ili visina

DGPS Differential GPS

DKP digitalni katastarski plan

DMP digitalni model površine

DMR digitalni model reljefa

DMT digitalni model terena

DMZ digitalni model zgrada

DOF digitalni ortofoto

DSM digital surface model - eng. naziv za DMP

DTED Digital Terrain Elevation Data - format 3D podataka

DTM digital terrain model - eng. naziv za DMT

ESRI Environmental Systems Research Institute

ESRI SHP ESRI Shapefile - ESRI format podataka

Page 96: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 95 95

Studija

ETL Extract, transform, load - kratica za postupak transformacije podataka iz jednog formata u drugi

FIG International Federation of Surveyors

FM Facility Management - upravljanje građevinama

FME Feature Manipulation Engine

GDAL Geospatial Data Abstraction Library

GeoTIFF razmjenski format za georeferencirane rastere baziran na TIFF formatu

GeoVRML Format za prikaz 3D geografskih podataka koristeći VRML97 standard

GIS Geoinformacijski sustav

GML Geography Markup Language – računalni jezik, otvoreni razmjenski format zapisa prostornih podataka

GNSS Global Navigation Satellite System - globalni navigacijski satelitski sustavi

GPS Global Positioning System - američki sustav GNSS

GRASS Geographic Resources Analysis Support System

GRT gornji rub tračnice

GTOPO30 DMR za cijeli svijet kojeg je izradio USGS

HOK Hrvatska osnovna karta

HTML HyperText Markup Language

IEC International Electrotechnical Commission

ISO TC211 International Organization for Standardization Technical Comittee 211 - Geographic Information/Geomatics

ISZO Infromacijskih sustav zaštite okoliša

JPEG Joint Photographic Expert Group

KML Keyhole Markup Language

LADM Land Administration Domain Model

LAS format 3D podataka oblaka točaka

LIDAR Light Detection and Ranging – lasersko skeniranje iz zraka, laserska altimetrija

LIPP Lokalna infrastruktura prostornih podataka

LoD Level of Detail - razina detalja 3D modeliranja

LPIS Land Parcel Identification System

NIPP Nacionalna infrastruktura prostornih podataka

ODBC Open Database Connectivity

Page 97: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 96 96

Studija

OGC Open Geospatial Consortium

OS open source - naziv za softvere otvorenog koda

PDF Portable Document Format - razmjenski format podataka

PNG Portable Network Graphics - format rasterskih podataka

ROO Registar onečišćavanja okoliša

RSG regular square grid - pravilan raspored točaka u 3D modelu

RTK Real Time Kinematics

SAGA System for Automated Geoscientific Analyses

SDTS Spatial Data Transfer Standard

SEIS Shared Environmental Information System - Europski informacijski sustav za okoliš

SQL Structured Query Language

SRPJ Središnji registar prostornih jedinica

SRSG stepped RSG – stepenasti RSG – model u kojem je jednaka visina cijelog kvadrata RSG

SRTM Shuttle Radar Topography Mission - također i format podataka

TIFF tagged image file format - rasterski format

TIN triangulated irregular network – nepravilan raspored točaka u 3D modelu

TRSG triangulated RSG – triangulirani RSG – raspored točaka u modelu u kojem je kvadrat RSG podijeljen na dva trokuta

USGS United States Geological Survey

UTM Universal Transverse Mercator - koordinatni sustav

VRML Virtual Reality Modeling Language – računalni jezik za 3D modeliranje

VTP Virtual Terrain Project

WCS Web Coverage Service

WFS Web Feature Service

Windows OS operacijski sustav Windows

WMS Web Map Service

WPS Wep Processing Service

XML Extensible Markup Language

ZIPP Zagrebačka infrastruktura prostornih podataka

Page 98: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 97 97

Studija

Popis slika

Slika 1. TIN, stepenasti grid i triangulirani grid ...................................................................... 7

Slika 2. DMR Grada Zagreba 1:5000 (URL 1) ......................................................................... 7

Slika 3. Digitalni model zgrada ............................................................................................... 8

Slika 4. Razlika između DMT-a i DMP-a (Escriu 2012) ........................................................... 8

Slika 5. Izrada i modeliranje DMP-a ....................................................................................... 9

Slika 6. DMP Grada Zagreba 1:5000 ...................................................................................... 9

Slika 7. Totalna mjerna stanica (tahimetar) i određivanje visina ........................................ 10

