Використання комп'ютерної графіки при реконструкції садово-паркових ансамблів

Одним з найважливіших етапів підготовки спеціаліста є формування знань в області реконструкції та реставрації садово-паркових комплексів, садибних парків і формування певних навичок у цій роботі. Найважливішу роль в даному творчому процесі відіграє володіння і використання всього комплексу комп'ютерної техніки.

До останнього часу реконструкція об'єктів садово-паркового мистецтва здійснювалася на папері з використанням архітектурного макетування, у вигляді креслень та іншої проектної документації, що найчастіше виключало високу наочність і можливість подання проектів для неспеціалізованої аудиторії. Перспективним напрямом розвитку нових інформаційних технологій є створення, а також широке впровадження у виробництво і використання на всіх етапах підготовки графічних матеріалів програмних засобів для виводу і обробки звукової та відеоінформації.

Однією з технологій реконструкції об'єкта, що спираються на графічні архівні матеріали, збережені будівлі і існуюче планування, є технологія тривимірного моделювання. Вона дозволяє візуалізувати весь комплекс будівель, ландшафт, рослинний покрив, провести просторовий аналіз місцевості. Більше того, використовуваний програмний комплекс дозволяє створити комплект креслень, які можуть використовуватися для реставраційної діяльності.

Перші проекти віртуальних реконструкцій, які згадуються в літературних джерелах - це модель університету і модель міської реконструкції Аvenches City в Західній Швейцарії, виконана в 1989 р Одним з перших великомасштабних проектів віртуальних міст була модель Virtual Лось Анжелес, розроблена в 1994-1995 рр. групою UST (Urban Сімулатіон Team) Каліфорнійського університету.

В даний час функціонують дві основні системи, що забезпечують доступ усіх верств населення до віртуальних реконструкцій: Google Earth і Vizerra.Найбільш широко відома і використовується тільки перша система.

В основі системи лежить використання даних супутникового картографування. Публікація розроблених моделей в мережі Інтернет може дати нову додаткову можливість величезної аудиторії значно розширити свої уявлення про культурні та історичні цінності садиб і садибних парків. Більше того, одним з найбільш перспективних методів історичного дослідження є саме візуальне історичне моделювання. При реконструкції великих садибних територій, історичних просторів існує можливість врахування топографічних особливостей місцевості і розташування будівель. Створена модель интерактивна - користувач має можливість довільно орієнтуватися в просторі і досліджувати його, пересуваючись в ньому.

Програмними комплексами, як Autodesk AutoCAD, Adobe Photoshop, Google SketchUp. Даний мінімальний набір програм дозволяє здійснювати найнеобхідніші операції з об'єктами як в 2D, так і в 3D-просторі. Програма AutoCAD дозволяє створювати весь комплекс проектно-конструкторської документації, підготовляти її до друку; Photoshop - редагувати графічні дані передпроектного аналізу території, створювати зображення певних видових точок проекту, підготовляти текстури; SketchUp - один з найбільш легких в освоєнні комплексів, що дозволяє працювати в 3D-просторі, створюючи малі архітектурні форми, будівлі та споруди.

ЛекцІя № 11

ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ технології ТРИВИМІРНИХ ГІС в реконструкції будинків

План:

1. Методи збору тривимірних даних про місцевість і будівельні обєкти;

2. Тривимірні ГІС;

3. Програма 3д-моделювання SketchUp.

Розвиток різноманітних технологій ясно демонструє вдосконалення методів збору тривимірних даних про місцевість і об'єкти відносно підвищення точності та дозволи.

До таких методів належать:

- аерокосмічна зйомка і наземна стереофотограмметрічеськие зйомка,

- повітряне та наземне лазерне сканування

- GPS-зйомка.

На даний момент проводиться багато досліджень, спрямованих на автоматизацію процесу реконструкції тривимірних моделей об'єктів. Для цих цілей розроблені різні підходи, що відрізняються дозволом, точністю і вартістю.

Фотограмметрія є класичним і домінантним підходом для отримання тривимірних даних. У цьому випадку побудова тривимірних моделей об'єктів і картографування територій виконується з використанням стереопар знімків.

