Проекты

Моделирование и анализ развития градостроительного планирования территории мегаполиса с помощью технологий виртуальной реальности и космического мониторинга

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Моделирование
Авторы работы: ГАОУ Школа № 1306 «Школа молодых политиков»
Предметы: Информатика, География
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Построение модели градостроительного планирования района «Раменки» на основе анализа городской инфраструктуры и состояния зелёных массивов с помощью космической съёмки и технологии VR, перспективной для задач проектирования комфортной среды.

Описание

Была разработана технологическая схема, состоящая из следующих программных модулей:

  • Геоинформационная система;
  • Приложение обработки космической съёмки;
  • Среда виртуальной реальности.

ГИС позволяет отображать и совместно анализировать любые массивы пространственных данных. Основными данными, которыми оперирует ГИС, являются векторные (точки, линии, полигоны) и растровые (изображения, сетки и др.) данные. В качестве геоинформационной системы использовалось бесплатное приложение QGIS 3.4 с открытым исходным кодом.

Приложение обработки космической съёмки позволяет делать все основные операции с космической съёмкой: атмосферная коррекция, синтезы, расчёт индексов, классификации и др. Космические снимки обрабатывались в программе ESASNAP, предоставляемой бесплатно Европейским космическим агентством.

Среда виртуальной реальности позволяет наглядно отобразить полученные данные, смоделировать изменение параметров и их последствия для дальнейшего внесения корректив в разрабатываемую модель. В качестве среды виртуальной реальности использовалась система AtlasVR, предоставленная АО «Российские космические системы» (далее РКС). Исходными данными для неё являются формализованные площадные векторные данные для района (поквартально):

  • населённость;
  • количество, распределение парковочных мест, площади;
  • цифровой индекс распределения растительности (4 класса).

Функции созданной модели заключаются в следующем:

  • Отображение в 3Д-мире информации с географической привязкой, с данными рельефа и внешней обстановки, согласно векторным данным;
  • Создание и отображение необходимых инфографических данных;
  • Возможность анализа сформированной модели района в интерактивном режиме с использованием средств отображения виртуальной реальности;
  • Возможность создания управляемой презентации для демонстрации вариантов городского планирования, выбора и корректировки модели.

По итогам авторы создали 3D-сцену, добавили в неё исходные данные и скорректировали рекомендации по планированию городской среды.

Оснащение и оборудование

  • Космические снимки.
  • Программный комплекс Atlas VR.
  • Программный пакет QGIS.

Результат

Выявлено, что существующая сеть парковок не в полной мере отвечает количеству машин. Выявлены жилые кварталы с недостаточным озеленением. Был разработан наглядный виртуальный сценарий моделирования транспортной нагрузки и состояния зелёных насаждений.

Выводы и рекомендации

Не рекомендуется увеличивать транспортную нагрузку на внутренние улицы района, предложены направления развития инфраструктуры района. Кварталы новой застройки имеют недостаточно зелёных насаждений.

Перспективы использования результатов работы

Возможно использовать в качестве инструмента для разработки решений в области градостроительного планирования.

Награды/достижения

Конференция «Наука для жизни» − диплом победителя.

Сотрудничество

АО «Российские космические системы», Компания «Терратех».

Особое мнение

«Мы научились самостоятельно работать с геоинформационной системой и использовать в работе с ней результаты дистанционного зондирования земли. То есть, по сути, уже в рамках обучения в 10 классе освоили те методы исследования процессов, происходящих на Земле, которые применяют исследователи и молодые учёные-географы, в том числе на Географическом факультете МГУ»