Slika 8. GNSS prijemnik i određivanje 3D koordinata .......................................................... 11

Slika 9. Terestrički laserski skener ....................................................................................... 11

Slika 10. Oblak točaka (engl. Point Cloud) ........................................................................... 12

Slika 11. 3D model iz aerofotogrametrije ............................................................................ 12

Slika 12. Aerofotogrametrijsko snimanje ............................................................................ 13

Slika 13. Stereopar ............................................................................................................... 13

Slika 14. LiDAR ..................................................................................................................... 14

Slika 15. LiDAR oblak točaka, Trg maršala Tita (URL 3) ....................................................... 15

Slika 16. DMR iz SRTM podataka za dio Hrvatske ............................................................... 15

Slika 17. 3D model grada iz Quickbird satelitskih snimaka ................................................. 16

Slika 18. Prikaz reljefa na HOK-u (Hrvatska osnovna karta M 1:5000) slojnicama i kotama ............................................................................................................................................. 17

Slika 19. 3D model jezera iz batimetrijskih mjerenja .......................................................... 17

Slika 20. Geometrijski model CityGML-a u UML-u .............................................................. 19

Slika 21. Model generičkih objekata i atributa .................................................................... 20

Slika 22. Razina detalja (LoD) definiranih u CityGML-u ....................................................... 20

Slika 23. UML prikaz CityGML tematskih cjelina ................................................................. 21

Slika 24. Specifikacija DXF datoteke sa kodovima i objašnjenjima za 3DFACE objekt ........ 23

Page 99: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 98 98

Studija

Slika 25. Specifikacija DXF datoteke sa kodovima i objašnjenjima za točke ....................... 24

Slika 26. Specifikacija DXF datoteke sa kodovima i objašnjenjima za linije ........................ 24

Slika 27. VRML prikaz centra Grada Zagreba ....................................................................... 25

Slika 28. Dijagram elemenata KML datoteke (OGC 2008) ................................................... 27

Slika 29. Diskretni i kontinuirani podaci .............................................................................. 28

Slika 30. Struktura grid-a: ćelije, blokovi i skupine blokova ................................................ 29

Slika 31. Primjer upita s 3D udaljenostima .......................................................................... 30

Slika 32. 3D analiza utjecaja planirane zgrade na postojeće poglede ................................. 31

Slika 33. Izrada linije dogledanja ......................................................................................... 31

Slika 34. AutoCAD Map 3D .................................................................................................. 34

Slika 35. Prikaz 3D modela objekata u Bentley Map-u ........................................................ 35

Slika 36. Prikaz rezultata 3D analize u Bentley Map ............................................................ 35

Slika 37. Prikaz podataka LIDAR-a u Global Mapper-u ........................................................ 36

Slika 38. DOF preklopljen na DMP ....................................................................................... 37

Slika 39. Vizualizacija toka podzemnih voda u GRASS GIS-u ............................................... 38

Slika 40. Različite vizualizacije obrade i analize DMR-a u SAGA softveru ........................... 38

Slika 41. Linija dogledanja u Google Earth Pro .................................................................... 40

Slika 42. Prikaz 3D modela zgrade HNK i Muzeja za umjetnost i obrt u Zagrebu u Google Earth-u ................................................................................................................................. 40

Slika 43. Prikaz 3D modela zgrade HNK iz drugog kuta pogleda (sa zemlje) ....................... 41

Slika 44. 3D prikaz Medvedgrada ........................................................................................ 41

Slika 45. Modeliranje zgrade u Building Maker aplikaciji .................................................... 42

Slika 46. Prikaz određenog područja sa svim izvorima podataka ....................................... 43

Slika 47. Vizualizacija istog područja u raznim kombinacijama izvora podataka ................ 43

Slika 48. 3D karta sa slojnicama ........................................................................................... 44

Slika 49. Procjena korisnosti softvera .................................................................................. 47

Page 100: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 99 99

Studija

Slika 50. Zastupljenost OS ili komercijalnog softvera u pojedinom rangu iz prikazanog uzorka .................................................................................................................................. 47

Slika 51. Primjeri građevina kojima 2D katastar nije dovoljan ............................................ 48

Slika 52. Improvizirano stambeno naselje s ilustracijom potrebnih upisa različitih etažnih nekretnina ........................................................................................................................... 49

Slika 53. Primjer modeliranja 3D katastra (Oosterom i dr. 2012) ....................................... 49

Slika 54. Prikaz prostorija Geodetskog fakulteta u Zagrebu ............................................... 50

