1
3D modelování a vizualizace
v geoinformatice
RNDr. Lukáš Herman, Ph.D.
Geografický ústav, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita,
2
3D modelování a vizualizace
Data
• Stávající datové zdroje
• Sběr a zpracování nových 3D dat
Technologie
• Datové modely, formáty a standardy
• Hardware
• Software
Aplikace
• Možné aplikace
• Tuzemské příklady
Uživatelé
• Odborníci, veřejná správa
• Veřejnost
Stávající datové zdroje
 Různé rozsahy i podrobnosti dat
 Poskytovány komerčním způsobem,
jiné zdarma
3
OSM
https://wiki.openstreetmap.org/wiki/3D
EU-DEM
https://land.copernicus.eu/pan-european/satellite-
derived-products/eu-dem/eu-dem-v1.1
kartézské souřadnice (X, Y + Z)
nebo
zeměpisná šířka, zem. délka + výška
nad referenčním tělesem
Stávající datové zdroje – ČR
 ČÚZK
 Data200, Data50 – terénní reliéf (vrstevnice, …)
otevřená (volně dostupná) data
 DMR 4G, DMR 5G = Digital Terrain Model (DTM)
 DMP 1G = Digital Surface Model (DSM)
 Komerční data – viz např. Mapy.cz
 Otevřená data některých měst
 Praha
 Brno
 …
4
3D model Brna
https://www.brno.cz/3d-model
Sběr nových 3D dat
 Geodetické metody
 Fotogrammetrie – letadla, drony
 Laserové skenování
 Letecké
 Pozemní
 Sférické snímkování (Street View)
5
3D modelování z fotografií
 z UAV (dronů), z pozemní fotogrammetrie
6
Převod dat z 2D do 3D
 Vytvoření 3. rozměru z atributu(ů)
 budova má 3 patra, průměrná výška patra je 3 metry – výška budovy = 9 m
 Získání 3. souřadnice z jiných vrstev
 umístění na model terénu a „zprohýbání“ 2D vrstev
 Data již jsou 3D
 i v tomto mohou být nutné další úpravy …
transformace souřadnicových systému
Aplikace 3D variant základních GIS operací (3D Buffer nebo množinových – 3D Difference, 3D
Intersect, …)
7
Základní analýzy ve 3D
 výpočty objemů, povrchů (3D)
 Výpočet zakrytí obzoru
 SkyLine
 SkyLine Barrier
 SkyLine Graph
 Množinové operace
 Inside 3D
 Intersect 3D
 Difference 3D
 Buffer 3D
 Near 3D
 SunShadowVolume
8
Datové modely, formáty a standardy
 Formáty počítačové grafiky
 VRML, COLLADA, glTF …
 CAD
 DWG, DXF, …
 Geoinformatika
 CityGML, datové specifikace INSPIRE, …
 BIM (Building Information Modelling)
 … standardizace datových modelů
9
Hardware
 Rostoucí výpočetní síla…
 Hitech systémy
 CAVE systémy
 helmy pro virtuální realitu
 „Low end“
 Chytrý telefon
 Klasický počítač (desktop,
notebook)
10
Software
 Komerční i open source
 Desktopové programy,
webové technologie
11QGIS 3.0 a vyšší Cesium
Možné aplikace – 3D katastr
12
https://www.spear.land.vic.gov.au/spear/pages/eplan/3d
-digital-cadastre/3dprototype/prototype.html
Možné aplikace – hlukové mapování ve 3D
13
Možné aplikace – energetické simulace a analýzy
14
Možné aplikace – krizové řízení
15
Tuzemské příklady – Analýzy výškopisu ČUZK
16
Webová aplikace, která pracuje s daty pořízenými ČÚZK (DMR 4G, 5G a DMP 1G) a
umožňuje analýzy viditelnosti, konstrukci terénních profilů, orientační výpočet objemu
apod. http://ags.cuzk.cz/dmr_3dscena/
Tuzemské příklady – 3D model Prahy IPR
17
https://app.iprpraha.cz/apl/app/model3d/
Další souvislosti …
 Otevřená data
 https://www.citygml.org/3dcities/
 Smart cities
 Navigace v budovách („indoor“)
 …
18
Aplikace 3D GIS – shrnutí
 3D modelování a vizualizace může být nákladné – zejména pořizování nových dat
 Záleží přitom na účelu výsledného 3D modelu, vizualizace či 3D GISu
 Je proto vhodné uvažovat u využití 3D modelů ve více různých oblastech:
 Územní plánování (geodesign, analýzy viditelnosti, participace veřejnosti)
 Evidence a správa budov v různých měřítcích (3D katastr nemovitostí, facility
management, BIM, památková péče, …)
 „Chytré“ budovy (optimalizace spotřeby a produkce energií, indoor navigace, …)
 Environmentální problematika (hlukové mapování, analýzy městského klimatu,
…)
 Podpora krizového řízení
 Propagace, popularizace, „virtuální turistika“, „serious games“, …
19
Uživatelé
 Odborníci, státní správa, široká
veřejnost
 Rozumí lidé 3D vizualizaci?
 Dokáží z ní zjistit hledané informace
(rychle a správně)?
 Není lepší „klasická“ 2D mapa, např.
na papíře?
 Jak udělat 3D vizualizaci, co
nejsrozumitelnější?
 Uživatelské testování
20http://carto4edu.ped.muni.cz/
Závěr
 Kde se dozvíte víc?
 Z8113 Kartografické modelování
 Z8818 Aplikovaná geoinformatika
 Z8311 3D modelování a
vizualizace
 nebo individuálně při zpracování
bakalářský nebo diplomových prací
21
22
Děkuji za pozornost
RNDr. Lukáš Herman, Ph.D. – herman.lu@mail.muni.cz
Geografický ústav, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita,