По мере роста городов и усложнения их инфраструктуры проблема урбанистического потепления становится критической. Остров тепла (Urban Heat Island, UHI) — это городская территория, температура которой существенно превышает показатели окружающих сельских районов. Плотная застройка, интенсивный транспорт, промышленность и высокая плотность населения превращают города в тепловые ловушки. Это приводит к накоплению избыточного тепла, что изменяет микроклимат, ухудшает качество воздуха и воды.
Демонстрируя возможности технологий 3D-картографирования, наш швейцарский партнер Pix4D реализовал исследовательский проект в Binghamton University. Под руководством Томаса Пингела, доцента кафедры географии, были созданы трехмерные тепловые карты кампуса, которые объединили данные с дронов, LiDAR и тепловых сенсоров. Эти модели используются как в учебном процессе, так и для поддержки городских планировщиков в разработке стратегий озеленения и обновления инфраструктуры.
Методология сбора данных
Сбор данных осуществлялся в несколько этапов с использованием инструментов Pix4D:
- обработка RGB-снимков в PIX4Dmatic — создана базовая 3D-модель территории;
- позиционирование тепловых данных в PIX4Dmapper — интеграция температурных карт с геометрией объектов;
- структура исходных файлов — дала возможность применить метод «bootstrapping», когда информация из RGB-данных повышает точность тепловых моделей.
Дополнительно был использован экспорт в формат 3D tiles для удобства работы и инструменты pyopf toolkit, которые позволили создать высококачественные NeRF-визуализации и интерактивные «flythroughs».
Благодаря такой комбинации удалось получить целостную трехмерную тепловую модель кампуса, готовую для дальнейшего анализа и презентаций.
3D-карта большого участка кампуса. Данные обработаны в PIX4Dmatic.
Результаты
В рамках проекта удалось получить следующие результаты:
- созданы 3D-тепловые карты кампуса, охватывающие различные типы застройки и покрытий — от крупных зданий и дорожной инфраструктуры до зеленых насаждений и природных территорий;
- объединены тепловые данные с LiDAR-съемкой, что обеспечило высокую детализацию и точность трехмерных моделей;
- применены инструменты pyopf toolkit, которые позволили интегрировать реконструкции с NeRF-моделями и создать интерактивные визуализации.
Снимок, полученный из финального рендера объединенных данных LiDAR и тепловой съемки. Белая крыша здания существенно снижает температуру, а окружающие деревья охлаждают почву рядом.
Заключение
Использование инструментов PIX4Dmatic и PIX4Dmapper доказало свою эффективность в создании точных трехмерных тепловых моделей городской среды. Такие данные помогают не только в научных исследованиях, но и в практическом городском планировании — от информирования общественности о масштабах урбанистического потепления до интеграции зеленых зон в стратегии обновления городов.
