3D niksauttaa aivot toiseen asentoon

3D ja BIM-mallit ovat puhuttaneet paikkatietokansaa jo jonkin aikaa. Ehkä joku on toivonut jopa, että jos se vaan ei koskettaisi minua, niin kaikki menee hyvin. 3D vaan tulee, sille ei voi mitään ja siihen pitää varautua. Se voi olla oikeasti aika hauskaakin! Teemme Maanmittauslaitoksen toimeksiannosta Proof of Concept kokeilua miten avoimen lähdekoodin ohjelmistot käsittelevät 3D maailmaa, työ on vielä aluillaan ja lisää siitä voi lukea Pekka-pomon blogista. Ja pomo taisi luvata että edistyminen raportoidaan avoimesti. Aloitetaan kuitenkin perusteista.

LOD, CityGML ja Mesh

CityGML-malleja on jo muutamia vuosia ollut saatavilla ja ne ovat aika järeitä datasettejä. Sen lisäksi että esim. rakennuksissa voi olla mallinnettuna hyvinkin tarkasti erilaiset ulkonemat, parvekkeet ja kattojen muodot, malliin voidaan lisätä myös fasaadit eli ulkoasu esimerkiksi kuvista kokoamalla. 3D-rakennuksen “kolmedeemäisyys” arvioidaan millä LOD-tasolla kohde on (Level of Detail). Mitä kompleksisempi, sitä korkeampi LOD-taso (lue esim. tämä artikkeli LOD-tasojen määrittelystä). Tähän mennessä suurin osa CityGML aineistoista noudattaa LOD 2-tasoa. Tänne on koottu maailmalta löytyviä CityGML malleja, niitä voi kokeilla ottaa eri työkaluilla käyttöön.

Jos esim. Helsingin aineistoa tuijottelee HRI:n avoimen datan palvelun kautta, vastaan tulee Mesh-termi. Esimerkiksi polygoni mesh tarkoittaa miten tiedostossa mallinnetaan pisteet, viivat ja pinnat, jotta saadaan muodostettua itse 3D-objekti eli polyhedraalinen kohde. Mesh-aineistoja on käytetty esim. ilmatieteessä ja yhden Mesh-aineiston avulla voidaan tutkia esimerkiksi aikaan sidottuja säätila-arvoja. Jos Mesh-asiat kiinnostavat, kannattaa tutustua esimerkiksi Kurt Menkelin QGIS User Conferensissa vetämään visualisointityöpajaan ja sen aineistoihin. Kaupunkimallin puolella Mesh tarkoittaa itse rakennuksen tietomallia ja sitä miten rakennuksesta voidaan muodostaa 3D-objekti.

Helsingin CityGML:n osalta rakennusten vieminen QGIS:iin ei ole ihan suoraviivaista. GML-malli pitää viedä GeoJsoniksi tai PostGISiin ogr2ogr työkalua hyödyntäen (Huom! muunna tällöin kohdegeometria, -nlt MULTIPOLYGON). Meidän visualisointigurumme Topi teki heti kuitenkin ohjeet saatuaan kokeiluja aineistolla ja hyödynsi makeaa varjostuskriptiä visualisoinnissaan. Aika hieno vai mitä?

Blenderi surisemaan ja QGIS soimaan

Avoimen lähdekoodin puolella Blender-ohjelmisto on 3D-puolen kunkku. Se on tehty 3D animaatioiden tuotantoon, joten se on aika järeää settiä. Blender ymmärtää myös paikkatietoja, joten 3D objekteja voi heitellä maastomallin päälle ja pyöritellä niitä siellä. Blenderin oikea työkäyttö vaatii kuitenkin todella paljon osaamista – nappuloita on enemmän kuin QGIS-ohjelmistossa.

Mutta myös QGISn uusimpaan versioon on tullut 3D työkaluja, erityisesti visualisointiin liittyen. Esimerkiksi täältä löytyy hyvät perusohjeet 3D-kohteiden tuomiseen QGISn puolelle ja samoin esimerkki CityGML:n tuonti QGISiin, kyseisessä ohjeessa on myös linkki CityGML-aineistoon joka toimii nätisti QGISssä. Näihin ohjeisiin lisäisimme vielä, että käytä uusinta QGIS-versiota (nyt 3.6.).

Kokeile itse

Ota ensin testiin vain yksi korkeusmallin palanen (sellaisen saa esimerkiksi Maanmittauslaitoksen tiedostopalvelusta ladattua).

QGISn 3D-näkymän saa auki yläpalkista “View” / “Näytä” ja valitse Uusi 3D-karttanäkymä, jossa mallia voi pyöritellä.

Määrittele 3D-näkymälle mitä aineistoa käytät korkeusmallina ja säädä haluttaessa parametrejä. Esim. pystymittakaavaa säätämällä saa Suomeenkin jylhiä vuoria.  Jos haluat, laita vaikka ilmakuva pohjalle ja määritä korkeusmalli näkymättömiin.

Odottele hetki, että tiilet rakentuvat ja määritä mitä asioita 3D-näkymässä näytetään.

Jos käytössäsi on rakennusmalli, jossa on Z-koordinaattitietona korkeus, lisää se mukaan projektiin (tai luo sellainen itse). Visualisoinnissa kannattaa käyttää tällöin 3D näkymää ja määritellä, että korkeaustieto lasketaan oikeasta sarakkeesta. Kätevä työkalu on myös Vertice editor (Piste editori), jolla saa kohteiden x,y,z-koordinaatit näkyville (ja myös editoitua niitä).