Останнім часом знову зростає популярність наземної стереофотограмметричної зйомки об'єктів, де цифрові камери застосовуються для отримання великомасштабних знімків, наприклад, будівель. З розвитком технології цифрової обробки зображень підвищується швидкість обробки даних, знижується її вартість і збільшується ступінь автоматизації процесів розпізнавання та реконструкції об'єктів за їх зображенням.

Крім стереофотограмметричної обробки знімків з метою побудови тривимірних моделей місцевості розроблено нові технології отримання тривимірної інформації з одиночного зображенню, використовуючи геометричні властивості об'єктів і закони їх відображення на площині, тіні або комбінацію цих підходів. Ці технології дозволяють прискорити процес обробки знімків і знизити її вартість у порівнянні зі стереоізмереніямі. Наявні на даний момент комерційні програмні продукти дають можливість створювати фотореалістичні моделі міст і будинків по одиночним космічним або аерознімків.

Лідарна зйомка або лазерне сканування на сьогоднішній момент є найшвидшим і автоматизованим способом збору просторової інформації. Використання повітряного і наземного лазерного сканування забезпечує швидке і точне побудова цифрової моделі рельєфу і визначення висоти споруд.

Завдання реконструкції споруд полягає у визначенні положення і орієнтації будівель, їх розміру, перевищення точок місцевості, висоти дахів і т. д. Моделі більшості будівель можуть бути описані досить детально за допомогою багатогранників, тобто їх межі можна представити набором площин і прямих ліній.

Реконструкція будівель за даними лазерної зйомки, також як і більшість завдань виділення характерних особливостей зображень, може бути реалізована в напівавтоматичному або автоматичному режимі. Напівавтоматичні процедури засновані на використанні набору примітивів для опису стандартних типів будівель і дахів. У цьому випадку оператор «вписує» відповідний примітив в масив точок і комбінує (з'єднує) його із загальною моделлю будівлі. Різні автоматичні процедури реконструкції будівель допомагають оператору виміряти окремі елементи об'єкта і уточнити тривимірні каркаси моделей.

Складність реконструкції будівель можна зменшити, інтегруючи дані, отримані із знімків і цифрової карти або ГІС. У цьому випадку інформація про планове положенні споруд береться з карти. Для отримання висотної складової застосовуються два походу: використовуються стереопари знімків, які дані повітряного лазерного сканування.

Розвиток перерахованих методів отримання просторової інформації про об'єкти, а також вдосконалення апаратної й програмної частини обчислювальних систем призвело до появи тривимірних ГІС.

Тривимірні ГІС часто називають віртуальними. Віртуальна ГІС може вирішувати практично всі завдання, які на даний момент реалізовані в традиційних ГІС.

Використовуваеться:

- для міського планування, оцінки стану рослинності, грунтів, водних шляхів або дорожніх ділянок, передбачення повеней і багатьох інших завдань;

- отримання детального тривимірного вигляду окремих об'єктів і територій з будь-якої точки відкриває нові перспективи для користувачів ГІС.

- проектувальники нових будівель і споруд можуть отримати комплексний тривимірний вигляд ландшафту з передбачуваного місця будівництва об'єкта або віртуальний знімок спроектованого споруди з сусідньої будівлі.

- допомагає службам МНС, швидкої, аварійної та пожежної служби допомоги негайно отримати тривимірний вигляд території, звідки надійшов сигнал про лихо, та відповідну інформацію з БД ГІС про події.

Переваги тривимірних моделей в порівнянні з традиційною картою або планом.

* Інформативність.

По-перше, для міста, заводів, майданчиків складного технологічного обладнання властива наявність багатоярусних конструкцій. Такі об'єкти через нашарування елементів неможливо відобразити детально на площині. У цьому випадку на топографічному плані для багатоярусних конструкцій, як правило, показується або нижній, або верхній ярус.

По-друге, багато об'єктів на плані відображаються у вигляді точкових умовних знаків (наприклад, пожежні гідранти), які за визначенням не мають орієнтації. На тривимірній моделі такі об'єкти будуть виглядати аналогічно, як на місцевості (відповідно до їх висоти і спрямованості).

Наочність.