Як програміст 3D-друкував остаточну карту Лондона, використовуючи дані LIDAR

Національні уряди оприлюднюють всі види офіційних даних в Інтернеті, але більшість людей не користуються нею. Сан-Франциско програміст Ендрю Годвін не більшість людей. Нещодавно він знайшов спосіб використовувати дані LIDAR британського уряду для створення масштабної моделі невеликого шматочка центрального Лондона, міста, де він виріс.

LIDAR, або Light Detection and Ranging, є геодезичною технологією, яка вимірює відстань за допомогою лазерів і має застосування в створенні карт, а також інших наукових парасолях, таких як сейсмологія і геологія. Годвін отримав ідею для своєї карти під назвою “London Rising”, коли дізнався через Twitter, що Агентство з охорони навколишнього середовища Великобританії почало випускати дані LIDAR про ландшафт Лондона. У пошуках інноваційних способів використання 3D-принтера, який він нещодавно придбав, Годвін зрозумів, що він може перетворити необроблені дані на 3D-карту з фактичним вертикальним рельєфом.

Він зіткнувся з першою основною перешкодою проекту, коли він почав перетворювати необроблені дані LIDAR у друкований файл STL, який може читати 3D-принтер. Годвін покладався на деякі основні геометрії, щоб перетворити хмару точок даних в 3D-модель, але вдосконалення його зубчастих країв у більш гладку модель вимагало деяких навичок вилучення ознак, яких не володіє Годвін. "Я просто взяв всі дані, усереднював точки, щоб зробити нижню детальну висоту, підняв висоту до інтервалів 3 м і застосував згладжування на основі сусідів", - пише Годвін у своєму детальному повідомленні про проект.

Як тільки Годвін створив свій файл на 200 МБ STL, він пережив незліченні години проб і помилок, коли змінював різні параметри на 3D-принтері, міняючи пластмасовий матеріал, який він використовував, тепло сопла і швидкість потоку пластика. "Перші 20 плиток вийшли з різними дефектами або часто будівлі були блоббі або струни пластика залишилися б на моделі", говорить Годвін.Незважаючи на те, що перші версії, які видавав Годвін, були жорсткими, після кожного друку було достатньо доказів, щоб припустити, що він був на правильному шляху. Таке відчуття прогресу тримало його.

Крім тонкої настройки 3D-принтера для досягнення чистої плитки, принтер може виконати кілька годин для кожного друку. Це означає, що навіть якщо Годвін зробив незначну зміну температури сопла або вичавлену кількість пластику, він потенційно повинен чекати чотири години, щоб побачити, що саме це уточнення не вдалося. Випробування декількох різних варіантів параметрів принтера потенційно може зайняти цілий день, тому наполегливість (і наявність інших речей у той же час) стала важливою частиною процесу.

Хоча є достатньо даних LIDAR, щоб потенційно відобразити весь Лондон, Годвін вирішив відтворити певну частину центрального Лондона завдяки відомим пам'яткам, які він містить, і невеликою концентрацією високих будівель, які додають трохи висоти його карті. Протягнувшись уздовж Темзи від Гайд-парку на заході до старої квартири Годвіна в Королівських Доках на сході, територія, на яку поширюється карта, вимагає, щоб Годвін вивів 48 квадратних плиток на 7,5 см з кожної сторони, щоб скласти готову карту, яка становить приблизно 3 ноги на одну ногу. Завдяки 48 плиткам, які займають від одного до чотирьох годин для друку, що збільшуються за годинами технічних труднощів з 3D-принтером, ви можете зрозуміти, яку саме відданість потрібно було провести для цього проекту.

Після заслуженого успіху карти Лондона, Годвін планує застосувати перетворення даних LIDAR в тривимірні карти рельєфу в інші міста по всьому світу. Можливо, його нову домашню базу Сан-Франциско буде предметом його наступної спроби, оскільки він вже почав збирати дані LIDAR півострова Сан-Франциско з USGS. Карта Лондона, що висить над його столом, служить нагадуванням про те, що багато можливо з невеликою кількістю даних, 3D-принтером і надлишковою наполегливістю і терпінням.