Ako programátor 3D-tlačené Ultimate mapa Londýna pomocou LIDAR dáta

Národné vlády zverejňujú online všetky oficiálne údaje, ale väčšina ľudí ich nevyužíva. Programátor Andrew Godwin so sídlom v San Franciscu nie je väčšina ľudí. Nedávno našiel spôsob, ako využiť údaje britskej vlády LIDAR na vytvorenie mierkového modelu malého kúska centrálneho Londýna, mesta, kde vyrastal.

LIDAR, svetelná detekcia a meranie, je geodetická technológia, ktorá meria vzdialenosť pomocou laserov a má aplikácie na tvorbu máp, ako aj iné vedecké dáždniky, ako sú seizmológia a geológia. Godwin dostal nápad na svoju mapu s názvom „Londýnsky rast“, keď sa na Twitteri dozvedel, že Agentúra pre životné prostredie Spojeného kráľovstva začala vydávať údaje LIDAR o krajine v Londýne. Hľadanie inovatívnych spôsobov, ako používať 3D tlačiareň, ktorú nedávno kúpil, Godwin zistil, že dokáže transformovať nespracované údaje na 3D mapu so skutočným vertikálnym reliéfom.

Vstúpil do prvej hlavnej prekážky projektu, keď začal premieňať nespracované údaje LIDAR na tlačiteľný súbor STL, ktorý mohla 3D tlačiareň čítať. Godwin sa spoliehal na nejakú základnú geometriu, aby premenil oblak dátových bodov na 3D model, ale rafinovanie jeho zubatých hrán do hladšieho modelu si vyžadovalo niektoré schopnosti extrakcie vlastností, ktoré Godwin nemá. „Len som si vzal všetky údaje, spriemeroval body, aby som urobil výškový plán s menším detailom, vytrhol výšky do 3m intervalov a aplikoval vyhladenie na základe susedstva na celú vec,“ píše Godwin vo svojom podrobnom blogovom príspevku o projekte.

Keď Godwin vytvoril svoj 200 MB STL súbor, vydržal nespočetné hodiny pokusov a omylov, keď upravoval rôzne nastavenia na 3D tlačiarni, menil plastový materiál, ktorý používal, teplo dýzy a rýchlosť prietoku plastu. „Prvých 20 dlaždíc vyšlo s rôznymi defektmi alebo často by budovy boli blobby alebo by na modeli zostali plastové vlákna,“ hovorí Godwin.Napriek tomu, že prvé verzie Godwina boli vytlačené, boli po každom výtlačku dosť dôkazov, že bol na správnej ceste. Ten pocit pokroku ho udržal v chode.

Na vrchole jemného doladenia 3D tlačiarne na dosiahnutie čistej dlažby trvá niekoľko hodín, kým tlačiareň vykoná každú tlač. Znamená to, že aj keby Godwin urobil menšie vyladenie teploty dýzy alebo množstva plastu, ktorý bol vytlačený von, mohol by čakať štyri hodiny, len aby zistil, že toto zjemnenie zlyhalo. Vyskúšanie niekoľkých rôznych variantov nastavení tlačiarne by mohlo potenciálne trvať celý deň, čo je dôvodom, prečo sa vytrvalosť (a medzičasom majú iné veci) stali kritickou súčasťou procesu.

Hoci existuje dosť údajov LIDAR, ktoré by mohli zmapovať celý Londýn, Godwin sa rozhodol znovu vytvoriť špecifický kúsok centrálneho Londýna kvôli známym pamiatkam, ktoré obsahuje, a malej koncentrácii vysokých budov, ktoré by jeho mape pridali dramatickú výšku. Strečing pozdĺž Temže z Hyde Parku na západe do starého bytu Godwina v Kráľovských dokoch na východe, oblasť pokrytá mapou vyžadovala, aby Godwin vytlačil 48 štvorcových dlaždíc 7,5 cm na každej strane, aby vytvoril hotovú mapu, ktorá je približne 3 nohy o jednu nohu. So 48 dlaždicami, ktoré trvalo od jednej do štyroch hodín na tlač, čím sa skomplikovali hodiny technických ťažkostí s 3D tlačiarňou, môžete začať chápať druh oddanosti, ktorý bol potrebný na zobrazenie tohto projektu.

Po úspešnom úspechu londýnskej mapy plánuje Godwin uplatniť svoju premenu údajov LIDAR na 3D reliéfne mapy do iných miest po celom svete. Možno, že jeho nová domáca základňa San Francisco bude predmetom jeho ďalšieho pokusu, keďže už od USGS začal zbierať údaje LIDAR z polostrova San Francisco. Mapa Londýna, ktorá visí nad jeho pracovným stolom, slúži ako pripomienka, že veľa je možné s trochou dát, 3D tlačiarňou a prebytkom vytrvalosti a trpezlivosti.