Modelado Urbano 3D

Actualmente, el interés público por el conocimiento del espacio urbano ha aumentado como consecuencia de aspectos simples como, por ejemplo, más kilómetros recorridos con vehículos, mayor consumo personal de energía, aumento de la contaminación del aire, aumento del costo de los servicios públicos de transporte, disminución de recursos naturales, entre otros.

Este interés público aumentado es apoyado por los dirigentes y autoridades municipales o metropolitanas, que buscan coordinar mejor el uso de la tierra en el aspecto ambiental, sociológico y económico.

El Modelado Urbano 3D implementa una nueva perspectiva en el proceso dinámico del desarrollo urbano, resultado de la interacción de las diversas influencias en la toma de decisiones sobre uso del suelo, zonificación y transporte.

Los modelos 3D generalmente se crean con aplicaciones especiales de software llamado Modeladores 3D. Normalmente, estos modelos se derivan de una colección de datos (puntos y otra información), obtenidos mediante un proceso manual, un algoritmo o usando un escáner.

La Ingeniería usa los modelos 3D como estudio de nuevos productos, vehículos y estructuras espaciales, así como un prototipo de la versión final. En los años 2000, con el advenimiento de tecnologías como la Correlación de imagen y el Perfilamiento LÁSER, la comunidad de geociencias comenzó a construir modelos 3D de la superficie terrestre de manera habitual.

Los modelos de visualización 3D tienen una variedad de aplicaciones en Cartografía y estudios urbanos, como por ejemplo: Análisis de Situación del Lugar, Planificación de Emergencias, Zonificación Urbana, Volúmenes Urbanos para Estudios Ambientales, Marketing, Turismo, etc. Aunque generalmente se usan simplemente para visualizar los ambientes construidos, existen aplicaciones como interfaces 3D para modelos de simulación más sofisticados.

Se han logrado avances significativos en el desarrollo de modelos 3D "inteligentes". La tecnología existente actualmente permite detallar y simular ambientes urbanos de una manera que facilita la interacción con el usuario estándar. Los modelos 3D pueden usarse tanto como una interfaz amigable en la interacción del ambiente urbano en un SIG para enlaces con información en Internet, o de manera más compleja, para crear modelos funcionales de simulación.

Modelos 3D de Ciudades a Partir de un CAD

Este tipo de modelado es el ejemplo más común de modelo urbano 3D, con varias aplicaciones ya existentes en muchas ciudades alrededor del mundo. Estos modelos representan ciudades o escenas del ambiente urbano en tres dimensiones con grados variables de detalle e interpretación artística.

Los modelos de CAD 3D frecuentemente se presentan como animaciones, capturas de pantalla y ambientes navegables de VRML. Normalmente, los modelos no tienen ninguna funcionalidad más allá de la exposición (es decir, no están vinculados a una base de datos espacial, ni son capaces de exhibir un resultado de búsqueda bajo consulta). Además, pueden ser "navegables" por el operador o únicamente estáticos. Las aplicaciones de estos modelos son diversificadas, variando de la publicidad a la revisión de proyectos.

Modelos 3D de Ciudades a Partir de un SIG

De cierta manera, son modelos idénticos a los modelos de CAD; a veces se generan usando el mismo tipo de programa. La diferencia, sin embargo, está en la funcionalidad.

Mientras que el modelo 3D CAD no ofrece ninguna funcionalidad al operador excepto su simple exposición, la incorporación de un Sistema de Información Geográfica (SIG) a un modelo visual 3D capacita al usuario para ejecutar consultas específicas de los edificios y el espacio construido representado en el ambiente del modelo.

Un SIG actúa esencialmente como una base de datos espacial con una interfaz gráfica para ejecutar consultas, operaciones y manipulaciones en datos en un ambiente interactivo. Los modelos 3D SIG introducen esa funcionalidad (si hay disponibilidad de datos) al modelo 3D CAD. Los operadores pueden consultar el ambiente construido y tener los resultados exhibidos visualmente y con interacción en tres dimensiones en la pantalla. Por ejemplo, un operador tal vez desee descubrir dónde hay espacio disponible para la instalación de una oficina, comparando precios de alquiler y características estructurales en el centro de una ciudad. O, por ejemplo, determinar la influencia de las estructuras urbanas en la transmisión de una señal direccional a partir de un punto determinado y dentro de un radio de acción, como en las transmisiones telefónicas 3G y en las transmisiones direccionales de FM y microondas.

Modelos 3D de Ciudades Navegables

Técnicamente, al observar una animación, cada escena o imagen debe montarse en términos de polígonos más o menos complejos. Entonces, cuanto más compleja o texturizada sea la escena, más largo es el tiempo de renderización exigido.

Una experiencia en "tiempo real" se refiere a una interpretación del modelo 3D a razón de 30 imágenes por segundo, lo más cercano a simular la realidad. Las escenas en la visualización en tiempo real están a tal "velocidad" porque el énfasis está en colocar al usuario ante una experiencia dinámica con máxima interacción. Cada vez que el operador mueve el cursor sobre la imagen, cambia su perspectiva. Como la respuesta debe ser rápida, muchas veces las texturas más complejas, como el terreno y las fachadas, son representadas por fotografías aéreas o terrestres superpuestas al esqueleto del modelo.

En general, los sistemas navegables en 3D urbano tienden hacia el "tiempo real" por su libertad de movimiento, facilidad de uso y capacidad de generar escenarios alternativos rápidamente.

Ejemplos de modelado urbano 3D generados por ESTEIO:

• Video de Belo Horizonte/MG montado en Google Earth, utilizando la altura como valor de Z de los vectores de los edificios. (archivos en resolución media para facilitar la visualización – archivo MPEG de 9,2 MB)

• Video de Belo Horizonte/MG montado en ArcGIS, haciendo la extrusión mediante la tabla de atributos. (archivo MPEG de 6,8 MB)

• Video Niágara montado en Terra Photo, utilizando el archivo de puntos LÁSER, la construcción de edificios, archivos RPC para renderización de árboles y la ortofoto. (archivo MPEG de 2,2 MB)

Capacitación

ESTEIO ejecuta servicios de:

• Modelado de Terreno y Superficie usando LÁSER Aerotransportado;

• Modelado 3D de Sólidos Urbanos usando LÁSER Aerotransportado o Fotogrametría;

• Análisis Espaciales basados en el Volumen Urbano;

• Mapas Temáticos apoyados en Modelado 3D;

• Navegación Virtual en Ambiente 3D.