Slika 55. 2D i 3D poligon vidljivosti ...................................................................................... 51

Slika 56. Uzdužni presjek terena i pripadajuća vidljivost horizontalne vizure .................... 52

Slika 57. Poligon vidljivosti omeđen terenom i zgradama .................................................. 52

Slika 58. Poligon vidljivosti omeđen samo zgradama ......................................................... 52

Slika 59. 3D vizualizacija izrađenog fotorealističnog modela .............................................. 54

Slika 60. Analiza vizualnog utjecaja planirane zgrade u povijesnoj jezgri Beča .................. 55

Slika 61. Integrirani grad ...................................................................................................... 56

Slika 62. Blok Badel .............................................................................................................. 56

Slika 63. Usporedba vertikalnih profila za dvije alternativne trase projektirane prometnice ............................................................................................................................................. 57

Slika 64. 3D model Dubrovnika (URL 21) ............................................................................. 59

Slika 65. 3D model modernog grada Augst ......................................................................... 60

Slika 66. 3D model rekonstruiranog grada Augusta Raurica s DOF-om i DMT-om ............. 61

Slika 67. 3D model povijesne jezgre Beča ........................................................................... 61

Slika 68. Nadmorske visine i nagib terena u Gradu Zagrebu ............................................... 63

Slika 69. Karta prikladnosti za pošumljavanje vrstom Quercus Pyrenaica .......................... 64

Slika 70. Ježdovec - model reljefa i model površina s vegetacijom ..................................... 65

Slika 71. Klasifikacija podataka LIDAR snimanja .................................................................. 66

Slika 72. GIS preglednik baze podataka o pokrovu i namjeni korištenja zemljišta CORINE Land Cover Croatia s uključenim slojem reljefa .................................................................. 67

Slika 73. Isječak Strateške karte buke grada Rijeke – cestovni promet .............................. 69

Page 101: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 100 100

Studija

Slika 74. DMP područja Dubrave – sa svim objektima i postrojenjima ............................... 70

Slika 75. Odabir profila na 3D modelu te prikaz podataka o odabranom profilu ............... 71

Slika 76. Poprečna vizualizacija odabranog profila i prikaz podataka u točki profila .......... 71

Slika 77. Solarni potencijal krovova grada Beča .................................................................. 72

Slika 78. Energetski atlas Berlina ......................................................................................... 72

Slika 79. Prikaz mogućih trasa od polazne do odredišne točke na DMR-u ......................... 73

Slika 80. 3D model morskog dna pomoću echo-soundera .................................................. 74

Slika 81. Primjer modeliranja vodova u 3D modelu ............................................................ 76

Slika 82. Položaj podzemnih vodova i objekata podzemne željeznice u Beču .................... 77

Slika 83. „Proširena stvarnost“ ( Augmented Reality) – prikaz potencijalnih opasnosti ..... 78

Slika 84. Simulacija požara i poplave ................................................................................... 78

Slika 85. Uvježbavanje službi za sudjelovanje u akcijama spašavanja („virtualna stvarnost“) ............................................................................................................................................. 78

Slika 86. Unutrašnjost građevine (lijevo), te graf pristupačnosti (desno) dobiven topološkim ispitivanjem susjedstva prostorija – moguća primjena u evakuaciju građevine ............................................................................................................................................. 79

Slika 87. Prikaz najkraćeg puta između 2 ulaza (A i B) i mjesta katastrofe ......................... 80

Slika 88. 3D maketa djela Grada Zagreba ............................................................................ 81

Slika 89. 3D model Grada Varaždina ................................................................................... 81

Slika 90. DMR kao podloga u vremenskoj prognozi (URL 29) ............................................. 83

Slika 91. Graf iskoristivosti modela ..................................................................................... 85

Page 102: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 101 101

Studija

Popis tablica

Tablica 1. Karakteristike LoD podjele 3D modela ................................................................ 21

Tablica 2. Datoteke i tablice direktorija ESRI Grid-a ............................................................ 29

Tablica 3. Usporedba softvera ............................................................................................. 46

Tablica 4. Usporedba trodimenzionalnih modela prema područjima primjene s ocjenom iskoristivosti (niska, srednja, visoka) ................................................................................... 84

Page 103: Studija 3D

PRIMJENA 3D MODELA U UPRAVLJANJU GRADOM 102 102

Studija

CD medij

sadržaj: Studija3D.doc

Studija3D.pdf