У міру зростання міст та ускладнення їхньої інфраструктури проблема урбаністичного потепління стає критичною. Острів тепла (Urban Heat Island, UHI) — це міська територія, температура якої суттєво перевищує показники навколишніх сільських районів. Щільна забудова, інтенсивний транспорт, промисловість і висока густота населення перетворюють міста на теплові пастки. Це призводить до накопичення надлишкового тепла, що змінює мікроклімат, погіршує якість повітря та води.
Демонструючи можливості технологій 3D-картографування, наш швейцарський партнер Pix4D реалізував дослідницький проєкт у Binghamton University. Під керівництвом Томаса Пінгела, доцента кафедри географії, було створено тривимірні теплові карти кампусу, які поєднали дані з дронів, LiDAR та теплових сенсорів. Ці моделі використовуються як у навчальному процесі, так і для підтримки міських планувальників у розробці стратегій озеленення та оновлення інфраструктури.
Методологія збору даних
Збір даних здійснювався у кілька етапів, із використанням інструментів Pix4D:
- обробка RGB-знімків у PIX4Dmatic — створено базову 3D-модель території;
- позиціювання теплових даних у PIX4Dmapper — інтеграція температурних карт із геометрією об’єктів;
- структура вихідних файлів — дала можливість застосувати метод «bootstrapping», коли інформація з RGB-даних підвищує точність теплових моделей.
Додатково було використано експорт у формат 3D tiles для зручності роботи та інструменти pyopf toolkit, які дозволили створити високоякісні NeRF-візуалізації та інтерактивні «flythroughs».
Завдяки такій комбінації вдалося отримати цілісну тривимірну теплову модель кампусу, готову для подальшого аналізу та презентацій.
3D-карта великої ділянки кампусу. Дані оброблені в PIX4Dmatic.
Результати
У межах проєкту вдалося отримати такі результати:
- створено 3D-теплові карти кампусу, що охоплюють різні типи забудови й покриттів — від великих будівель та дорожньої інфраструктури до зелених насаджень і природних територій;
- поєднано теплові дані з LiDAR-зніманням, що забезпечило високу деталізацію та точність тривимірних моделей;
- застосовано інструменти pyopf toolkit, які дозволили інтегрувати реконструкції з NeRF-моделями та створити інтерактивні візуалізації.
Знімок, отриманий із фінального рендера об’єднаних даних LiDAR і теплової зйомки. Білий дах будівлі суттєво знижує температуру, а навколишні дерева охолоджують ґрунт поруч.
Висновок
Використання інструментів PIX4Dmatic та PIX4Dmapper довело свою ефективність у створенні точних тривимірних теплових моделей міського середовища. Такі дані допомагають не лише в наукових дослідженнях, але й у практичному міському плануванні — від інформування громадськості про масштаби урбаністичного потепління до інтеграції зелених зон у стратегії оновлення міст.
